地球■地球臭氧层正在恢复，但温室气体的增加让大气循环陷入一场拔河比赛 |化学|哥伦比亚大学|极地|

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消耗地球保护臭氧层的化学物质也引发了南半球大气环流的变化。现在，《自然》杂志的一项新研究发现，由于《蒙特利尔议定书》的签署，这些变化已经停止，甚至可能逆转。《蒙特利尔议定书》是一项国际条约，成功地淘汰了消耗臭氧层的化学物质。
【地球■地球臭氧层正在恢复，但温室气体的增加让大气循环陷入一场拔河比赛】“这项研究进一步证明了《蒙特利尔议定书》的深远有效性。这不仅刺激了臭氧层的恢复，这也是最近南半球空气循环模式变化的驱动因素。 ”第一作者安塔拉Banerjee说，她是博尔德的科罗拉多大学的CIRES访问学者，在国家海洋和大气管理局(NOAA) 化学科学部工作。她是作为哥伦比亚大学博士后开始这项工作的。
1985年发现的臭氧层空洞，每年春天都会在南极洲上空的大气层中形成。臭氧损耗使空气变冷，加强了极地涡旋的风力，并影响到地球大气最低层的风。最终，臭氧损耗使中纬度急流和热带边缘的干燥地区向南极移动。
先前的研究已经将这些环流趋势与南半球的天气变化，特别是南美洲、东非和澳大利亚的降雨量，以及洋流和盐度的变化联系起来。
1987年的《蒙特利尔议定书》逐步停止生产破坏臭氧层的物质，如氯氟碳化合物(CFCs) 。从2000年左右开始，这些化学物质在平流层的浓度开始下降，臭氧层空洞开始恢复。在这项研究中， Banerjee和她的合著者已经表明，在2000年左右，南半球的环流也停止了向两极扩张——这是对早期趋势的停顿或轻微逆转。
Banerjee说:“这项研究的挑战在于证明我们的假设，即臭氧恢复实际上推动了这些大气环流的变化，而这并非巧合。 ”
为证明这一点，研究人员使用一个两步统计技术检测和归因：检测是否特定模式的观察风的变化不太可能仅仅是由于自然演变，如果是这样，是否变化可以归因于人为因素，如消耗臭氧层的化学物质和二氧化碳的排放。
利用计算机模拟，研究人员首先确定观测到的环流趋势停顿不能单独用风的自然变化来解释。接下来，他们分别分离了臭氧和温室气体的影响。
他们表明，尽管二氧化碳排放量的不断增加使近地表循环（包括急流）继续向两极扩展，但只有臭氧的变化才能解释循环趋势的停顿。在2000年之前，臭氧消耗和二氧化碳水平上升都推动了近地表环流的发展。自2000年以来，二氧化碳继续推动这一循环向极地移动，平衡了臭氧恢复的相反效果。
加拿大环境与气候变化局的科学家、该论文的合著者之一John Fyfe说:“在真实世界的观测中，确认臭氧驱动的循环趋势的停顿，首次证实了科学界长期以来从理论上所预测的情况。 ”
随着臭氧开始恢复，二氧化碳水平继续攀升，未来就不那么确定了，包括那些受急流影响的南半球地区和那些处于干旱地区边缘的地区。
“我们将此称为‘暂停’ ，因为循环趋势向极地移动可能会恢复、持平或逆转。 ” Banerjee说， “臭氧恢复和温室气体增加的对立影响将决定未来的趋势，这是一场拔河比赛。 ”
原文来源：
https://phys.org/news/2020-03-international-ozone-treaty-southern-hemisphere.html