GBA标志水平 脸谱网 linkedin 电子邮件 Pinterest. 推特 Instagram YouTube图标 导航搜索图标 主要搜索图标 视频播放图标 音频播放图标 耳机图标 加上图标 减去图标 检查图标 打印图标 图片图标 单箭头图标 双箭头图标 汉堡的图标 电视图标 关闭图标 分类 汉堡/搜索图标
客人的博客

《蒙特利尔公约》签署三十年后,解决臭氧问题依然困难重重

南极上空的臭氧空洞仍然几乎和1987年签署《蒙特利尔议定书》时一样大

南极上空的臭氧空洞。过去5年出现的证据表明,潜在的臭氧吞噬化合物到达臭氧层的速度比之前认为的要快得多,这意味着一系列寿命较短的化合物是一种威胁。


图片来源:美国国家航空航天局

《蒙特利尔议定书》修复了臭氧层空洞吗?它看起来是如此。随着氯氟烃(CFCs)和其他破坏臭氧层的化学物质被禁止使用,许多科学家表示,臭氧层重新恢复只是时间问题,南极上空每年出现的臭氧洞将永远消失。

但是30年来,一些大气化学家不太确定。愈合是痛苦的慢。关于未被议定书所涵盖的化学品的新发现正在提高担心,可以将全部恢复推迟到22世纪 - 或者甚至完全防止。

9月中旬,联合国将庆祝《京都议定书》签署30周年。它将宣布“我们都是臭氧英雄”。但是,我们是否过早地自我表扬了呢?

臭氧层是平流层的长期天然特征,大气中大约六英里的大气层。臭氧层从太阳滤除危险的紫外线辐射,这会导致皮肤癌并损坏许多生命形式。它对地球上的生活发展可能是必不可少的。

因此,20世纪70年代就出现了警报,当时研究人员首次警告说,制冷剂和气溶胶中使用的极其稳定的人造化合物,如氯氟烃,正漂浮到平流层,在那里它们释放出氯和溴原子,破坏臭氧分子。在20世纪80年代,南极研究人员发现,在冰冻大陆上形成的极冷平流层云中,这些化学反应加速了。它们已经开始在每年南方冬季结束时在臭氧层上制造一个引人注目的“洞”。

随后的恐慌导致了1987年9月16日签署了蒙特利尔议定书。它及其继承者已经逐步生产了一系列人造氯和溴化合物,以便坚持到他们到达平流层所需的几年。除CFC之外,它们还包括四氯化碳,盐酸氟碳碳(HCFC)和甲基溴,熏蒸剂曾被广泛用于杀死害虫。

到目前为止这么好。自20世纪90年代后期达到峰值以来,大气中臭氧含量的数量已经下降了超过10%。作为回应,自2000年以来,大气中的总臭氧在很大程度上没有变化。

新的威胁出现

但在过去的五年里,有证据表明,潜在的臭氧吞噬化合物能够以比之前想象的更快的速度到达臭氧层。在某些天气条件下,几天就足够了。这意味着有大量寿命较短的化合物威胁着臭氧层,而这些化合物并未被《蒙特利尔议定书》所涵盖。

这些化合物在我们周围。它们被广泛用作脱脂和干洗的任务的工业溶剂。他们的释放到大气中正在快速增加。

这些新的臭氧破坏者包括二氯甲烷(DCM),普通和廉价的油漆剥离器,也用于泡沫发泡剂,并且讽刺地,在制造“臭氧友好”的CFC替代品中。随着每年超过100万吨的排放,下层大气中的DCM的浓度增加了2004年以来一倍多。即便如此,它也没有被视为对臭氧层的威胁,因为它在大气中的典型寿命在光化学反应中分解只有大约五个月。它应该是大气化学家得出结论,在较低的大气中安全地保持安全。

但这种观点在2015年倒塌,当时英格兰大学Emma Leedham Elvidge在英格兰的海底巡视上巡视平流层的下边缘采取的空气样本。她发现了高水平的DCM,特别是在印度次大陆和东南亚,特别是在亚洲季风季节,当强大的上升飞机从地面到平流层时。似乎他们正在为骑行服用DCM。

我们该担心多少呢?兰开斯特大学的大气化学家Ryan Hossaini最近做了计算。他计算出DCM目前对臭氧层中氯的贡献不足10%。但他表示,按照目前的排放趋势,这可能会将臭氧空洞的恢复推迟30年,至少到2095年。

其他人也有同样的担忧。伦敦大学学院(University College London)的大气化学家戴维·罗利(David Rowley)没有参与这项研究,他说:“越来越多的DCM正泄漏到平流层,在那里它对破坏臭氧非常有效。”“DCM影响全球臭氧预算的潜力是巨大的。”

其他罪犯识别

由于快速上升的全球制造,警报响铃响起大约几十个其他短暂的,潜在的臭氧复制氯化合物,其在大气中积聚在大气中。它们包括1,2-二氯乙烷,一种广泛用于PVC管的化学物质。这种化合物几乎没有大气测量,“但零星数据表明它是大气中氯的重要来源,”哈塞尼说。

卫星图像从1979年到2013年,描绘了南极洲臭氧孔的年度最大程度范围(信贷:美国宇航局戈达德太空飞行中心)

达到臭氧层的化学品的风险在热带地带最大,在中国和印度等快速工业化国家的制造业蓬勃发展,以及运气将拥有它,大气循环模式是有利的。根据耶鲁环境360的未发表的研究,亚洲季风可以在短短10天内推动气体到平流层。

