地球的臭氧层可能仍处于困境

我们有好消息和坏消息。首先是好的方面: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NASA喷气推进实验室建造的卫星仪器，科学家们能够准确测量氯分子的水平，氯分子从人造的氟氯化碳(CFCs)中分离后，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。

美国国家航空航天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汉和他的同事安妮·道格拉斯进行的发表在《地球物理研究快报》上．

9月，联合国宣布臭氧是在我们的有生之年就会痊愈．10月，美国国家航空航天局(NASA)宣布臭氧洞已经缩小到自发现以来的最小尺寸在1982年9月底和10月初，面积缩小到不到390万平方英里(1000万平方公里)。虽然这是个好消息，但NASA指出，这在很大程度上是由于平流层温度升高，并“不是大气臭氧突然走上快速恢复轨道的迹象”。

现在来看看坏消息:尽管南极洲上空的臭氧层空洞正在恢复，但最近的一项研究表明，在低纬度地区，臭氧层出奇地稀薄，那里的太阳辐射更强，有数十亿人生活在那里。

稀疏臭氧层

一个这项研究发表在《大气化学与物理》杂志上引起了人们对更广泛的臭氧层健康的担忧，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，在非极地地区的平流层下部，臭氧层正在变薄。

因为低纬度地区受到来自太阳的更强的辐射，而且是数十亿人类的家园，所以这是一个特别不利于臭氧层减弱的地方。研究人员报告说，目前还不清楚为什么会发生这种情况，而且迄今为止的模型也没有重现这种趋势。

不过，他们也有一些怀疑，他们指出，气候变化正在改变大气环流的模式，这导致更多的臭氧从热带地区带走。另一种可能性是含有氯和溴的极短命物质(VSLSs)可能会破坏平流层下部的臭氧。VSLSs包括用作溶剂、油漆剥离剂和脱脂剂的化学物质，甚至还有一种用于替代氯氟烃的臭氧友好型化学物质。

“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不能预测这种影响，”ETH Zürich和达沃斯物理气象观测站的首席作者William Ball在一篇陈述．“非常短寿命的物质可能是这些模型中缺失的因素。”

研究人员指出，vsls被认为过于短暂，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

氯氟烃是由氯、氟和碳组成的用来创造各种各样的产品，包括喷雾剂、包装材料及制冷剂。但一旦这些分子暴露在太阳的紫外线下，氯就会分解并破坏臭氧分子，这就造成了臭氧空洞。

我们使用氟氯化碳多年来，但在发现臭氧层的洞之后，我们采取了行动。1987年，国家签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》这是一项国际条约，规范了包括氯氟烃在内的消耗臭氧层的化合物。后来对《蒙特利尔议定书》的修正案逐步完全停止使用氟氯化碳。

尽管氯氟烃的制造在全球被禁止，但美国国家海洋和大气管理局(NOAA) 2018年的一项调查确定，氯氟烃是11水平正在增加在北半球 - 特别是在东亚。直到纽约时报环境调查厅也进行了调查，确认了消息来源。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:选择便宜的、对环境不好的泡沫剂，还是昂贵的、对环境更好的泡沫剂，”幸福市一家电冰箱厂的老板张文波(音)告诉《泰晤士报》。“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，所以我们觉得没问题。”

尽管有这一发现，蒙特利尔议定书科学评估小组相信，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卫星上的微波翼声探测器(MLS)来收集他们的测量数据，这种传感器可以在不借助阳光的情况下测量大气中的痕量气体，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从南极冬季结束时开始变化，大约在7月初到9月中旬。

“在此期间，南极温度总是很低，因此臭氧破坏的速度主要取决于其中的氯是多少，”斯特拉邦说。“这是我们想要测量臭氧丢失的时候。”

氯可以棘手，因为它在许多分子中发现。然而，在氯完成破坏可用的臭氧后，它开始与甲烷反应，形成盐酸;通过该反应形成的气体可以通过MLS测量。此外，这种长寿命的气体表现得像氟氯化碳在大气中表现得那样，因此如果CFC总体上涨，则可含有少量氯酸的氯酸 - 证据表明，缩合氟氯化碳的序列是成功的。

“到10月中旬，所有氯化合物都是方便地转化为一种气体，因此通过测量盐酸，我们具有良好的氯气测量，”斯特拉邦说。在2005年至2016年期间收集的盐酸数据，斯特拉罕和道格拉斯确定的总氯水平平均下降约0.8％，或者在数据集的过程中臭氧消耗的约20％。

“这与我们的模型预测的氯减少量非常接近，”斯特拉汉说。“这给了我们信心，根据MLS的数据，到9月中旬臭氧消耗的减少是由于来自氯氟烃的氯水平下降。”

道格拉斯说，减少臭氧空洞仍需要几十年的时间，因为氯氟烃在大气中存在长达100年:“就臭氧空洞消失而言，我们预计将在2060年或2080年。即使这样，可能还是会有一个小洞。”

全球性问题，全球性反应

至于低纬度地区的臭氧损耗，鲍尔和他的同事们注意到，它不像几十年前在南极洲上空发生的那样极端，但由于更靠近赤道的条件，影响仍可能更严重。

“较低纬度的危害潜力实际上可能比杆子更糟糕，”格兰德姆气候变化研究所和伦敦帝国帝国学院的环境联合主任乔安娜哈伊娜。“在蒙特利尔议定书颁布之前，臭氧的减少比我们在极点处看到，但在这些地区，紫外线辐射更加激烈，更多的人在那里生活。”

该研究的作者写道，《蒙特利尔议定书》正在为南极洲上空的臭氧洞发挥作用，尽管如果其他地方的臭氧层变薄趋势继续下去，它的效力可能会开始受到质疑。他们认为，这些发现说明了自上世纪80年代以来，我们对臭氧层的研究有多么深入，以及有必要继续进行研究，揭示低纬度地区到底发生了什么。

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。”