研究：大型野火产生的烟雾可能会破坏臭氧层

臭氧层位于地球的低平流层，高度在15至35公里（9至22英里）之间，反射大量的太阳破坏性紫外线。这有助于保持地球的可居住性，但在20世纪80年代中期，研究人员在这个层中发现了一个洞。在几年内，世界各国政府共同签署了《蒙特利尔议定书》，禁止使用溶解臭氧的氟氯碳化物。从那时起，臭氧洞一直在缩小，防止了一些最坏的气候情况发生。

但不幸的是，目前的一些气候危机有可能使这种努力付诸东流。在2019年末和2020年初，澳大利亚大部分地区受到野火的影响。超过6000万英亩（2400万公顷）的土地被烧毁，超过100万吨的烟雾颗粒被喷入大气，达到35公里的高度--臭氧层的上部区域。以前的工作已经确定，火山喷发产生的烟雾可以引发溶解臭氧的化学反应，因此研究人员调查了野火烟雾是否会有同样的作用。

第一个线索出现在2020年3月，就在大火被扑灭之后。卫星数据显示，平流层中的二氧化氮水平大幅下降，创下了此前20年观测中的最低记录。这种下降是火山烟气降解臭氧的特定化学反应的证据。

在正常的大气化学中，五氧化二氮与太阳光反应，产生一系列的氮元素。这些最终产品之一是二氧化氮，它与氯化合物结合，防止它们破坏臭氧。但是，当排放的颗粒物加入混合时，它们会打断这种化学反应。烟雾颗粒将五氧化二氮转化为硝酸，这意味着没有那么多剩下的东西来形成二氧化氮。这反过来意味着氯气会形成更多的一氧化氯，这是一种强有力的臭氧“杀手”。

为了研究野火烟雾是否执行了同样的过程，研究小组对大气化学反应进行了复杂的模拟，并检查了加入和不加入巨大烟雾颗粒云的模型。果然，所有加入烟雾的模型都看到了二氧化氮的急剧下降。

“我们看到的行为，即在模型和数据中越来越多的气溶胶和越来越少的二氧化氮，是一个奇妙的‘指纹’，”该研究的主要作者Susan Solomon说。“这是科学界第一次建立了一个将野火烟雾与臭氧消耗联系起来的化学机制。它可能只是几种化学机制中的一种，但它显然是存在的。”

研究小组估计，这种烟雾会使臭氧柱消耗多达百分之一。鉴于臭氧洞以每十年1%到3%的速度愈合，这一事件有效地抵消了它在过去10年中的大部分愈合。

臭氧消耗并不是这种规模的野火对气候的唯一影响。去年的一项研究发现，这些火灾向大气中释放了大约7.88亿吨二氧化碳，而另一项研究发现，部分平流层在6个月内升温高达2℃。

更糟糕的是，随着气候的变化，大型野火预计会越来越频繁，而它们的环境影响又会加速气候变化，从而形成一个恶性循环。对这些过程获得更好的理解可以帮助我们做好准备。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。