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還記得“臭氧層空洞”嗎？它已正在逐步“愈合”~

2023-03-14 411 分享
過去經(jīng)常會在新聞上看到和“臭氧層空洞危機”相關的報道：臭氧層空洞讓有害紫外線進入大氣層，讓人類患上皮膚癌和白內障的風險增加，甚至會為一些物種帶來滅頂之災。
近些年，關于臭氧層空洞的新聞好像變少了，但實際上，人類從沒停止過修復臭氧層的努力。直到最近，我們終于等來了好消息：臭氧層正在逐步愈合！世界氣象組織日前指出，如果維持現(xiàn)行保護政策，預計到2040年，除南北極之外的全球其他地區(qū)的臭氧層將恢復至1980年之前的水平。盡管臭氧層完全恢復尚需時日，但人類已經(jīng)看到勝利的曙光。
臭氧層的修復是一個令人振奮的好消息，一方面，人類終于不必再擔心臭氧層破壞帶來的過量紫外線暴露了，另一方面，這也證明我們?yōu)榫徑鈿夂蛭C作出的努力不全是徒勞。

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我們的保護傘，破了一個“洞”


臭氧層空洞實際上并不是一個“洞”，這個概念指的是臭氧層密度和厚度的下降。
臭氧層處在約20千米高空的平流層中，它就像一把巨大的遮陽傘，吸收了一部分來自太陽的紫外線，從而減少抵達地面的紫外線輻射。
紫外線雖然有助于合成維生素D，但它也有很強的“殺傷力”，容易引發(fā)皮膚癌和視網(wǎng)膜病變，更重要的是，人類和動植物經(jīng)歷漫長的演化，已經(jīng)適應了有臭氧層保護的紫外線水平。如果這個保護層突然變薄、消失，整個生物圈都會遭到滅頂之災。
1985年，英國地球物理學家約瑟夫·法曼（Joseph Farman）發(fā)現(xiàn)，南極洲上方的臭氧層厚度在70年代之后出現(xiàn)大幅下降，其破壞程度遠遠超出了當時科學家的預期。
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南極哈雷灣（Halley Bay）上方臭氧層厚度變化示意圖，可見從70年代末起，臭氧層厚度出現(xiàn)大幅下降。圖片來源：nobelprize.org


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臭氧兇手氟利昂

經(jīng)過研究，科學家們發(fā)現(xiàn)，導致臭氧層空洞的最大兇手是當時廣泛使用的氯氟烴（CFCs）類物質，俗稱氟利昂。它們在當時廣泛存在于冰箱、空調、香水、殺蟲劑之中，一旦它們進入空氣，升入平流層，就會成為分解臭氧的催化劑，經(jīng)過近一百年才能基本完全被分解消化。

19世紀20年代，人類發(fā)明了氟利昂，這種物質化學性質穩(wěn)定，對人體安全性高，一度被作為制冷劑和發(fā)泡劑廣泛應用。過去的一些泡沫發(fā)膠，或者給冰箱、空調補充的“雪種”，使用的就是氟利昂。但在1974年，墨西哥化學家馬里奧·莫利納（Mario Molina）、美國化學家舍伍德·羅蘭（Sherwood Rowland）等人的研究發(fā)現(xiàn)了氟利昂的致命缺點：釋放到環(huán)境中的氟利昂會隨著大氣運動逐漸遷移到臭氧層，在這里受到強紫外線照射后分解，產(chǎn)生游離氯原子，催化臭氧的分解。

盡管氟利昂這類物質的排放是工業(yè)活動的結果，主要集中在北半球，但受損最嚴重的是極地上空的臭氧層。荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑（Paul Crutzen）發(fā)現(xiàn)，這是因為極地地區(qū)溫度很低，導致水分冷凝形成極地平流層云，而這些云層中容易富集可催化臭氧分解的物質。


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南極洲上空的平流層云。圖片來源：Wikipedia


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拯救地球，人類可以的

1987年，國際社會簽署《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，以加強對消耗臭氧層物質（ODS）的管控，應對臭氧層空洞問題。從1989年起，國際社會每隔4年發(fā)布一次全球臭氧層損耗的科學評估報告。在這份議定書的推動下，各國開始逐步停用氟利昂制冷劑，也開始尋找更環(huán)保的氟利昂替代品。
中國在1991年加入了《蒙特利爾議定書》，最終于2007年7月1日起全面禁止了CFC類物質的生產(chǎn)。
根據(jù)2022年的第十次評估，自議定書執(zhí)行以來，全球各個國家和地區(qū)通過積極采用替代物等，不斷減少臭氧層損耗，ODS總氯濃度已經(jīng)從1993年峰值3660ppt（干空氣中每一萬億個氣體分子所含的該種氣體分子數(shù)）下降了11%以上，總溴濃度也從1999年的22.1ppt下降了15%以上。報告認為，全球逐步淘汰了近99%的禁用消耗臭氧層物質，成功保護了臭氧層，使其顯著恢復，并減少了太陽紫外線輻射對人類的危害。
逐步限制消耗臭氧層物質的努力還在繼續(xù)。報告預測，如果繼續(xù)執(zhí)行當前政策，那么預計到2066年，南極洲臭氧層空洞就能修復，而北極只要到2045年。保護臭氧層不僅有助于防護紫外線，還有利于應對全球變暖。報告顯示，和不限制使用CFC、HFC類物質的場景相比，保護臭氧層的舉措將全球升溫幅度減少了0.5~1 °C。
更重要的是，“保護臭氧層行動為氣候行動作出了示范，”世界氣象組織（WMO）秘書長佩特里·塔拉斯（Petteri Taalas）說。既然人類能夠成功拯救臭氧層，那么只要有足夠的決心，氣候問題一定也能得到解決。這不僅是為了拯救地球，更是為了拯救人類自己。