地球的臭氧层可能仍有麻烦

我们有好消息和坏消息。首先，好消息是:有更多的证据表明，南极洲上空的臭氧层空洞正在恢复，人类的努力正在发挥作用。

多亏了美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)建造的卫星仪器，科学家们得以准确测量氯分子的水平。氯分子从人造的氟氯化碳(cfc)中分离出来后，会消耗臭氧层。结果是，与2005年相比，臭氧损耗减少了20%。2005年是美国宇航局使用Aura卫星测量臭氧空洞的第一年。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的大气科学家苏珊·斯特拉汉说:“我们非常清楚地看到，氯氟烃中的氯正在进入臭氧空洞，因此臭氧损耗减少了。在一份声明中说．这项研究是由斯特拉罕和他的同事安妮·r·道格拉斯进行的发表在《地球物理研究快报》上．

9月，联合国宣布臭氧污染会在我们有生之年痊愈．今年10月，美国宇航局宣布臭氧空洞已经缩小到自发现以来最小的尺寸在1982年9月底和10月初，面积缩小到不足390万平方英里(1000万平方公里)。虽然这是好消息，但美国国家航空航天局指出，这主要是由于平流层温度升高，并不是“大气臭氧突然快速恢复的迹象”。

现在是坏消息:尽管南极洲上空的臭氧空洞正在恢复，但最近的一项研究表明，在太阳辐射更强、居住着数十亿人的低纬度地区，臭氧层出奇地薄。

臭氧层变薄

一个该研究发表在《大气化学与物理》杂志上引起人们对更广泛的臭氧层健康状况的关注，特别是在低纬度地区。尽管最大的损失发生在南极洲上空的臭氧空洞，该空洞似乎正在恢复，但新的研究表明，非极地地区平流层下部的臭氧层正在变薄。

这是臭氧层变弱的一个特别糟糕的地方，因为低纬度地区接受来自太阳的更强的辐射，而那里是数十亿人的家园。研究人员报告说，目前还不清楚为什么会发生这种情况，目前的模型也没有重现这种趋势。

不过，他们确实有一些怀疑，他们注意到气候变化正在改变大气环流的模式，这导致更多的臭氧被带离热带地区。另一种可能性是，被称为极短命物质(VSLSs)的化学物质——含有氯和溴——可能正在破坏平流层低层的臭氧。VSLSs包括用作溶剂、漆剥离剂和脱脂剂的化学物质，甚至还有一种用作氯氟烃的臭氧友好替代品。

“低纬度臭氧减少的发现是令人惊讶的，因为我们目前最好的大气环流模型没有预测这种影响，”ETH Zürich和达沃斯物理气象观测站的主要作者威廉·鲍尔在一篇论文中说声明．“寿命极短的物质可能是这些模型中缺失的因素。”

研究人员指出，VSLSs被认为寿命太短，无法到达平流层并影响臭氧层，但可能需要更多的研究。

逐步淘汰氟利昂

由氯、氟和碳组成的氯氟烃被列入研究范围用来创造各种产品，包括喷雾剂、包装材料和制冷剂。但一旦这些分子暴露在太阳的紫外线下，氯就会断裂并破坏臭氧分子，这就是造成臭氧空洞的原因。

我们使用氯氟烃很多年了，但在发现臭氧层的空洞后，我们采取了行动。1987年，各国签署了协议《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书这是一项监管消耗臭氧化合物(包括氯氟烃)的国际条约。后来，《蒙特利尔议定书》的修正案完全淘汰了氯氟烃的使用。

尽管全球禁止生产氯氟烃，但美国国家海洋和大气管理局(NOAA) 2018年的一项调查确定，氯氟烃-11水平增加尤其是在东亚。直到《纽约时报》环境调查机构也进beplay体育官网电脑行了自己的调查。中国的非法冰箱工厂使用CFC-11制造泡沫绝缘材料。

“你有一个选择:选择对环境不太好但更便宜的泡沫剂，还是选择对环境更好的昂贵泡沫剂，”兴隆一家冰箱厂的老板张文博(音译)在接受《泰晤士报》采访时表示。beplay体育官网电脑“直到去年，他们才告诉我们，它正在破坏大气。没有人来检查我们用的是什么，所以我们认为没问题。”

尽管有这样的发现，蒙特利尔议定书科学评估小组认为，到本世纪中叶，臭氧层将接近完全恢复。

恢复臭氧层空洞

斯特拉汉和道格拉斯使用Aura卫星上的微波边缘探测仪(MLS)来收集他们的测量数据，这种传感器可以在没有阳光的帮助下测量痕量大气气体，这是在阳光有限的情况下研究臭氧层的一个有用功能。南极上空的臭氧水平在南极冬季结束时开始变化，大约在7月初到9月中旬。

斯特拉汉说:“在这段时间里，南极的温度总是很低，所以臭氧破坏的速度主要取决于氯的含量。”“这是我们想要测量臭氧损失的时候。”

氯的监测很棘手，因为它存在于许多分子中。然而，在氯破坏完可用的臭氧后，它开始与甲烷发生反应，形成盐酸;反应形成的气体可以用MLS测量。此外，这种长寿命气体的行为与大气中的氯氟烃类似，因此，如果氯氟烃总体减少，可用来形成盐酸的氯就会更少——这证明逐步淘汰氯氟烃是成功的。

斯特拉汉说:“到10月中旬左右，所有的氯化合物都很方便地转化为一种气体，所以通过测量盐酸，我们就能很好地测量氯的总量。”利用2005年至2016年期间收集的盐酸数据，斯特拉汉和道格拉斯确定，总氯水平平均每年下降约0.8%，或在数据集期间臭氧损耗减少约20%。

斯特拉汉说:“这与我们的模型预测的氯含量下降非常接近。”“这让我们相信，MLS数据显示的9月中旬臭氧损耗的减少是由于来自氯氟烃的氯含量下降。”

道格拉斯说，减少臭氧空洞还需要几十年的时间，因为氯氟烃在大气中可以逗留长达100年:“就臭氧空洞消失而言，我们预计到2060年或2080年。即使这样，可能还是会有一个小洞。”

全球性的问题，全球性的反应

至于在低纬度地区的臭氧损耗，鲍尔和他的同事指出，这并不像几十年前在南极洲上空发生的那样极端，但由于靠近赤道的条件，影响可能会更严重。

“低纬度地区的潜在危害实际上可能比两极地区更严重，”该研究报告的合著者、伦敦帝国学院格兰瑟姆气候变化与环境研究所的联合主任乔安娜·黑格说。beplay体育官网电脑“臭氧的减少比《蒙特利尔议定书》颁布前我们在两极看到的要少，但紫外线辐射在这些地区更强烈，而且有更多的人生活在那里。”

该研究的作者写道，《蒙特利尔议定书》正在对南极洲上空的臭氧空洞起作用，尽管如果其他地方的臭氧变薄趋势继续下去，它的效力可能会开始受到质疑。他们认为，这些发现说明了自20世纪80年代以来我们对臭氧层研究的深入程度的价值，以及持续研究揭示低纬度地区到底发生了什么的必要性。

鲍尔说:“这项研究是国际社会共同努力监测和了解臭氧层正在发生什么变化的一个例子。”“许多人和组织准备了基础数据，没有这些数据就不可能进行分析。”