三十年来,蒙特利尔议定书没有开始用这些化学品握住这些化学品,警告罗利。“NaÃvevepeiape至最近,”他说,“这是短暂的[化学物质]对平面臭氧造成威胁。错误。“

协议中的其他漏洞也让研究人员感到担忧。2014年,东安格利亚大学(University of East Anglia)的李德姆·埃尔维奇(Leedham Elvidge)的同事警告称,三种本应被该协议禁止的氟氯化碳,在南大洋周围的清洁空气中出现了越来越多的数量,并在塔斯马尼亚的格里姆角(Cape Grim)被捕获。东安格利亚大学(University of East Anglia)的大气化学家约翰内斯·劳贝(Johannes Laube)计算出,CFC-113a曾是制造制冷剂和拟除虫菊酯杀虫剂的重要原料,全球排放量在两年内翻了一番。

如何来吗?事实证明,《蒙特利尔议定书》从未完全禁止氯氟烃。Laube说:“CFC-113a有一个漏洞,允许工业申请豁免。”条约中关于这些豁免的保密条款意味着,“我们根本不知道我们是否发现了豁免排放,或者它们是否来自某些地方的非法制造。”不管怎样,它们都在快速增长,这令人担忧。”在过去十年中,受禁止的消耗臭氧化学品的贸易有所下降,但仍是一个问题,特别是氯氟烃的贸易更是有记录。

科学在恢复上存在分歧

科学家们知道,恢复臭氧层需要时间,因为我们在过去几十年释放的许多危险化合物的寿命很长。但去年,麻省理工学院的苏珊·所罗门(Susan Solomon)——她在上世纪80年代因发现极地平流层云的化学成分而成为世界上最著名的科学家之一——宣布,她已经检测到黑洞关闭的第一个“指纹”。她写道:“南极臭氧损失的愈合开始了。”

但其他研究人员仍持谨慎态度。最近春季,南极的臭氧层出现了一些大洞。2015年的冰洞是自1991年以来第四大冰洞,其面积超过了北美大陆。它也比最近的其他洞更深,持续时间更长。2016年也比平均水平更糟糕,预计2017年也将很严重。

所罗门将2015年归咎于智利的卡尔布科火山,该火山喷发出的硫粒子增强了极地平流层云破坏臭氧的特性。但是美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的苏珊·斯特拉汉警告说,任何一年黑洞的大小仍然取决于平流层温度的年比变化和变幻莫测的气象。她说:“臭氧恢复的迹象还没有完全显现出来。”她补充说,这一天会到来,但我们可能不得不等到本世纪30年代。

与此同时,在地球的另一端,北极上空的臭氧损失可能仍在恶化。北极比南极洲更不容易受到臭氧空洞形成的影响,因为气候更混乱。在南极洲形成极地平流层云的超冷环境的稳定空气的可能性要小得多。但当温度降至足以形成极地平流层云时,这种现象就会发生。

2011年,北极上空短暂形成了一个深洞。在一些地方,超过80%的臭氧被破坏,是此前最严重的1996年和2005年的两倍。英国南极调查局的Jonathan Shanklin说,在过去的两个冬天,研究人员都在英国部分地区看到了极地平流层云。但它们的时间很短,也没有导致重大的臭氧损失。

全球变暖是一个促成因素

尚克林说,臭氧层恢复缓慢的一个重要原因是全球变暖。随着温室气体(如二氧化碳)水平的增加,从地球表面辐射出的太阳热量越来越多,到达平流层的热量越来越少,从而导致气温下降。近40年来,这种趋势一直很明显。更冷的平流层改善了臭氧损失的条件。他说,气候变化“可能会将臭氧空洞的恢复推迟到本世纪下半叶”。

我们应该害怕吗?臭氧空洞早期的一些更疯狂的炒作——就像巴塔哥尼亚的盲羊和海洋生态系统的崩溃——被证明是无稽的。但是,由于臭氧层变薄而产生的额外紫外线辐射增加了皮肤癌的风险,这是千真万确的——尤其是对那些鲁莽的白皮肤日光浴者来说。臭氧层仍然和30年前一样薄。

利兹大学的大气化学家马丁·奇普菲尔德说,好消息是,如果没有《蒙特利尔议定书》,情况可能会更糟。南极空洞将比现在大40%;欧洲和北美上空的臭氧层将薄10%;2011年的北极空洞有南极那么大;根据奇普菲尔德及其同事的研究,到2030年,我们将看到大约200万皮肤癌病例。

即便如此,认为《蒙特利尔议定书》正在发挥作用、经济正在复苏的想法开始显得自满了。如果DCM等不受控制的臭氧消耗化学物质的排放量继续上升,那么这些成果可能会丧失。答案是显而易见的。Leedham Elvidge说:“我们应该研究DCM和其他溶剂的控制,就像我们控制氯氟烃一样。”

世界气象组织和其他监督议定书的联合国机构承认,DCM和其他短期消耗臭氧的物质“对平流层臭氧来说是一个新兴问题”,但政府的签署国尚未采取行动限制其排放。

这将涉及到比目前在议定书下所做的更广泛的化学物质的去除。罗利说,保护臭氧层“在工业和政治方面面临的挑战比以前想象的要大得多”。30年过去了,显然还有很多事情要做。

弗雷德·皮尔斯,英国自由撰稿人和记者360年耶鲁大学环境这篇文章最初出现在美国。

0评论

登录或创建帐户以发表评论。

相关的

社区

最近的问题和回答

  • |
  • |
  • |
  • |