地球臭氧层因空气化学物质减少而恢复 - 《华尔街日报》
Eric Niiler
根据联合国支持的一个科学家小组发布的最新报告,破坏臭氧层的空气化学物质首次出现下降趋势,这有助于修复保护人类免受太阳有害紫外线伤害的大气层。
联合国环境规划署和世界气象组织周一发布的报告显示,研究人员发现臭氧层显著增厚。该大气层位于距地表9至18英里(约14.5-29公里)的高空,能吸收紫外线并阻止其到达地球表面。
由于制冷剂和推进剂中使用的化学物质会破坏由三个氧原子组成的臭氧分子,过去数十年来臭氧层一直十分脆弱。当这些持久性化学物质与南极洲上空的寒冷气温和气象条件结合时,每年春季该地区都会形成大小和深度各异的臭氧空洞。
20世纪90年代末,当消耗臭氧层气体达到峰值时,臭氧层相比1980年前的水平减少了4%。新报告指出,臭氧层正在持续恢复,但完全复原仍需多年时间。
臭氧层增厚意味着人类和其他生物将获得更多保护。
健康研究表明,过量紫外线不仅会导致皮肤癌、白内障和免疫功能受损,还会破坏农作物和海洋浮游植物的生长。
报告发现,从1993年峰值到2020年间,平流层中破坏臭氧的氯含量下降了11.5%;而从1999年峰值到2020年,平流层中的溴含量下降了14.5%。
参与该研究的科学家表示,他们的发现对地球来说是个好消息。
“这是衡量成功的基本标准,“美国国家海洋和大气管理局化学科学实验室主任、该研究报告联合主席大卫·费伊博士说。“所有主要消耗臭氧层气体的丰度及其排放量都已达到峰值,现在正在下降。”
1987年,联合国所有成员国签署的《蒙特利尔议定书》禁止了消耗臭氧层的化学物质氯氟烃(CFCs)。2016年签署的《基加利修正案》禁止了一组被称为氢氟碳化合物(HFCs)的化学物质,这些物质多年来被用作CFCs的替代品,但不会破坏臭氧层。
安装在臭氧探空气球上的仪器使研究人员能够测量臭氧层的厚度和破坏臭氧的化学物质的浓度。图片来源:帕特里克·卡利斯/美国国家海洋和大气管理局周一发布的科学评估指出,HFCs也是一种导致全球变暖的温室气体,并估计HFC禁令已经消除了这些化学物质的使用,否则到2100年可能导致高达0.5摄氏度的升温。
2018年,科学家发现一种名为三氯氟甲烷(CFC-11)的禁用臭氧消耗物质排放量激增25%。经溯源确认,问题源于中国东北地区部分工厂在生产泡沫绝缘材料时违规排放CFC-11。美国宇航局戈达德太空飞行中心地球科学首席科学家、联合国科学评估小组联合主席保罗·纽曼表示,在国际社会和中国政府的施压下,目前相关排放已显著下降。
“我们监测到这些排放量先上升后下降的趋势,“纽曼博士指出,“中国政府及其他国家采取的措施已产生积极效果。这些意外排放得到控制是个好消息。”
臭氧层还面临其他威胁。《科学》期刊研究显示,2019至2020年澳大利亚野火将含水烟雾颗粒送入平流层,引发侵蚀臭氧层的化学反应。研究人员称,虽然臭氧损耗是暂时性的,但大规模野火可能对全球臭氧水平构成持续威胁。
报告指出,尽管存在野火和中国工厂排放的威胁,臭氧层仍有望逐步恢复:南极地区约2066年、北极地区2045年、全球其他区域2040年将分别回升至1980年(臭氧空洞出现前)水平。
2018年同类评估显示北半球中纬度地区臭氧层有所改善。纽曼博士透露,1月9日发布的2022年最新评估中,热带地区和南半球中纬度区域也出现了臭氧层恢复的积极迹象。
每年九月,南极洲上空的臭氧层会变薄形成臭氧空洞。源自20世纪60至80年代释放的各种工业制冷剂、溶剂和推进剂中的氯与溴化合物,在南半球冬季会附着在高纬度极地云层上。据美国宇航局称,当南极冬季结束时太阳升起,这些化学物质便开始破坏臭氧层。
报告指出,虽然2020和2021年南极臭氧空洞面积较大,但长期测量数据显示其持续缩小趋势,表明臭氧层正在持续恢复。每年南半球春季出现的这个臭氧空洞,在2000至2010年间已停止扩大。
科学家们使用从南极洲及全球其他多个地点发射的特制气象气球,以及美国宇航局和国家海洋大气管理局运营的四颗轨道卫星,来测量臭氧空洞的面积和厚度。
联合国专家小组警告称,通过向高层大气注入反射阳光的颗粒来给地球降温的尝试可能会破坏臭氧层,但同时也强调需要对这些所谓的地球工程提案及其意外影响进行更多研究。
科学家使用特制气象气球测量南极上空臭氧空洞的面积和厚度。图片来源:William Skorski/NOAA联系作者Eric Niiler,邮箱:[email protected]
更正与补充说明臭氧是由三个氧原子组成的化合物。本文早期版本错误地表述为臭氧由三个氧分子构成。(已于1月9日更正)
刊载于2023年1月10日印刷版,标题为《臭氧层显现恢复迹象》