地球臭氧層有望40年內恢復

聯合國支持的專家團隊近日發布報告稱，保護地球免遭短波紫外線傷害的臭氧層有望在40年內逐步恢復，位于南極上空的巨大“臭氧空洞”也將被補上。

但科學家們表示，臭氧層恢復是個漸進過程，需要多年時間。報告稱，如果目前的政策保持不變，預計到2040年，臭氧層將恢復到1980年的水平，即“臭氧空洞”出現之前。在2045年，北極臭氧層有望恢復到正常水平。到2066年，南極臭氧層可能會恢復正常。

這項科學評估報告由世界氣象組織、聯合國環境規劃署、美國國家海洋和大氣管理局、美國宇航局以及歐盟委員會的研究人員完成，每隔四年公布一次。該評估是在1987年《蒙特利爾議定書》簽署之后開始的，議定書禁止生產和消費侵蝕地球臭氧層的化學品。

被禁化學物質穩定下降

高層大氣中的臭氧層可以保護地球免受太陽紫外線輻射的影響，紫外線輻射與皮膚癌、眼部白內障、免疫系統受損和農田破壞有關。

長期以來，科學家和環保組織始終稱贊全球禁止消耗臭氧的化學品禁令，稱其是迄今為止最關鍵的環保成就之一，它可能會為更廣泛地監管導致氣候變暖的溫室氣體排放開創先例。

世界氣象組織秘書長佩特里·塔拉斯（Petteri Taalas）在一份聲明中表示：“保護臭氧層行動開創了保護氣候行動的先例。我們在逐步淘汰破壞臭氧層的化學品方面取得的成功表明，我們也能夠而且必須做些什么，以擺脫化石燃料，減少溫室氣體排放，從而限制溫度上升。”

科學家們表示，全球被禁化學物質氯氟烴-11的排放量在連續幾年出人意料地增加后，自2018年以來始終在穩步下降。報告還發現，平流層中消耗臭氧的化學物質氯自1993年達到峰值以來下降了11.5%，而溴自1999年達到峰值以來下降了14.5%。

但科學家們警告說，通過向高層大氣中注入氣溶膠來反射陽光來人為冷卻地球的努力，可能會稀釋臭氧層。同時，有必要對地球工程等新興技術帶來的影響進行進一步研究。

臭氧是怎么來的？

人類真正認識臭氧是在150多年以前，德國先貝因（Schanbein）博士首次提出在水電解及火花放電中產生的臭味，同在自然界閃電后產生的氣味相同，先貝因博士認為其氣味難聞，由此將其命名為臭氧。臭氧層由法國科學家法布里于20世紀初發現。1930年英國地球物理學家卡普曼提出，大氣中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三種中性分子參與下進行三體碰撞時產生。60公里以上的高空，太陽紫外線強，氧分子大量離解，三體碰撞機會減少，臭氧含量極少。5公里以下低空，紫外線大大減弱，氧原子很少，難以形成臭氧。在20～25公里高度范圍內，既有足夠的氧原子，又有足夠的氧分子，最有利于三體碰撞，形成的臭氧每年約有500億噸。

形成自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大氣中，我們稱之為臭氧層。臭氧層中的臭氧主要是紫外線制造出來的。太陽光線中的紫外線分為長波和短波兩種，當大氣中（含有21%）的氧氣分子受到短波紫外線照射時，氧分子會分解成原子狀態。氧原子的不穩定性極強，極易與其他物質發生反應。如與氫（H2）反應生成水（H2O)，與碳（C）反應生成二氧化碳（CO2）。同樣的，與氧分子（O2）反應時，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧氣，會逐漸的向臭氧層的底層降落，在降落過程中隨著溫度的變化（上升），臭氧不穩定性愈趨明顯，再受到長波紫外線的照射，再度還原為氧。臭氧層就是保持了這種氧氣與臭氧相互轉換的動態平衡。

臭氧的分布并不均勻

時空變化地球大氣層中臭氧總量有較明顯的時空變化：赤道附近最低，緯度60°附近最高；任一地區在春季最大，秋季最小；在一天內臭氧含量通常是夜間高于白天；在亞洲中緯度地帶，當西伯利亞氣團侵入時，臭氧總量明顯增加，而赤道氣團來臨時，其總量減小。太陽的紫外線大概有近1%部分可達地面。尤其是在大氣污染較輕的森林、山間、海岸周圍的紫外線較多，存在比較豐富的臭氧 。

臭氧層的消耗會導致天氣異常

去年，中國生物多樣性保護與綠色發展基金會（簡稱中國綠發會、綠會）國際部從世界知名期刊獲悉一文《臭氧層的消耗會導致天氣異常》，研究內容顯示：北極臭氧層的枯竭對北半球的氣候有著嚴重的影響。

瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究人員通過分析過去40年的數據研究臭氧消耗對北半球氣候的影響并得出結論：在春季臭氧層嚴重枯竭的年份，幾周后南歐和歐亞大陸出現了溫暖和干燥的條件，北歐出現了大量降水。

論文作者表示：“臭氧的破壞只有在足夠冷的時候才會發生，而且平流層中的極渦很強。”臭氧通常吸收來自太陽的紫外線輻射。從而使平流層變暖，并有助于在春季扭曲極地渦旋。但如果臭氧減少，平流層就會冷卻，漩渦仍然是固體。研究人員說，極渦的長期存在可以解釋觀測到的溫度和降水異常。

臭氧監測工具——衛星遙感

臭氧層監測是指利用衛星遙感手段對大氣平流層中的臭氧層及其變化進行監視和觀測。

遙感技術遙感又被稱之為RS，它是“3s”技術的重要組成部分之一，該技術歸屬于邊緣科學的范疇，作為一項探測技術，RS具有先進性和實用性的特點，正因如此，使其在諸多領域中獲得了越來越廣泛的應用。

應用航攝是RS技術的基礎，其最早出現在20世紀60年代初期，在當時該技術被稱為航空遙感，當首顆陸地衛星成功升天之后，航天遙感的時代隨之正式開啟。自RS技術出現至今，其經歷了50年的發展，如今，RS技術已經十分成熟，并在很多領域內得到了應用，如農林、水文、氣象、環保、國防等。