還記得臭氧層空洞嗎？它自己悄悄長好了

瑪雅藍

多年以前，我們在新聞媒體上經常能夠見到“臭氧層空洞危機”的報道——人類破壞環境導致兩極的臭氧層出現空洞，有害的紫外線大量進入大氣層，增加人類患上皮膚癌和白內障的風險，甚至會為一些物種帶來滅頂之災。但你有沒有發現，近年來關于臭氧層被破壞的新聞好像變少了？實際上，人類不停地在為修復臭氧層而努力。現在，我們等來了好消息：臭氧層的空洞快要長好啦！

在美國氣象學會的會議上，聯合國的一個專家小組發布報告稱：“臭氧層正在穩步恢復。”報告確認，從2000年起，南極洲上方的臭氧層空洞就在緩慢修復。預計到2040年，全球臭氧層能整體恢復到1980年的水平，即臭氧層空洞問題出現之前。兩極地區臭氧層的恢復需要花更長的時間，但總算是勝利在望了。

這真是一個令人振奮的好消息。一方面，人類終于不必再擔心臭氧層破壞帶來的過量紫外線照射了；另一方面，這也證明我們為緩解氣候危機做出的努力是有效的。

你可能也聽說過氟利昂會消耗臭氧層的說法，但科學界最早關注到臭氧層問題，卻是因為另一個“時代的眼淚”，那就是超音速飛機。

1971年，美國科學家哈羅德？約翰斯頓（Harold Johnston）發現，超音速飛機可能對臭氧層造成威脅，因為它的飛行高度恰好在臭氧層中，產生的氮氧化物會催化臭氧的分解。由于超音速飛機的研發是當時的熱門，這個問題馬上引發了高度關注，并催生了一系列大氣化學研究。盡管因為經濟效益的原因，超音速飛機逐漸退出歷史舞臺，但是這些研究后來卻派上了大用場。

1985年，英國地球物理學家約瑟夫？法曼（Joseph Farman）發現，南極洲上方的臭氧層厚度在70年代之后出現大幅下降，其破壞程度遠遠超出了當時科學家們的預期。

經過研究，科學家們發現，導致臭氧層空洞的最大兇手是當時廣泛使用的氯氟烴類物質，俗稱氟利昂。它們在當時廣泛存在于冰箱、空調、香水、殺蟲劑之中，一旦它們進入空氣，升入平流層，就會成為分解臭氧的催化劑，經過近一百年才能被完全分解消化。

19世紀20年代，人類發明了氟利昂。這種物質化學性質穩定，對人體來說安全性高，一度被作為制冷劑和發泡劑廣泛應用。過去的一些泡沫發膠或是給冰箱、空調補充用的“雪種”，使用的就是氟利昂。1974年，墨西哥化學家馬里奧？莫利納（Mario Molina）、美國化學家舍伍德？羅蘭（Sherwood Rowland）等人研究發現，氟利昂有個致命缺點：釋放到環境中的氟利昂會隨著大氣運動逐漸飄移到臭氧層，在這里受到強紫外線照射后分解，產生游離氯原子，催化臭氧的分解。

盡管氟利昂這類物質的排放是工業活動的結果，主要集中在北半球，但受損最嚴重的是極地上空的臭氧層。荷蘭大氣化學家保羅？克魯岑（Paul Crutzen）發現，這是因為極地地區溫度較低，導致水分冷凝形成極地平流層云，而這些云層中容易富集可催化臭氧分解的物質。

和今天氣候議題面臨的爭議一樣，臭氧層空洞問題在當時也被質疑過：造成極地臭氧層空洞的原因，究竟是人類的工業活動，還是氣候系統的自然波動呢？

氟利昂在工業界應用廣泛，限制氟利昂的舉措會損害不少人的利益，遇到了重重阻力。但最終，科學家們用證據說話，證明了人類活動是導致臭氧層空洞的主要原因。在他們的努力之下，《蒙特利爾破壞臭氧層物質管制議定書》（簡稱《蒙特利爾議定書》）于1987年通過，1989年1月1日生效。此后各國開始逐步停用氟利昂制冷劑，并開始尋找更環保的氟利昂替代品。中國在1991年也加入了《蒙特利爾議定書》，最終于2007年7月1日起全面禁止了氯氟烴類物質的生產。

臭氧層修復的過程絕非一帆風順。2020年春，北極上空的臭氧層空洞一度擴大，損失的臭氧含量達到2011年以來的最大值。經分析發現，這是因為當時出現了一道強大的平流層極地渦旋，它溫度很低，而且穩定持久。聚集在渦旋中的鹵族元素促進了臭氧的分解，而且渦旋的存在阻止了其他區域的臭氧流動進來填補空缺。

臭氧層空洞實際上并不是一個“洞”，這個概念指的是臭氧層密度和厚度的下降。臭氧層處在約20千米高的平流層中，它就像一把巨大的遮陽傘，吸收了一部分來自太陽的紫外線，從而減少了抵達地面的紫外線輻射。

紫外線雖然有助于人體合成維生素D，但它也有很強的“殺傷力”，容易引發皮膚癌和視網膜病變。更重要的是，人類和其他動植物經歷過漫長的演化，已經適應了有臭氧層保護的紫外線水平。如果這個保護層短期內變薄、消失，整個生物圈都會遭遇滅頂之災。

好在全球各國將近半個世紀的努力終于有了成果。《臭氧層破壞科學評估》（Scientific Assessment of Ozone Depletion）報告每四年發布一次，2022年的報告是第10版，它確認從2000年起，南極洲上方的臭氧層空洞就在緩慢修復，面積縮小，臭氧厚度也有所增加。逐步限制消耗臭氧層物質的努力還在繼續。這份報告預測，如果繼續執行當前政策，那么預計到2066年，南極洲臭氧層空洞就能修復，而北極只要到2045年就能完全修復。保護臭氧層不僅有助于防護紫外線，還有利于應對全球變暖；報告還顯示，和不限制使用氯氟烴類、氫氟烴類物質的場景相比，保護臭氧層的舉措將全球升溫幅度減少了0.5～1 ℃。

“保護臭氧層行動為氣候行動做出了示范。”世界氣象組織秘書長佩特里？塔拉斯（Petteri Taalas）說。既然人類能夠成功拯救臭氧層，那么只要有足夠的決心，其他氣候問題一定也能得到解決。這不僅是為了拯救地球，更是為了拯救人類自己。