科學家們警告，人類所排放的溫室氣體正使得平流層厚度不斷地縮小中

黃威翔
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我們的地球被複雜的氣體層所覆蓋。正如同我們所知，它們保護並滋養地球上的所有生命。然而現在，由於人類對地球所造成的深遠影響，我們正在使其中的一層─即平流層（stratosphere）─整個縮小中。

整體不斷縮水

一項令人震驚的新研究發現，自 1980 年起，平流層的厚度早已經縮小 400 公尺。雖然在之前，已經有關於平流層厚度區域性地下降的報導，但這是首次有人從全球的角度來檢視這個現象。

西班牙維戈大學（University of Vigo）的地球物理學家璜·阿涅爾副教授（Juan Añel）說到：「這很令人震驚。這證明人類活動打亂了 60 公里以內的大氣層。」

平流層在空中大約 20-60 公里處包圍著地球，並覆蓋著我們所呼吸的大氣層（對流層（troposphere））。只有很少量的雲以及偶爾會有鳥類會來到平流層。平流層包含非常重要的臭氧層，而因為人類排放氟氯碳化物（CFC），已經對這層臭氧層產生嚴重破壞。

雖然在全球集體的努力下，已經阻止了南極洲上方的臭氧層破洞持續擴大，但是我們所排放的溫室氣體已經在改變整個平流層。

又是溫室氣體惹的禍

捷克布拉格查理大學（Charles University）的大氣物理學家彼得·皮索夫特博士（Petr Pišoft）及其同事使用了從 1980 年代以來的衛星影像，並結合氣候模型，判斷出是二氧化碳的上升，而不是先前所懷疑的臭氧層破洞，造成了平流層正在收縮中。團隊在論文中寫到：「我們證明了平流層的收縮並不僅是對冷卻的反應，對流層頂壓及平流層頂壓的變化均對收縮有所貢獻。」

研究團隊解釋，因為溫室氣體而導致的對流層升溫造成其擴張，並壓縮到其上面的平流層。除此之外，二氧化碳進入平流層這件事本身也正造成其氣體們冷卻並擠在一起，使整個層都縮水（與對流層剛好是相反效果）。

阿涅爾副教授說：「在合理的氣候變遷情景中，從 1980 到 2080 年，我們地球的平流層在垂直高度上可能會減少 4%（1.3 公里）」。

可能的衝擊

平流層中的臭氧與氧氣從太陽那吸收大部分的紫外線輻射，保護所有生命免於這種波長小於 300 nm的最有害光線。在平流層中，空氣的溫度隨著高度而上升（與下方的平流層趨勢相反），這點讓這層的氣體穩定。因此，當對流層中的氣候變得惡劣時，飛機可以到平流層中避難，但這個穩定度也代表任何抵達平流層中的化學物質傾向會逗留於此。

皮索夫特博士與團隊警告，若預測的改變成真，它們的規模會變得大到足以影響衛星、全球定位系統以及無線電通訊。它也可能改變吸收及放射分子的垂直分布，因此會改變平流層如何吸收輻射、以及其整體的動力學；不過，在我們能夠了解這些衝擊是否會發生及如何發生前，還有很多必須理解清楚的事物。

上述僅僅是其中一項，關於氣候危機是如何驚人地衝擊全球的最新發現而已。另一項最新的發現顯示，因為冰河融化導致重量重新分配，這已使得地軸偏移。

並未參與此研究的、英國雷丁大學（University of Reading）的大氣科學家保羅·威廉斯教授（Paul Williams）說：「在數十年的研究後，很令人驚訝的是，我們依然持續在發現氣候變遷的新面向。這會讓我想知道，到底還有什麼我們未發現，是由我們所排放的溫室氣體對大氣所造成的改變。」

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參考資料：

  1. Koumoundouros, T., (2021, May 15). Human Impact on Earth Is Shrinking an Entire Layer of The Atmosphere, Scientists Warn. ScienceAlert

  2. Pisoft, P. et al., (2021, May 5). Stratospheric contraction caused by increasing greenhouse gases. Environmental Research Letters. doi.org/10.1088/1748-9326/abfe2b

  3. Ramesh, K. et al., (2018, June 12). Long‐Term Trends in Tropical (10°N–15°N) Middle Atmosphere (40–110 km) CO2 Cooling. JGR Space Physics. doi.org/10.1029/2017JA025060

  4. 圖片來源：https://www.sciencealert.com/as-incredible-as-this-may-seem-we-re-now-shrinking-an-entire-layer-of-our-atmosphere（圖：NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth）