來自自然雜誌
美國各地的夏季雷暴將水蒸氣注入到大氣中比之前認為的更高的高度，促進了一系列化學反應，隨著氣候變暖，這可能會對地球的保護性臭氧層構成更大的威脅。
馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學的大氣化學家詹姆斯·安德森和他的同事在研究高空捲雲（覆蓋天空並捕獲熱量的稀薄而飄渺的雲層，會導致溫室效應）的起源時發現了這一現象。
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安德森的團隊預計夏季風暴會將水蒸氣泵送到約14公里的平均高度，從而形成捲雲。然而，研究人員今天在《科學》雜誌1報道稱，他們研究的大約一半風暴將水蒸氣注入到15至20公里的高度。
安德森說：“我們感到震驚。” “標準的中西部雷暴將水蒸氣注入平流層的能力遠遠超出了我們之前的想象。”
這對平流層臭氧具有重大意義，平流層臭氧可以保護地球免受紫外線輻射。臭氧可以透過與氯和水反應而被破壞，而這些反應的速率主要取決於溫度和水蒸氣的存在。安德森說，如果像預期的那樣，由於全球變暖導致風暴活動增加，平流層中的水分比例將增加，從而導致平流層臭氧的加速破壞，並導致到達地球的紫外線輻射量增加。
氣候計算
德克薩斯農工大學學院站的大氣科學家安德魯·德斯勒說，需要進一步的觀測來了解所有影響。“我對這種情況的發生並不感到驚訝，”他說，“但我認為真正的挑戰在於量化問題的各個方面”，包括水蒸氣注入的頻率以及由此產生的任何平流層氯反應。
平流層中受影響的區域（海拔15至20公里之間）包含約20%的平流層臭氧總量，安德森說，水蒸氣注入可能會為快速臭氧破壞提供條件，類似於科學家們在南極洲研究了幾十年，最近在北極研究的情況。
目前，水蒸氣約佔受影響平流層部分的體積的百萬分之5（p.p.m.v.）。如果這個值增加到12 p.p.m.v.，那麼在受影響區域，高達25%的臭氧可能會在一週內被破壞。如果水蒸氣含量上升到18 p.p.m.v.，那麼大約35%的臭氧可能在同一時間範圍內被破壞。
馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院的氣候學家凱里·伊曼紐爾表示，這項研究增加了一個問題的緊迫性，而他的行業尚未解決這個問題：風暴將如何應對氣候變化？ “我們真的不知道答案，”他說。“這是一個令人驚訝的不發達領域。”
地球工程風險
這項研究還引發了關於地球工程的問題——即操縱環境以減緩氣候變化的概念。目前正在考慮的一種地球工程方法是將硫酸鹽氣溶膠泵入平流層，以將陽光反射回太空並冷卻地球。但是，硫酸鹽顆粒也會催化破壞臭氧的反應，因此這樣的計劃可能會加速反應。安德森說：“你能想到的最糟糕的組合是將硫和水的混合物注入平流層，而這正是將要發生的事情。” “大自然會注入水，而人類會注入硫酸鹽。”
哈佛大學的地球工程專家大衛·基思說，這些發現並不一定意味著應該放棄地球工程。基思說，必須權衡水蒸氣和硫酸鹽帶來的風險增加與大氣中氯含量因成功實施《蒙特利爾議定書》而下降的事實，《蒙特利爾議定書》逐步淘汰了消耗臭氧物質的生產。他補充說，早期計算表明，這兩種影響在未來可能會大致相互抵消。
安德森和基思現在正在討論使用氣球或飛機進行大氣實驗的方法，以瞭解化學過程，包括平流層中額外水蒸氣和硫酸鹽對臭氧構成的風險。他們的計劃上週引發了一場短暫的媒體狂潮，當時有新聞報道稱，研究人員計劃在一年內進行地球工程實驗。兩人都表示這是不真實的：該實驗將比地球工程的範圍更廣，並且仍處於討論和建模階段。在推進之前，它還需要經過全面的公共資助和監管部門的批准。
基思說：“我認為我們必須知道更多，而知道更多意味著瞭解風險。” “而且你不能僅透過計算機建模來了解風險。”