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南极上空那个大洞正在"愈合"

科普小知识2021-12-11 06:59:34
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最新的研究报告显示,地球的臭氧洞正在愈合,这无疑是一个好消息。

《蒙特利尔议定书》是30多年前的一项国际条约,旨在监督消除破坏臭氧层和使地球遭受有害辐射的化学物质。11月4日,世界气象组织和联合国环境规划署发布的《2018年臭氧消耗评估报告》显示,1987年发布的《蒙特利尔议定书》在全球臭氧层治理中发挥了积极作用,臭氧层正在继续恢复。

南极上空那个大洞正在"愈合"

近年来,南极洲上空出现了一个“臭氧洞”,因为该地区的臭氧层非常薄。自21世纪初以来,臭氧层空洞持续缩小,预计将在20世纪60年代愈合。2018年的测量数据显示,臭氧空洞的面积约为900万平方英里,略小于整个北美大陆。

美国宇航局首席地球科学科学家保罗·纽曼说:“总的来说,这是个好消息。自1990年代中期以来,臭氧消耗气体持续减少并持续减少。只要各国继续遵守《蒙特利尔议定书》,这对保护地球臭氧层是非常有益的。”

臭氧占据大气的两个区域,大气中10%的臭氧存在于对流层。臭氧层是对流层上方31英里厚的大气缓冲区,可以保护地球免受太阳的紫外线B辐射。在臭氧层中有一个周期性的反应——太阳辐射将氧(O2)分裂成单个的氧原子,氧原子与其他氧分子结合形成臭氧(O3),臭氧吸收辐射后转化为氧(O2)。

没有这种周期性的反应,陆地上的生命形式就不会存在。有害辐射将到达地球,增加皮肤癌和白内障的风险,抑制人体免疫系统,并损害植物和大多数水生生物。

20世纪70年代,科学家发现含有氯和溴原子的人造气体,如从冰箱、空调和气溶胶罐中释放的化学物质,可能会逃逸到高层大气中。这些人造气体被紫外线辐射转化成氯和溴*基,从而引发连锁反应破坏臭氧层。

1985年,科学家在南极洲上空发现了一个臭氧洞。他们开始意识到氟氯烃会破坏臭氧层。46个国家根据《蒙特利尔议定书》采取行动控制消耗臭氧层的人造气体的排放。现在《蒙特利尔议定书》已经被世界上每一个国家所接受。

《蒙特利尔议定书》控制的物质包括:氯氟烃、氢化氯氟烃、四氯化碳、三氯乙烷、含溴哈龙和甲基溴。假设各国继续遵守《蒙特利尔议定书》,预计北半球的臭氧将在1930年代恢复正常指数,南半球的臭氧将在1950年代恢复正常指数,臭氧损失最严重的极地地区将在1960年代恢复正常指数。

纽曼说:“这并不意味着目前的形势非常乐观。目前,大气中氯氟烃(CFC-11)等一些消耗臭氧层物质的含量远低于预期。研究表明,自2012年以来,亚洲的臭氧消耗物质排放量有所增加。《蒙特利尔议定书》禁止含氯氟烃等物质,但它们在大气中已经存在了几十年。如果这些物质继续排放,它们将对人类的后代造成伤害。”

为了说明这种情况,纽曼在他的办公室里放了一小罐制冷剂CFC-12。他说:“如果我把这个罐子倒放在地板上,300年后,罐子里5%的CFC-12会漂浮在空气中。”更糟糕的是,一旦氟利昂分子进入平流层,它们将被紫外线分解,释放出氯原子。一个氯原子可以在其生命周期中摧毁成千上万个臭氧分子,然后循环回低层大气,并通过降雨消失。

这对于世界各国遵守《蒙特利尔协定》和在2016年增加《基加利修正案》至关重要。纽曼表示,这两项条约将对减少有害物质的排放产生积极影响。《基加利修正案》将于2019年1月生效。

氟烷已被用作许多消耗臭氧层物质的替代品。它通常用于汽车空调。它的使用寿命没有氟利昂长,但它不破坏臭氧。

由于全球气温在20世纪上升了1摄氏度,到本世纪末可能会再上升1摄氏度或更多。消除臭氧消耗物质将给人类带来更大的好处。