火箭发射增加，福兮祸兮？它会导致臭氧层破坏吗？

SpaceX发射了31次火箭。国家海洋和大气管理局的一项新研究表明：在未来，如果我们发射越来越多的火箭，可能会让我们的臭氧层置于危险之中（图片源自NOAA）。

火箭发射——影响地球的臭氧层

太空旅游？登月？火星旅行？

火箭发射预计将会更多次，这让许多人幻想着太空探索的新时代。

但是，国家海洋和大气管理局的一项研究表明，大幅增加航天活动，可能会破坏地球上的保护性臭氧层。

如今，全球发射工业广泛使用煤油火箭发动机，它排放出具有黑碳、煤烟的废气。这些废气会直接进入地球的平流层，那里有一层臭氧，以保护我们世界上的所有生物，免受太阳紫外线辐射的侵害。过多的这种辐射会破坏农业和生态系统，也会会导致皮肤癌，并削弱人类的免疫系统。

据NOAA在互评《地球物理研究大气杂志》上发表的新研究，以碳氢化合物为燃料的发射增加10倍，将破坏臭氧层并改变大气环流模式。

然而，根据最近交通增长趋势，在未来20年内出现这种增长水平是完全合理的。

博尔德市CIRES研究小组的克瑞斯托弗·马洛尼，是这项新研究的主要作者。

他说: “我们需要了解的是，燃烧碳氢化合物发动机对平流层和地球表面的潜在影响。通过深入研究，才能够更好地了解不同类型的火箭对气候和臭氧的影响，比较相对高低。”

两倍发射率？！

马洛尼说：“近几十年来，发射率增加了两倍多，预计未来几十年更会加速增长。“

火箭发射，是人类对流层上空产生的气溶胶污染的唯一直接可能；对流层是大气的最低区域，足以延伸至地球表面以上约4至6英里(6.5至9.5公里)的高度。

研究小组使用气候模型模拟了50年来每年向北半球平流层注入1万吨左右烟尘污染的影响（目前，每年有1000吨火箭烟尘排放）。

研究人员警告说：“除此以外，全球各地使用的不同类型碳氢燃料发动机，所产生和排放的烟尘的确切数量依然不明确。”

研究人员发现，这种活动，每年将使平流层的温度上升0.5至2摄氏度(或大约1至4华氏度)——这将通过减缓亚热带急流3.5%的速度、削弱平流层环流，来改变全球各地的环流模式。

该图描述了每年全球平流层产生影响

黑色：1万吨烟尘排放

蓝色：3万吨烟尘排放

绿色：10万吨烟尘排放

红色阴影表示模拟的前10年，该模拟被排除在其余分析之外

目前的航天活动每年向平流层排放约1000吨黑碳。

（图片源自NOAA/化学科学实验室）

臭氧层怎能被火箭废气影响？

化学科学实验室的研究学家罗伯特·帕特曼指出，温度和大气环流对平流层臭氧有强烈的影响。

因此，毫不惊讶，研究小组发现，从该模型发现，平流层温度、风的变化都会导致臭氧浓度的变化。

科学家们发现，一年中的几乎所有时间，臭氧都在向北纬30度的极方向(也就大约是休斯顿的纬度)减少。

北极出现了4%的最大降幅。北纬30度以北的所有其他地区，全年至少都或多或少经历了臭氧减少的危机。

臭氧损失的这种空间模式与模拟的黑碳分布以及与之相关的变暖直接吻合。

Maloney说: “最重要的是，按照计划增加火箭发射，可能会使北半球的人们面临更多有害的紫外线辐射。”

研究队伍还模拟了每年3万吨和10万吨煤烟污染的两种更大的排放情景，来更好地理解未来增加使用碳氢化合物燃料发动机的太空旅行的影响。

深入调查大气反应的结果显示，平流层对相对温和的黑碳注入很敏感。

较大排放模拟实验显示了类似的、但更严重的大气环流中断和气候损失。

研究基础是什么？我们来建立它！

这项研究，基于作者团队成员之前的研究基础上。

2010年，航空航天公司的科学家、合著者马丁·罗斯领导的一项研究，首次探索了火箭发射产生煤烟增加对气候的影响。罗斯是2017年NOAA进行的第二项研究的共同作者，他研究了利用更清洁的氢燃料火箭的拟议、可重复使用的太空发射系统对水蒸气排放的气候影响。

罗斯说:“我们的项目，强调了液体燃料烟尘颗粒造成臭氧损耗的重要性。这些模拟实验改变了人们固有观念，即太空飞行对臭氧层的唯一威胁来自固体燃料火箭——而我们已经证明了，粒子才是太空飞行影响的作用所在。”

虽然，这项新研究包括了火箭尾气中的煤烟对平流层气候和成分的影响，但科学家们表示，它同样代表了解平流层影响范围的第一步。

他们说，是时候评估不同类型火箭的燃烧排放了。

卫星脱离轨道时产生的烟尘，和其他颗粒也是中高层大气中越来越多的排放源，但人们对其了解甚少。

这类问题都需要进一步研究，才能全面了解航天工业排放，及其对地球气候和臭氧的影响。

总结：国家海洋和大气管理局的一项新研究称，未来20年增加火箭发射次数，发射所排放的碳、烟可能会破坏臭氧层！

BY:EarthSky Voicesand

FY:Alina Zhu

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