来自自然杂志
美国各地的夏季雷暴将水蒸气注入到大气中比之前认为的更高的高度，促进了一系列化学反应，随着气候变暖，这可能会对地球的保护性臭氧层构成更大的威胁。
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的大气化学家詹姆斯·安德森和他的同事在研究高空卷云（覆盖天空并捕获热量的稀薄而飘渺的云层，会导致温室效应）的起源时发现了这一现象。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来关于塑造当今世界发现和想法的具有影响力的故事。
安德森的团队预计夏季风暴会将水蒸气泵送到约14公里的平均高度，从而形成卷云。然而，研究人员今天在《科学》杂志1报道称，他们研究的大约一半风暴将水蒸气注入到15至20公里的高度。
安德森说：“我们感到震惊。” “标准的中西部雷暴将水蒸气注入平流层的能力远远超出了我们之前的想象。”
这对平流层臭氧具有重大意义，平流层臭氧可以保护地球免受紫外线辐射。臭氧可以通过与氯和水反应而被破坏，而这些反应的速率主要取决于温度和水蒸气的存在。安德森说，如果像预期的那样，由于全球变暖导致风暴活动增加，平流层中的水分比例将增加，从而导致平流层臭氧的加速破坏，并导致到达地球的紫外线辐射量增加。
气候计算
德克萨斯农工大学学院站的大气科学家安德鲁·德斯勒说，需要进一步的观测来了解所有影响。“我对这种情况的发生并不感到惊讶，”他说，“但我认为真正的挑战在于量化问题的各个方面”，包括水蒸气注入的频率以及由此产生的任何平流层氯反应。
平流层中受影响的区域（海拔15至20公里之间）包含约20%的平流层臭氧总量，安德森说，水蒸气注入可能会为快速臭氧破坏提供条件，类似于科学家们在南极洲研究了几十年，最近在北极研究的情况。
目前，水蒸气约占受影响平流层部分的体积的百万分之5（p.p.m.v.）。如果这个值增加到12 p.p.m.v.，那么在受影响区域，高达25%的臭氧可能会在一周内被破坏。如果水蒸气含量上升到18 p.p.m.v.，那么大约35%的臭氧可能在同一时间范围内被破坏。
马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的气候学家凯里·伊曼纽尔表示，这项研究增加了一个问题的紧迫性，而他的行业尚未解决这个问题：风暴将如何应对气候变化？ “我们真的不知道答案，”他说。“这是一个令人惊讶的不发达领域。”
地球工程风险
这项研究还引发了关于地球工程的问题——即操纵环境以减缓气候变化的概念。目前正在考虑的一种地球工程方法是将硫酸盐气溶胶泵入平流层，以将阳光反射回太空并冷却地球。但是，硫酸盐颗粒也会催化破坏臭氧的反应，因此这样的计划可能会加速反应。安德森说：“你能想到的最糟糕的组合是将硫和水的混合物注入平流层，而这正是将要发生的事情。” “大自然会注入水，而人类会注入硫酸盐。”
哈佛大学的地球工程专家大卫·基思说，这些发现并不一定意味着应该放弃地球工程。基思说，必须权衡水蒸气和硫酸盐带来的风险增加与大气中氯含量因成功实施《蒙特利尔议定书》而下降的事实，《蒙特利尔议定书》逐步淘汰了消耗臭氧物质的生产。他补充说，早期计算表明，这两种影响在未来可能会大致相互抵消。
安德森和基思现在正在讨论使用气球或飞机进行大气实验的方法，以了解化学过程，包括平流层中额外水蒸气和硫酸盐对臭氧构成的风险。他们的计划上周引发了一场短暂的媒体狂潮，当时有新闻报道称，研究人员计划在一年内进行地球工程实验。两人都表示这是不真实的：该实验将比地球工程的范围更广，并且仍处于讨论和建模阶段。在推进之前，它还需要经过全面的公共资助和监管部门的批准。
基思说：“我认为我们必须知道更多，而知道更多意味着了解风险。” “而且你不能仅通过计算机建模来了解风险。”