1970年代半ば、科学者らは、クロロフルオロカーボン（CFC）の使用が拡大したことにより、オゾン層が破壊されていることに気づいた。
その後、世界各国がCFCの使用制限に取り組み、オゾン濃度の回復に寄与した。
新たな研究により、フロンの減少とオゾン層の回復によって、植物がより多くの炭素を吸収できていることが分かった。
この変化は、気候変動に対して顕著な好影響をもたらしている。
2060年春。濃いサングラスをかけ、つば広の帽子をかぶり、日焼け止めで覆われた露出した肌をわずかに残した子どもが、家の向かいの森林をじっと見つめている。木々はやせ細って成長不良に見え、彼女が見た古い写真と比べて葉がはるかに少ない。それでも、考えている暇はない。UVインデックスは20で、彼女はすでに5分間屋外にいる。UVインデックスは20であり、彼女はすでに5分間屋外にいる。
幸いなことに、これは私たちの未来ではない。1980年代に世界がオゾン層を保護するために講じた措置により、オゾン層（太陽の有害な紫外線（UV）放射を吸収する上層大気の領域）を守ることができ、私たちは心配すべき環境問題が一つ減った。
1970年代半ば、科学者らは、冷媒やエアロゾル缶の噴射剤などの用途で使用が拡大したクロロフルオロカーボン（CFC）などにより、オゾン層が破壊されていることに気づいた。1987年にモントリオール議定書が署名され、その後多数の改正により強化され、197か国が批准したことで、世界はCFCを段階的に廃止した。今日、大気中のCFC濃度は低下しており、オゾン層は回復に向かっている。
しかし、もしモントリオール議定書が署名されていなかったらどうなっていただろうか。私たちが回避できた世界はどのようなものだったのか。これは、私が国際的な共同研究者チームとともに主導した新たな研究のテーマである。
以前の研究で、科学者らは、オゾン層が薄くなり地表に届く紫外線量が増えたそのような世界では、皮膚がんの症例が数千件多くなっていたはずだと示していた。皮膚がんの症例が増えていたはずだ。さらに、追加の温暖化も起きていたはずだ。CFCは二酸化炭素（CO₂）と同様に温室効果ガスであり、その効果はCO₂よりはるかに強い。私たちの焦点は、植物にどのような影響が及んだ可能性があるかであった。
人間と同様に、植物も紫外線量が高い環境にさらされると損傷を受ける。植物は成長する過程でCO₂を吸収するが、紫外線放射が10%増加すると、植物の生物量は3%減少する。モントリオール議定書がなかった場合、今世紀末の世界全体の平均紫外線量は現在の4.5倍に達していたと私たちは推定した。また、2050年までに、欧州、アジア、北米の紫外線量は、現在の熱帯地域よりも高くなっていたとも推定した。
全体として、これは人間が排出するCO₂のより多くが、植物や土壌に固定されるのではなく大気中にとどまっていたことを意味する。そして、この追加のCO₂は地球温暖化をさらに進めていたはずだ。
モントリオール議定書のない世界
気候、大気の化学、植生、炭素循環を表すコンピューターモデルを用いて、私たちは2つの世界をシミュレーションした。1つ目では、CFCの危険性を世界に警告した1974年の論文が公表されず、その使用量が年3%で増加し続けると想定した。2つ目は、CFCが規制され、オゾン層が回復した世界であり、これは私たちが現在暮らしている世界であり、今後も続くと見込まれている世界である。
CFCを除けば、2つのシミュレーション世界は同一である。両者とも、CO₂およびその他の温室効果ガスの排出は、21世紀について中間シナリオに従う。これは、国連の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の報告書の策定に用いられた複数のシナリオの一つである。
CFCが段階的に廃止された世界は、将来のより温暖な気候から予想されるものと似ている。世界の気温は上昇し、そこにはあらゆる負の影響が伴うが、現実の世界について予想されるとおり、オゾン層は今世紀半ばまでに歴史的な水準へと回復する。もう一方の世界では、オゾン層が大幅に薄くなり、今世紀末には、どこでもオゾン濃度が南極のオゾンホールで見られる水準を下回る。
2050年代までに、紫外線による被害のため、CFCの使用が抑制されない世界の植物は、CFCが段階的に廃止された世界の植物と比べて、吸収する炭素量が半分になる。今世紀末までに、この高CFC世界の植物は、もう一方の世界の植物と比べて吸収する炭素が15%未満となり、その結果、植物と土壌に蓄えられる炭素は30%減少する。これは、今世紀末までに大気中のCO₂が30%増加し、気候がさらに0.8°C温暖化することを意味する。
この0.8°Cだけで、現在の世界の気温（産業革命前の平均を1°Cわずかに上回る水準）を、パリ協定の最も野心的な目標である1.5°Cの水準を超えるまで押し上げるのに十分である。CFC自体の温室効果によって生じたであろう1.7°Cを加えると、モントリオール議定書によって追加の2.5°Cの温暖化が防がれたことになる。パリ協定。
私たちのシミュレーションでは世界が回避されてきたが、オゾン層への脅威は依然として存在する。一部の科学者は、大規模な火山噴火による世界的な冷却効果を模倣することで気候変動に対抗することを支持している。これは、成層圏硫酸塩地球工学として知られるプロセスで、上層大気に粒子を注入するものである。
しかし、これはオゾン層を破壊する可能性がある。私たちの研究は、このような対策の影響評価においては、生物圏への波及効果を必ず考慮しなければならないことを示している。
深刻な科学的警告への対応における効果を考えると、モントリオール議定書を気候交渉のモデルとみなしたくなる。しかし、CFCや代替化学物質を製造する企業はわずか数社に限られ、それらが容易に入手可能であったため、オゾン問題は化石燃料からの排出削減よりもはるかに単純なものであった。
それにもかかわらず、モントリオール議定書はオゾン層を保護しただけでなく、それ自体が極めて成功した気候条約でもある。CFCのような非常に強力な温室効果ガスの排出を抑制しただけでなく、私たちが示したように、世界の植物を保護することで追加のCO₂濃度の上昇も防いでいるのである。
