过去经常会在新闻上看到和“臭氧层空洞危机”相关的报道:臭氧层空洞让有害紫外线进入大气层,让人类患上皮肤癌和白内障的风险增加,甚至会为一些物种带来灭顶之灾。
近些年,关于臭氧层空洞的新闻好像变少了,但实际上,人类从没停止过修复臭氧层的努力。直到最近,我们终于等来了好消息:臭氧层正在逐步愈合!世界气象组织日前指出,如果维持现行保护政策,预计到2040年,除南北极之外的全球其他地区的臭氧层将恢复至1980年之前的水平。尽管臭氧层完全恢复尚需时日,但人类已经看到胜利的曙光。
臭氧层的修复是一个令人振奋的好消息,一方面,人类终于不必再担心臭氧层破坏带来的过量紫外线暴露了,另一方面,这也证明我们为缓解气候危机作出的努力不全是徒劳。
01
我们的保护伞,破了一个“洞”
臭氧层空洞实际上并不是一个“洞”,这个概念指的是臭氧层密度和厚度的下降。
臭氧层处在约20千米高空的平流层中,它就像一把巨大的遮阳伞,吸收了一部分来自太阳的紫外线,从而减少抵达地面的紫外线辐射。
紫外线虽然有助于合成维生素D,但它也有很强的“杀伤力”,容易引发皮肤癌和视网膜病变,更重要的是,人类和动植物经历漫长的演化,已经适应了有臭氧层保护的紫外线水平。如果这个保护层突然变薄、消失,整个生物圈都会遭到灭顶之灾。
1985年,英国地球物理学家约瑟夫·法曼(Joseph Farman)发现,南极洲上方的臭氧层厚度在70年代之后出现大幅下降,其破坏程度远远超出了当时科学家的预期。
02
臭氧凶手氟利昂
经过研究,科学家们发现,导致臭氧层空洞的最大凶手是当时广泛使用的氯氟烃(CFCs)类物质,俗称氟利昂。它们在当时广泛存在于冰箱、空调、香水、杀虫剂之中,一旦它们进入空气,升入平流层,就会成为分解臭氧的催化剂,经过近一百年才能基本完全被分解消化。
19世纪20年代,人类发明了氟利昂,这种物质化学性质稳定,对人体安全性高,一度被作为制冷剂和发泡剂广泛应用。过去的一些泡沫发胶,或者给冰箱、空调补充的“雪种”,使用的就是氟利昂。但在1974年,墨西哥化学家马里奥·莫利纳(Mario Molina)、美国化学家舍伍德·罗兰(Sherwood Rowland)等人的研究发现了氟利昂的致命缺点:释放到环境中的氟利昂会随着大气运动逐渐迁移到臭氧层,在这里受到强紫外线照射后分解,产生游离氯原子,催化臭氧的分解。
尽管氟利昂这类物质的排放是工业活动的结果,主要集中在北半球,但受损最严重的是极地上空的臭氧层。荷兰大气化学家保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)发现,这是因为极地地区温度很低,导致水分冷凝形成极地平流层云,而这些云层中容易富集可催化臭氧分解的物质。
03
拯救地球,人类可以的
1987年,国际社会签署《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,以加强对消耗臭氧层物质(ODS)的管控,应对臭氧层空洞问题。从1989年起,国际社会每隔4年发布一次全球臭氧层损耗的科学评估报告。在这份议定书的推动下,各国开始逐步停用氟利昂制冷剂,也开始寻找更环保的氟利昂替代品。
中国在1991年加入了《蒙特利尔议定书》,最终于2007年7月1日起全面禁止了CFC类物质的生产。
根据2022年的第十次评估,自议定书执行以来,全球各个国家和地区通过积极采用替代物等,不断减少臭氧层损耗,ODS总氯浓度已经从1993年峰值3660ppt(干空气中每一万亿个气体分子所含的该种气体分子数)下降了11%以上,总溴浓度也从1999年的22.1ppt下降了15%以上。报告认为,全球逐步淘汰了近99%的禁用消耗臭氧层物质,成功保护了臭氧层,使其显著恢复,并减少了太阳紫外线辐射对人类的危害。
逐步限制消耗臭氧层物质的努力还在继续。报告预测,如果继续执行当前政策,那么预计到2066年,南极洲臭氧层空洞就能修复,而北极只要到2045年。保护臭氧层不仅有助于防护紫外线,还有利于应对全球变暖。报告显示,和不限制使用CFC、HFC类物质的场景相比,保护臭氧层的举措将全球升温幅度减少了0.5~1 °C。
更重要的是,“保护臭氧层行动为气候行动作出了示范,”世界气象组织(WMO)秘书长佩特里·塔拉斯(Petteri Taalas)说。既然人类能够成功拯救臭氧层,那么只要有足够的决心,气候问题一定也能得到解决。这不仅是为了拯救地球,更是为了拯救人类自己。