Utan det globala CFC-förbudet skulle vi redan stå inför verkligheten av en "bränd jord", enligt forskare som mäter effekten av Montrealprotokollet.

Deras nya bevis visar att planetens kritiska förmåga att absorbera kol från atmosfären kunde ha försämrats kraftigt och skickat globala temperaturer i höjden om vi fortfarande använde ozonförstörande kemikalier som CFC.

Ny modellering av det internationella teamet av forskare från Storbritannien, USA och Nya Zeeland, publiceras idag i Natur , målar upp en dramatisk vision av en bränd planet Jorden utan Montrealprotokollet, vad de kallar "World Avoided". Den här studien drar en ny stark koppling mellan två stora miljöproblem - hålet i ozonskiktet och den globala uppvärmningen.

Forskargruppen, ledd av en forskare vid Lancaster University, avslöjar att om ozonförstörande kemikalier, som mest ökänt inkluderar CFC, hade lämnats okontrollerad skulle deras fortsatta och ökade användning ha bidragit till att den globala lufttemperaturen ökade med ytterligare 2,5°C i slutet av detta århundrade.

Deras resultat, som beskrivs i tidningen "The Montreal Protocol protects the terrestrial carbon sink", visa att ett förbud mot CFC har skyddat klimatet på två sätt – genom att dämpa deras växthuseffekt och, genom att skydda ozonskiktet, skydda växter från skadlig ökning av ultraviolett strålning (UV). Kritiskt, detta har skyddat växternas förmåga att suga upp och låsa in koldioxid från atmosfären och på så sätt förhindrat en ytterligare acceleration av klimatförändringarna.

Forskargruppen utvecklade ett nytt modelleringsramverk, sammanföra data om ozonnedbrytning, växtskador genom ökad UV, kolkretsloppet och klimatförändringarna. Deras nya modellering visar en alternativ framtid för en planet där användningen av CFC fortsatte att öka med cirka tre procent om året.

Deras modellering avslöjar:

• En fortsatt tillväxt av CFC skulle ha lett till en världsomspännande kollaps i ozonskiktet på 2040-talet.
• År 2100 skulle det ha varit 60 procent mindre ozon ovanför tropikerna. Denna utarmning ovanför tropikerna skulle ha varit värre än vad som någonsin observerats i hålet som bildades ovanför Antarktis.
• År 2050 styrkan av UV från solen på mitten av breddgraderna, som omfattar större delen av Europa inklusive Storbritannien, USA och Centralasien, skulle vara starkare än de nuvarande tropikerna.

Det utarmade ozonskiktet skulle ha sett planeten, och dess växtlighet, exponeras för mycket mer av solens UV.

Växter absorberar koldioxid (CO ₂ ) genom fotosyntes och studier har visat att stora ökningar av UV kan begränsa växternas tillväxt, skadar deras vävnader, och försämrar deras förmåga att utföra fotosyntes. Detta innebär att växterna absorberar mindre kol.

Mindre kol i vegetationen leder också till att mindre kol låser sig i jordar, vilket är vad som händer med mycket växtmaterial efter att det dör. Allt detta skulle ha skett på global nivå.

Forskarnas modeller visar att i en värld utan Montrealprotokollet mängden kol som absorberas av växter, träd och jordar rasar dramatiskt under detta århundrade. Med mindre kol i växter och jordar, mer av det finns kvar i atmosfären som CO ₂ .

Övergripande, i slutet av detta århundrade utan Montrealprotokollets CFC-förbud:

• Det skulle ha lagrats 580 miljarder ton mindre kol i skogarna, annan växtlighet och jord.
• Det skulle finnas ytterligare 165-215 delar per miljon CO ₂ i atmosfären, beroende på framtidsscenariot för utsläpp av fossila bränslen. Jämfört med dagens 420 delar per miljon CO ₂ , detta är ytterligare 40-50 %.
• Den enorma mängden ytterligare CO ₂ skulle ha bidragit till ytterligare 0,8°C uppvärmning genom sin växthuseffekt.

ozonnedbrytande ämnen, som CFC, är också potenta växthusgaser och tidigare forskning har visat att deras förbud förhindrade deras bidrag till den globala uppvärmningen genom deras växthuseffekt. I slutet av detta århundrade, enbart deras växthuseffekt skulle ha bidragit med ytterligare 1,7°C global uppvärmning. Detta är utöver den nyligen kvantifierade 0,8°C uppvärmningen, kommer från den extra CO ₂ som skulle ha orsakats av skadad vegetation, vilket innebär att temperaturen totalt sett skulle ha stigit 2,5°C.

Dr Paul Young, huvudförfattare från Lancaster University, sa:"Våra nya modelleringsverktyg har gjort det möjligt för oss att undersöka den brända jorden som kunde ha uppstått utan Montrealprotokollets förbud mot ozonnedbrytande ämnen.

"En värld där dessa kemikalier ökade och fortsatte att ta bort vid vårt skyddande ozonskikt skulle ha varit katastrofal för människors hälsa, men också för vegetation. Den ökade UV-strålningen skulle kraftigt ha hämmat växternas förmåga att suga upp kol från atmosfären, vilket betyder högre CO ₂ nivåer och mer global uppvärmning.

"Med vår forskning, vi kan se att Montrealprotokollets framgångar sträcker sig bortom att skydda mänskligheten från ökad UV till att skydda växters och träds förmåga att absorbera CO ₂ . Även om vi kan hoppas att vi aldrig skulle ha nått den katastrofala världen som vi simulerade, det påminner oss om vikten av att fortsätta skydda ozonskiktet. Det finns fortfarande fullt tänkbara hot mot det, såsom från oreglerad användning av CFC."

Planeten har redan sett 1°C uppvärmning från förindustriella temperaturer. Även om vi på något sätt hade lyckats komma till netto noll CO ₂ utsläpp, den ytterligare höjningen på 2,5°C skulle ta oss till en höjning på 3,5°C. Detta är långt över den 1,5°C-höjning över förindustriella nivåer som många forskare ser som de mest globala temperaturerna kan stiga för att undvika några av de mest skadliga effekterna av klimatförändringarna.

Dr Chris Huntingford från UK Centre for Ecology &Hydrology sa:"Denna analys avslöjar en anmärkningsvärd koppling, via kolets kretslopp, mellan de två globala miljöproblemen skador på ozonskiktet och global uppvärmning."