麻省理工学院朱棣文教授 信用:CC0公共领域 世界海洋是一个巨大的气体储存库，其中包括消耗臭氧层的含氯氟烃
它们从大气中吸收这些气体，并把它们吸到深处，在那里它们可以被隔离几个世纪甚至更长时间
海洋含氯氟烃长期以来一直被用作研究洋流的示踪剂，但它们对大气浓度的影响被认为是可以忽略的
现在，麻省理工学院的研究人员发现，至少一种含氯氟烃的海洋通量，即所谓的含氯氟烃-11，确实会影响大气浓度
在今天发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，该团队报告称，全球海洋将逆转其长期以来作为潜在的消耗臭氧层化学物质的汇的角色
研究人员预计，到2075年，海洋向大气中排放的氟氯化碳-11将超过它们吸收的量，到2130年将释放出可检测的化学物质
此外，随着气候变化的加剧，这种转变将提前10年发生
从海洋中排放的氟氯化碳-11将有效延长该化学品的平均停留时间，使其在大气中停留的时间比其他情况下长五年
这可能会影响未来对氟氯化碳-11排放量的估计
新的结果可能有助于科学家和决策者更好地确定这种化学物质的未来来源，这种化学物质现在已经被《蒙特利尔议定书》在全球范围内禁止使用
麻省理工学院地球、大气和行星科学系环境研究的李教授和杰拉尔丁·马丁教授是该项研究的合著者，苏珊·所罗门说:“到了22世纪上半叶，你会有足够的海洋通量，看起来可能有人在违反《蒙特利尔议定书》，但实际上，它可能只是海洋的通量。”
“这是一个有趣的预测，有望帮助未来的研究人员避免对正在发生的事情感到困惑
" 索罗门的合著者包括麻省理工学院的首席作者汪培栋、杰弗里·斯科特、约翰·马歇尔、安德鲁·巴宾、梅根·李克利和罗纳德·普林；科罗拉多州立大学的大卫·汤普森；圣巴巴拉加州大学的蒂莫西·德弗里斯；美国宇航局戈达德太空飞行中心的梁青
海洋，过饱和 氟氯化碳-11是一种含氯氟烃，通常用于制造制冷剂和绝缘泡沫
当排放到大气中时，这种化学物质会引发连锁反应，最终破坏臭氧层，臭氧层是保护地球免受有害紫外线辐射的大气层
自2010年以来，根据旨在恢复和保护臭氧层的全球条约《蒙特利尔议定书》，该化学品的生产和使用已在全球范围内逐步淘汰
自逐步淘汰以来，大气中的氟氯化碳-11水平一直在稳步下降，科学家估计，海洋吸收了所有人造氟氯化碳-11排放的约5%至10%
然而，随着这种化学物质在大气中的浓度持续下降，据预测，氟氯化碳-11将在海洋中过饱和，促使其成为一种来源，而不是一种汇
所罗门说:“一段时间以来，人类的排放量如此之大，以至于流入海洋的东西被认为可以忽略不计。”
“现在，当我们试图摆脱人类排放时，我们发现我们不能再完全忽视海洋在做什么了
" 日渐衰弱的水库 在他们的新论文中，麻省理工学院的研究小组试图确定海洋何时会成为这种化学物质的来源，以及海洋会在多大程度上影响大气中的氟氯化碳-11浓度
他们还试图了解气候变化将如何影响海洋未来吸收这种化学物质的能力
研究人员使用一系列模型来模拟海洋和大气之间的混合
他们从一个简单的大气模型和海洋的上层和下层开始，在北半球和南半球都有
他们在这个模型中加入了之前多年来报告的氟氯化碳-11的人为排放，然后将这个模型从1930年提前到2300年，以观察海洋和大气之间化学物质通量的变化
然后，他们用麻省理工学院大气环流模型(MITgcm)取代了这个简单模型的海洋层，MITgcm是海洋动力学的一种更复杂的表示，并在同一时期对CFC-11进行了类似的模拟
这两个模型都产生了今天大气中的氟氯化碳-11水平，与记录的测量值相匹配，这让研究小组对他们的方法充满信心
当他们查看模型的未来预测时，他们观察到从2075年左右开始，海洋开始排放比吸收更多的化学物质
到2145年，海洋将排放出氟氯化碳-11，其数量可通过目前的监测标准检测出来
海洋在20世纪的吸收和未来的释气也会影响化学物质在大气中的有效停留时间，在吸收过程中减少几年，到2200年底增加5年
气候变化将加速这一进程
研究小组利用这些模型模拟了到2100年全球变暖约5摄氏度的未来，并发现气候变化将使海洋向源头转移提前10年，并在2140年产生可检测的氟氯化碳-11水平
“一般来说，更冷的海洋会吸收更多的含氯氟烃，”王解释说
“当气候变化使海洋变暖时，它会变成一个较弱的储气库，而且释气速度也会加快一点
" 所罗门补充说:“即使没有气候变化，随着含氯氟烃在大气中的衰变，最终海洋相对于大气会有太多的含氯氟烃，它们会重新出现。”
“我们认为，气候变化将使这种情况更快发生
但是这种转变并不依赖于气候变化
" 他们的模拟显示，在北半球，海洋的移动会稍微快一点，在那里，大规模的海洋环流模式预计会放缓，留下更多的气体在浅海中逃逸回大气
然而，要知道海洋逆转的确切驱动力，需要更详细的模型，研究人员打算探索这一点
斯科特说:“接下来的一些步骤是用更高分辨率的模型来实现这一点，并关注变化的模式。”
“目前，我们已经提出了一些新的重大问题，并给出了人们可能会看到的想法
"
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