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为精准探测南极臭氧恢复时空结构,研究人员用新模式方法,证实议定书正推动其恢复。
1985 年,南极臭氧 “空洞” 被发现,人造臭氧消耗物质(ODSs)是导致其出现的主要原因。在《蒙特利尔议定书》的约束下,ODSs 排放量减少,已有报告显示出臭氧恢复的迹象,这些结论主要基于观测数据以及宽泛但有说服力的模型与数据对比。然而,这些方法无法在存在内部气候变率的情况下,对南极臭氧恢复的时间和空间结构进行严格的统计学检测。
研究人员运用气候变化研究中基于模式的检测和归因方法,依据趋势模式信息(随月份和高度变化),将人为导致的臭氧变化与内部变率区分开来。该分析结合了卫星观测数据,以及单模型和多模型集合模拟,用以识别和量化南极臭氧恢复在月份 - 高度上的 “指纹特征”。
研究表明,自 2005 年以来,数据和模拟结果在臭氧对 ODSs 减少的响应指纹模式上高度吻合。同时发现,ODSs 的影响增强了南半球春季臭氧的内部变率,这对检测人为导致的臭氧变化及其出现时间造成了影响。
研究结果提供了有力的统计学和物理学证据,证明《蒙特利尔议定书》中减少 ODSs 的措施确实促使南极臭氧开始恢复,即臭氧含量的增加符合预期的月份 - 高度变化模式。