兩年前，北極海冰中的德國破冰船“極地號”船員向夜空發(fā)射了一束綠色激光，以研究冬季冰冷的云層。然而，光束在7公里以上的平流層中遇到了一千米厚的粒子層，研究人員后來發(fā)現(xiàn)，這是當年夏天席卷西伯利亞的野火產(chǎn)生的煙霧。
到2020年3月，由于野火煙霧揮之不去，衛(wèi)星測量顯示北極臭氧水平達到了歷史新低。德國萊布尼茨對流層研究所研究生Kevin Ohneiser說，似乎是煙霧導致了臭氧的消耗。
近日，Ohneiser和同事發(fā)表于《大氣化學與物理》的一項研究表明，氣候變化可能會對大氣化學產(chǎn)生意想不到的影響，因為日益嚴重的野火產(chǎn)生的煙霧會侵入平流層，并有可能侵蝕阻擋紫外線輻射的臭氧層。
美國宇航局(NASA)戈達德太空飛行中心遙感科學家Omar Torres表示，自20世紀70年代末以來，衛(wèi)星已經(jīng)能夠跟蹤煙霧顆粒，這些顆粒很容易從太空中觀察到，因為它們對紫外線有很強的吸收能力。
北極煙霧事件尤其令人擔憂，“大家都認為北極非常干凈，因為那里沒有會把污染物推進平流層的雷暴。”Ohneiser解釋道，比如，澳大利亞野火可以產(chǎn)生高聳的風暴系統(tǒng)，能夠像火山一樣將物質(zhì)注入平流層。但在西伯利亞大火發(fā)生時，由于處于熱浪和高壓系統(tǒng)中，形成風暴的對流上升氣流被抑制了。因此，野火產(chǎn)生的煙霧肯定有其他到達平流層的途徑。
在一個尚未發(fā)表的模型中，研究小組援引了一個10年前提出的名為“自我提升”的理論，試圖解釋該地區(qū)如何產(chǎn)生如此高濃度的煙霧。模型研究表明，黑色的煙霧顆粒有效吸收了陽光，加熱了周圍空氣，導致黑煙上升。僅僅幾天后，這一過程就可能將煙霧吹到距地面10公里的高空，然后風會將煙霧帶到北極低空平流層。
Ohneiser說，事實上，西伯利亞野火發(fā)生后，NASA的云—氣溶膠激光雷達與紅外探路者衛(wèi)星觀測衛(wèi)星(CALIPSO)觀察到距地面4到10公里處升起的羽狀煙霧。
對上述結(jié)論，許多科學家仍持懷疑態(tài)度，認為證據(jù)還不夠充分，比如火山爆發(fā)的硫酸鹽氣溶膠也可能造成同樣的效果。但Ohneiser和同事立場堅定，并利用激光雷達測量了硫酸鹽氣溶膠和煙霧顆粒對光的吸收和反射，最終發(fā)現(xiàn)了煙霧顆粒的特征——“野火煙霧清晰的光學指紋”。研究團隊表示，他們確實觀測到了萊科克火山的硫酸鹽顆粒，但它們在平流層更高的地方形成了一個薄層。
總之，這些煙霧顆粒的確可能造成臭氧的損失。這些煙霧也可能會以某種方式加強平流層極地渦旋，進一步使兩極寒冷，并加速損耗。(辛雨)
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