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一项研究揭示了大规模野火如何通过向平流层引入大量气溶胶来影响臭氧层。这些气溶胶触发了复杂的化学反应，矛盾地导致不同平流层层面上的臭氧减少和增加，突显了随着气候变化进展，持续研究的重要性。图源：摄图网研究表明，野火可以通过注入改变臭氧水平的气溶胶，显著影响平流层的臭氧层，这些气溶胶通过复杂的反应发挥作用，强调了在气候变化研究中持续警惕的必要性。这一发现突显了我们地球大气的脆弱平衡，来自中国、德国和美国的科学家揭示了大规模野火事件与臭氧层化学之间的意外联系。这项研究今天（7月12日）发表在《科学进展》杂志上，揭示了野火，如灾难性的2019/20年澳大利亚丛林大火，以以前未见的方式影响平流层。臭氧层是保护地球上生命免受有害紫外线（UV）辐射的关键屏障，由于《蒙特利尔议定书》的实施，一直在恢复之路上。这一具有里程碑意义的国际条约于1987年通过，成功淘汰了多种导致臭氧层消耗的物质。在过去的几十年里，臭氧层显示出显著的愈合迹象，证明了全球合作和环境政策的成功。然而，这一至关重要的大气层的稳定性现在面临着新的和意想不到的挑战。在2019/20年澳大利亚野火期间，研究人员观察到平流层气溶胶的急剧增加——这些微小的颗粒可以影响气候、健康和大气化学。野火研究的新见解
利用先进的卫星数据和数值模型，研究团队成功地展示了野火影响的一种新现象：烟雾充斥的涡旋（SCV）。“SCV是一个强大的、充满烟雾的漩涡，将野火排放物输送到平流层，达到高达35公里的高度，”中国科学院大气物理研究所的苏航教授解释说，他是这项研究的通讯作者之一。“这一过程至少使南半球中间平流层的气溶胶负担增加了一倍。这些气溶胶一旦达到如此高的高度，就启动了一系列异质反应，影响了臭氧浓度。”野火引起的臭氧动态的影响
国际团队发现，这些由野火引起的气溶胶促进了异质化学反应，矛盾地导致了不同大气层的臭氧消耗和增加。虽然较低的平流层经历了显著的臭氧损失，但他们发现在较高海拔，即中间平流层的气溶胶上的增强化学反应，导致了臭氧的增加。在南半球中纬度地区，这种复杂的相互作用在接下来的几个月里，成功地缓冲了大约40%（高达70%）的在超级丛林大火事件中观察到的低层平流层的臭氧消耗。持续研究的紧迫性
“我们的研究表明了一个意外且关键的机制，即野火烟雾中的吸光气溶胶，如黑碳，可以诱导并维持跨越数千公里的巨大烟雾充斥的涡旋。这些涡旋可以持续数月，将气溶胶深入平流层，并以不同的方式在不同高度影响臭氧层。这突显了随着气候变化进展，持续警惕和研究的必要性，”来自马克斯·普朗克化学研究所的另一位通讯作者程亚芳教授说。气候变化和臭氧研究的未来方向
臭氧层在过滤紫外线辐射中的作用对于保护地球上所有生命形式至关重要。《蒙特利尔议定书》在减少臭氧消耗物质方面的成功是一个巨大的成就，但新发现突显了自然事件，因气候变化而加剧，对这层脆弱的保护层构成了额外的风险。随着全球变暖驱动的野火频率和强度的增加，SCV的形成及其对平流层的影响可能变得更加普遍，威胁到臭氧层的微妙平衡。随着我们继续应对气候变化，理解这些新发现的大气过程至关重要。这项研究为研究野火和其他气候驱动事件如何影响未来平流层化学和臭氧动态开辟了新的研究途径。
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Reference: “Smoke-charged vortex doubles hemispheric aerosol in the middle stratosphere and buffers ozone depletion” 12 July 2024, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adn3657IF: 11.7 Q1
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来源：scitechdaily.com、science advances
