北極臭氧達到歷史新高，為氣候議題邁出積極一步

近幾十年來，地球極地地區的臭氧層空洞一直是氣候變遷新聞的普遍特徵，極地地區的平流層臭氧水平顯著下降。人為來源的氯氟烴 (CFC) 是主要原因，由冰箱、空調和噴霧罐等家用物品中釋放。限制它們的使用對於臭氧空洞的恢復至關重要，因為它們在大氣中具有數十年的壽命。

需要解決的政策例如1987年《蒙特婁議定書》國際協議，旨在停止消耗臭氧層物質的生產和消費，以便分別在2045年和2066年修復北極和南極地區的臭氧空洞。因此，自 2000 年初以來，北極平流層消耗臭氧層的無機氯和溴的含量已經下降，儘管速度相當緩慢。

在這種黯淡的預測中，研究發表在地球物理研究通訊預示著更光明的未來即將到來。 NASA 戈達德太空飛行中心地球科學家首席科學家Paul Newman 博士及其同事認為，繼2023 年冬季至2024 年冬季總體增加之後，2024 年3 月是2024 年3 月北極臭氧濃度創20 世紀70 年代以來最高紀錄的月份。

到2024 年9 月，臭氧水平持續高於平均水平。旋）同時發生。

研究小組強調了這項研究的重要性，作為初步證據，顯示氟氯化碳含量目前正在下降，以便臭氧層開始漫長的恢復。紐曼博士說：“臭氧是地球的天然防曬霜。臭氧的增加是一個積極的故事，因為它對環境有益，而且全球蒙特利爾議定書協議正在產生積極成果，這一消息令人鼓舞。”

為了探索這一變化，Newman 博士及其同事研究了氣象和衛星反向散射紫外線數據，以觀測 1979 年以來的總柱臭氧（從地球表面到特定大氣柱頂部的臭氧總量）。

2024 年 3 月的臭氧平均值達到峰值 477 多布森單位 (DU)，比 1979 年 3 月的先前記錄高 6 DU，比研究期間（1979 年至 2023 年）的平均值高 60 DU。北極地區的每日破紀錄濃度持續了大約半個月的時間，其中 3 月 20 日達到最高濃度 499 DU。

他們發現，平流層的最低部分（距離地球表面10-20 公里）在該月的23 天中經歷了創紀錄的高溫，與由於溫暖的天氣系統從底層對流層上升到平流層而導致的臭氧水平升高相一致。

這與 1997 年、2011 年和 2020 年已知的極端臭氧消耗事件形成鮮明對比，這些事件發生在長期極渦期間。

2024 年 3 月這些異常溫度和臭氧水平的因果機制歸因於大氣羅斯貝波的冬季渦流熱通量增強。這些波進入平流層並引起平流層向下移動，導致極地溫度升高。

這些波浪也減緩了北極周圍的平流層極夜急流（極渦），導致來自中緯度地區的空氣在極地匯聚，將比正常情況更多的臭氧輸送到該地區。

「北極臭氧是透過氯和溴化合物直接消耗臭氧以及臭氧傳輸來控制的，」紐曼博士解釋。

「對於前一種情況，溫度太高，無法進行太多消耗。對於後一種情況，從對流層傳播到平流層的波浪將臭氧移入北極，使極地地區變暖，並減緩極地渦旋。厄爾尼諾事件和西伯利亞積雪已被視為臭氧傳輸的控制過程，但似乎沒有重大影響。

「比正常運輸更強的現像似乎是由隨機天氣年份造成的，羅斯貝波顯著傳播到平流層。耗氧物質水平的下降和二氧化碳水平的上升可能有助於進一步將北極臭氧提升至創紀錄水平。

鑑於二氧化碳水平預計在未來幾年仍將增加，紐曼博士表示，「極有可能」更多此類創紀錄的臭氧事件將繼續發生。

「氣候變遷被認為正在影響平流層極地渦旋的強度和穩定性。例如，海冰消失導致的表面溫度和壓力變化會增加羅斯貝波的產生，導致極地渦旋變弱和不穩定。

“此外，由於《蒙特利爾議定書》，全球臭氧預計將緩慢增加。這兩個因素的結合將為更高的極地臭氧值創造有利條件。”

雖然北極和南極洲對羅斯貝波影響的整體反應類似，但北極的羅斯貝波更強，因此臭氧水平高於南半球，而南半球的臭氧空洞更明顯。

「北極有更強的羅斯比波源，向上傳播到平流層（透過更強的渦流熱通量來量化）。因此，北極更溫暖，渦流更弱，臭氧更多。因為南極洲非常冷紐曼博士表示，由於存在含有活性氯的渦流，我們每年都會出現很深的臭氧空洞。

利用這一見解，耦合化學和氣候模型預測，從 2000 年到 2025 年，由於大氣中臭氧消耗物質的減少和溫室氣體水平的升高，北極臭氧層將增加 10-30 DU。

此外，根據該數據計算中午晴空的紫外線 (UV) 指數，2024 年北極臭氧水平屏蔽了更多紫外線，導致紫外線指數與 1979 年至 2023 年研究期間的平均值相比減少了 5% 。

最終，臭氧恢復對於保護地球上的生命至關重要，否則來自太空的紫外線輻射增加可能會產生過多的後果，例如減少（影響「地球之肺」和農業食品供應）並透過影響生長或初級生產者來破壞海洋食物鏈，從而增加人類皮膚癌和免疫缺陷病的發生率。

現在希望有一天這些臭氧空洞能夠癒合。

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