近日，兰州大学大气科学学院田文寿教授的研究团队在Nature Communications（2016-2017年影响因子为12.124）上发表研究文章，论文第一单位为兰州大学，第一作者是我校青年讲师张健恺，博士期间师从田文寿教授。这是该团队继2016年在Nature Climate Change期刊发表文章之后第二次在Nature子刊上发表有关平流层与对流层相互作用方面的研究，表明田文寿团队在中层大气方面的研究成果在国际上逐渐获得关注。
研究发现北半球臭氧总量变化存在一种“欧洲-北美”偶极子模态，它在欧亚大陆上空呈现负的异常中心，而在北美大陆上空则存在正的异常中心。过去三十年晚冬，该模态呈现增强趋势，表明欧亚大陆的臭氧损耗速率相比同纬度其他地区更加显著。同时，欧亚大陆上空的晴空紫外线强度也明显偏强。这些现象与北极海冰减少引起的平流层极涡向欧亚大陆偏移密切相关。一方面，极涡向欧亚大陆偏移会将极涡内部低浓度的臭氧空气输送至欧亚大陆上空，稀释那里的臭氧空气；另一方面，北极极涡内部浓度异常偏高的活性氯空气也被输送至欧亚大陆平流层，造成更强的臭氧化学损耗。
该研究还联合了参与国际IGAC/SPARC-CCMI（大气化学气候模式计划）的多国模式开发团队，利用国际先进的大气化学气候模式预测未来“欧洲-北美”偶极子模态的变化情况，发现未来晚冬时期该模态将继续呈现增强趋势，表明欧亚大陆上空的臭氧恢复速率将进一步减缓。这可能与未来北极海冰的持续减少紧密相关。这一研究成果首次揭示了气候变化对于臭氧恢复的影响不仅可以通过改变平流层辐射和温度影响臭氧的反应速率，还可以通过北极海冰变化引起的极涡偏移影响区域臭氧总量的变化。该研究受到国家自然科学基金项目（41630421, 41575039, 41705022和 41575038）资助。
新闻背景：
上世纪人类排放的氟氯昂气体造成了大气臭氧层的严重损耗。自从1987年《蒙特利尔条约》及其附属协议签订以来，平流层臭氧层损耗得到有效的缓解，整体呈现恢复趋势；但是，平流层臭氧的变化不仅受到氟氯昂气体浓度变化的影响，还受到大气中辐射、动力等过程的影响，而这些过程的变化又与气候变化存在关联。目前，准确评估未来气候变化背景下平流层臭氧的恢复速率是国际上关注的前沿热点问题。此外，2011年3月，北极上空首次监测到臭氧总量损耗强度与南极“臭氧空洞”相当的“臭氧低谷”事件，这使得北半球平流层臭氧变化问题成为公众关注的焦点。