科学家揭示了具有里程碑意义的 CFC 禁令如何给地球对抗全球变暖的机会
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图源：CC0公共领域
科学家揭示了具有里程碑意义的 CFC 禁令如何给地球对抗全球变暖的机会
兰卡斯特大学 2021 年 8 月 18 日
根据衡量《蒙特利尔议定书》影响的研究人员的说法，如果没有全球 CFC 禁令，我们将已经面临“焦土”的现实
他们的新证据表明，如果我们仍然使用氟氯化碳等破坏臭氧层的化学物质，地球从大气中吸收碳的关键能力可能会大幅下降，从而导致全球气温飙升。
来自英国、美国和新西兰的国际科学家团队今天发表在《自然》杂志上的新模型描绘了一个没有蒙特利尔议定书的被烧焦的地球的戏剧性景象，他们称之为“避免的世界”。这项研究在两个主要的环境问题——臭氧层空洞和全球变暖之间建立了新的明显联系。
由兰开斯特大学科学家领导的研究小组表明，如果对破坏臭氧层的化学物质（最臭名昭著的氟氯化碳）置之不理，那么它们的持续使用和增加使用将导致本世纪末全球气温额外上升 2.5°C。
他们在“蒙特利尔议定书保护陆地碳汇”一文中概述的研究结果表明，禁用 CFC 以两种方式保护了气候——抑制它们的温室效应，以及通过保护臭氧层保护植物免受紫外线辐射增加的破坏性影响（紫外线）。至关重要的是，这保护了植物从大气中吸收和锁定二氧化碳的能力，从而防止了气候变化的进一步加速。
研究小组开发了一个新的建模框架，将臭氧消耗、紫外线增加对植物造成的损害、碳循环和气候变化的数据汇总在一起。他们新颖的模型展示了一个星球的另一种未来，其中 CFC 的使用每年继续增长约 3%。
他们的模型显示：
到 2040 年代，CFC 的持续增长将导致全球臭氧层崩溃。
到 2100 年，热带地区上方的臭氧将减少 60%。热带上方的这种枯竭将比在南极上方形成的洞中观察到的更严重。
到 2050 年，中纬度地区（包括英国、美国和中亚等欧洲大部分地区）的太阳紫外线强度将比现在的热带地区更强。
耗尽的臭氧层会使这颗行星及其植被暴露在更多的太阳紫外线下。
植物通过光合作用吸收二氧化碳(CO 2 )，研究表明，紫外线的大量增加会限制植物生长、破坏植物组织并削弱植物进行光合作用的能力。这意味着植物吸收更少的碳。
植被中的碳越少，被锁定在土壤中的碳就越少，许多植物死亡后就会发生这种情况。所有这一切都将在全球范围内发生。
研究人员的模型表明，在没有蒙特利尔议定书的世界中，植物、树木和土壤吸收的碳量在本世纪急剧下降。由于植物和土壤中的碳较少，更多的碳以 CO 2 的形式留在大气中。
总体而言，到本世纪末，没有蒙特利尔议定书的 CFC 禁令：
森林、其他植被和土壤中储存的碳将减少 5800 亿吨。
根据化石燃料排放的未来情景，大气中将有额外的百万分之 165-215 的 CO 2。与今天的百万分之 420 的 CO 2 相比，这是额外的 40-50%。
大量额外的 CO 2将通过其温室效应导致额外的 0.8°C 变暖。
臭氧消耗物质，如氟氯化碳，也是强效温室气体，之前的研究表明，禁令阻止了它们通过温室效应对全球变暖的贡献。到本世纪末，仅它们的温室效应就会使全球变暖额外增加 1.7°C。这是对新量化的 0.8°C 变暖的补充，该变暖来自植被受损导致的额外 CO 2，这意味着总体温度将上升 2.5°C。
兰开斯特大学的主要作者保罗·杨博士说：“我们的新建模工具使我们能够调查在没有《蒙特利尔议定书》禁止消耗臭氧层物质的情况下可能导致的焦土。
“如果这些化学物质增加并继续破坏我们的保护性臭氧层，这对人类健康和植被来说都是灾难性的。增加的紫外线会严重阻碍植物从大气中吸收碳的能力，这意味着更高的 CO 2水平和更多的全球变暖。
“通过我们的研究，我们可以看到《蒙特利尔议定书》的成功不仅限于保护人类免受紫外线增加的影响，还包括保护植物和树木吸收 CO 2 的能力。虽然我们可以希望我们永远不会像我们模拟的那样到达灾难性的世界，它确实提醒我们继续保护臭氧层的重要性。完全可以想象的威胁仍然存在，例如不受管制地使用氟氯化碳。（参考”不断上升的温室气体对北极臭氧层构成持续威胁）
地球已经从工业化前的温度升高了 1°C。即使我们以某种方式设法实现了净零 CO 2排放，额外的 2.5°C 上升也会使我们上升 3.5°C。这远远超过了工业化前水平 1.5°C 的上升幅度，许多科学家认为，为了避免气候变化的一些最具破坏性的影响，这是全球气温可以上升的最大幅度。
英国生态与水文中心的克里斯亨廷福德博士说：“这项分析通过碳循环揭示了臭氧层破坏和全球变暖这两个全球环境问题之间的显着联系。”
探索
1987 年拯救臭氧层如何减缓全球变暖
更多信息：《蒙特利尔议定书》保护陆地碳汇，《自然》（2021 年）。期刊信息：自然
兰卡斯特大学提供
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