圖片來源:NASA/Unsplash

人類排放大量二氧化碳 致平流層變薄 或影響衛星運行、 GPS 導航

最新刊於 Environmental Research Letters 的研究表明,人類大量排放溫室氣體導致大氣平流層(stratosphere)變薄,自 1980 年代起,該大氣層厚度已經收縮了 400 米。團隊推算如排放無大幅減少,到 2080 年平流層厚度將再減少約 1 公里,這些變化有可能影響衛星運行、 GPS 導航系統和無線電通訊。

平流層從地球表面上方延伸約 20–60 公里,並在對流層下方。當二氧化碳進入平流層時,理應是冷卻空氣、使空氣收縮,但現時過多的二氧化碳會在此被加熱,並令空氣擴散,推高平流層的下邊界。

有参與研究的西班牙奧倫塞維哥大學地球物理學副教授 Juan Añel 形容發現令人震驚,是人類目前影響全球氣候、導致緊急狀況的鮮明訊號,這也證明了人類正擾亂高達 60 公里的大氣層。

過去學界已知,隨著碳排放量增加,對流層高度同樣增加,但未有證實過平流層正在變薄。

吸收來自太陽紫外線的臭氧層亦在平流層中,學界曾有人認為,近幾十年來出現臭氧洞可能是平流層變薄的效果之一。不過是次研究表明,平流層穩定收縮幕後黑手是二氧化碳的上升;尤其在 1989 年《蒙特利爾議定書》禁止使用氟氯烴(Chlorofluorocarbons, CFC)之後,臭氧層已開始修復 。

團隊利用 1980 年代以來的少量衛星觀測,並結合多種氣候模型進行分析,同時了解大氣中出現的複雜化學互動。團隊認為,平流層變薄可能會影響衛星軌道、衛星的壽命以及無線電波傳送,最終會影響 GPS 和其他太空導航系統的整體性能。

無参與研究的雷丁大學大氣科學系教授 Paul Williams 指出,人類過去對平流層的了解少之又少,甚至被稱為「無知層(ignorosphere) 」,新研究將讓學界有強力理由,更多、更好地觀察這有遙遠但關鍵的大氣層。

來源:
The Guardian, Climate emissions shrinking the stratosphere, scientists reveal, 12 May 2021

報告:
Pisoft, P., Sacha, P., Polvani, L.M. & et al. (2021). Stratospheric contraction caused by increasing greenhouse gases. Environmental Research Letters. doi: 10.1088/1748-9326/abfe2b

文/Alan Chiu

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