还记得臭氧层空洞吗？它自己悄悄长好了

玛雅蓝

多年以前，我们在新闻媒体上经常能够见到“臭氧层空洞危机”的报道——人类破坏环境导致两极的臭氧层出现空洞，有害的紫外线大量进入大气层，增加人类患上皮肤癌和白内障的风险，甚至会为一些物种带来灭顶之灾。但你有没有发现，近年来关于臭氧层被破坏的新闻好像变少了？实际上，人类不停地在为修复臭氧层而努力。现在，我们等来了好消息：臭氧层的空洞快要长好啦！

在美国气象学会的会议上，联合国的一个专家小组发布报告称：“臭氧层正在稳步恢复。”报告确认，从2000年起，南极洲上方的臭氧层空洞就在缓慢修复。预计到2040年，全球臭氧层能整体恢复到1980年的水平，即臭氧層空洞问题出现之前。两极地区臭氧层的恢复需要花更长的时间，但总算是胜利在望了。

这真是一个令人振奋的好消息。一方面，人类终于不必再担心臭氧层破坏带来的过量紫外线照射了；另一方面，这也证明我们为缓解气候危机做出的努力是有效的。

你可能也听说过氟利昂会消耗臭氧层的说法，但科学界最早关注到臭氧层问题，却是因为另一个“时代的眼泪”，那就是超音速飞机。

1971年，美国科学家哈罗德？约翰斯顿（Harold Johnston）发现，超音速飞机可能对臭氧层造成威胁，因为它的飞行高度恰好在臭氧层中，产生的氮氧化物会催化臭氧的分解。由于超音速飞机的研发是当时的热门，这个问题马上引发了高度关注，并催生了一系列大气化学研究。尽管因为经济效益的原因，超音速飞机逐渐退出历史舞台，但是这些研究后来却派上了大用场。

1985年，英国地球物理学家约瑟夫？法曼（Joseph Farman）发现，南极洲上方的臭氧层厚度在70年代之后出现大幅下降，其破坏程度远远超出了当时科学家们的预期。

经过研究，科学家们发现，导致臭氧层空洞的最大凶手是当时广泛使用的氯氟烃类物质，俗称氟利昂。它们在当时广泛存在于冰箱、空调、香水、杀虫剂之中，一旦它们进入空气，升入平流层，就会成为分解臭氧的催化剂，经过近一百年才能被完全分解消化。

19世纪20年代，人类发明了氟利昂。这种物质化学性质稳定，对人体来说安全性高，一度被作为制冷剂和发泡剂广泛应用。过去的一些泡沫发胶或是给冰箱、空调补充用的“雪种”，使用的就是氟利昂。1974年，墨西哥化学家马里奥？莫利纳（Mario Molina）、美国化学家舍伍德？罗兰（Sherwood Rowland）等人研究发现，氟利昂有个致命缺点：释放到环境中的氟利昂会随着大气运动逐渐飘移到臭氧层，在这里受到强紫外线照射后分解，产生游离氯原子，催化臭氧的分解。

尽管氟利昂这类物质的排放是工业活动的结果，主要集中在北半球，但受损最严重的是极地上空的臭氧层。荷兰大气化学家保罗？克鲁岑（Paul Crutzen）发现，这是因为极地地区温度较低，导致水分冷凝形成极地平流层云，而这些云层中容易富集可催化臭氧分解的物质。

和今天气候议题面临的争议一样，臭氧层空洞问题在当时也被质疑过：造成极地臭氧层空洞的原因，究竟是人类的工业活动，还是气候系统的自然波动呢？

氟利昂在工业界应用广泛，限制氟利昂的举措会损害不少人的利益，遇到了重重阻力。但最终，科学家们用证据说话，证明了人类活动是导致臭氧层空洞的主要原因。在他们的努力之下，《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》（简称《蒙特利尔议定书》）于1987年通过，1989年1月1日生效。此后各国开始逐步停用氟利昂制冷剂，并开始寻找更环保的氟利昂替代品。中国在1991年也加入了《蒙特利尔议定书》，最终于2007年7月1日起全面禁止了氯氟烃类物质的生产。

臭氧层修复的过程绝非一帆风顺。2020年春，北极上空的臭氧层空洞一度扩大，损失的臭氧含量达到2011年以来的最大值。经分析发现，这是因为当时出现了一道强大的平流层极地涡旋，它温度很低，而且稳定持久。聚集在涡旋中的卤族元素促进了臭氧的分解，而且涡旋的存在阻止了其他区域的臭氧流动进来填补空缺。

臭氧层空洞实际上并不是一个“洞”，这个概念指的是臭氧层密度和厚度的下降。臭氧层处在约20千米高的平流层中，它就像一把巨大的遮阳伞，吸收了一部分来自太阳的紫外线，从而减少了抵达地面的紫外线辐射。

紫外线虽然有助于人体合成维生素D，但它也有很强的“杀伤力”，容易引发皮肤癌和视网膜病变。更重要的是，人类和其他动植物经历过漫长的演化，已经适应了有臭氧层保护的紫外线水平。如果这个保护层短期内变薄、消失，整个生物圈都会遭遇灭顶之灾。

好在全球各国将近半个世纪的努力终于有了成果。《臭氧层破坏科学评估》（Scientific Assessment of Ozone Depletion）报告每四年发布一次，2022年的报告是第10版，它确认从2000年起，南极洲上方的臭氧层空洞就在缓慢修复，面积缩小，臭氧厚度也有所增加。逐步限制消耗臭氧层物质的努力还在继续。这份报告预测，如果继续执行当前政策，那么预计到2066年，南极洲臭氧层空洞就能修复，而北极只要到2045年就能完全修复。保护臭氧层不仅有助于防护紫外线，还有利于应对全球变暖；报告还显示，和不限制使用氯氟烃类、氢氟烃类物质的场景相比，保护臭氧层的举措将全球升温幅度减少了0.5～1 ℃。

“保护臭氧层行动为气候行动做出了示范。”世界气象组织秘书长佩特里？塔拉斯（Petteri Taalas）说。既然人类能够成功拯救臭氧层，那么只要有足够的决心，其他气候问题一定也能得到解决。这不仅是为了拯救地球，更是为了拯救人类自己。