3天前,美国宇航局发布最新观测结果:今年南极上空臭氧损耗极为严重,臭氧总量从7月至10月急剧下降69%;更令科学家吃惊的是,臭氧层中距地表12.9公里至21.9公里间的臭氧基本已被损耗殆尽。
而根据世界气象组织发言人马克奥利弗的发言,今年臭氧层空洞面积的峰值已达2950万平方公里,成为2000年来的最大值。总面积超过3个中国。
从一个“洞”,能窥见人类未来?面对今年这么大的一个“洞”,科学家们忧心忡忡:人类,究竟如何去面对?
此“洞”非洞?
“此‘洞’非洞,”中国气象科学研究院研究员陆龙骅当头一句。
这是怎么回事?陆龙骅说,要弄清楚这个“洞”,首先得从臭氧说起。什么是臭氧,和氧气由两个氧原子组成不同,臭氧是由3个氧原子组成的一种有刺激性微量气体。
微量到什么程度?“在大气中的含量仅占一亿分之一。如果把大气中的臭氧全部收集压缩,那么在气压和温度为0的标准条件下,大气中的臭氧层平均厚度仅为3毫米,而如今南极的臭氧含量少了大约1/3,厚度只有2.2毫米,所以,严格说来并不是洞。”这就像是一只完整的乒乓球,瘪了一块。
千万不能小看这0.8毫米的“瘪陷”,作为曾两次到达南极的科学家,陆龙骅对南极的恶劣环境深有体会:“记得1989年我从南极回来,最明显的是脸黑了一圈,回来后整张脸上只有戴太阳镜处是白的。”
“脸变得那么黑,就是紫外线太过强烈。”紫外线是太阳光中基本的电磁波之一,是人体增强免疫力的重要条件。但紫外线过量,却会破坏包括DNA在内的生物分子,“大气层中紫外线每增加1%,全球因白内障而引起的失明者将增1万到1.5万人,皮肤癌的发病几率上升2%,植物和动物也难幸免。”
而能阻止这一切发生的,恰恰是这只有3毫米厚的臭氧层,99%以上的太阳紫外线都会在这里被吸收。复旦大学环境科学与工程系大气化学研究中心主任庄国顺介绍,“臭氧层是处在大气平流层中、距离地球表面25至30公里处臭氧分子相对集中的区域。”
今天,我们地球的整个大气层从海平面向上大约有190公里厚,科学家们将其分为4个厚度不等的层次:对流层、平流层、中间层和电离层。对流层就是人类日常的所在,在赤道上,从地面到最高点的对流层约有16公里厚。再向上直到50公里左右,就是平流层。
“在平流层中,在低温等气象条件下,原本稳定的氧气会在强烈的紫外线下被分解成氧原子,并放热,氧原子可以与氧分子结合生成臭氧。但臭氧并不稳定,它会继续与紫外线作用而分解,与氧原子再结合,重新变回两个氧分子,形成动态平衡。”
但是,“一旦有外因介入,不稳定的臭氧就极易被破坏,从我国在南极13年积累的观测资料看,中山站上空的臭氧的确在不断减少,”陆龙骅说。
采访中,不同的科学家都表示:如若臭氧层全部殆尽,那人类也将走到尽头。所以,保护臭氧层,就是保护人类自己。
“洞”越来越大了?
现在臭氧空洞有多大?
美国宇航局说,经卫星测定,9月21日到9月30日,南极臭氧空洞平均面积约为2745万平方公里。
而根据马克奥利弗在日内瓦的发言,9月25日,臭氧洞达到最大峰值,面积为2950万平方公里,超过了2000年9月的峰值2940万平方公里。
实际上,不仅在南极。陆龙骅告诉:在北极,科学家同样发现开始有维持时间极短的“小洞(Mini Hole)”出现,而在我国青藏高原、云南等地上空的臭氧层也在不同程度变薄。
现实严峻。但是,就如同冰山的消融是否源于全球变暖一样,臭氧洞的出现究竟是自然变化,还是人为因素导致?也一直是科学界屡有争议的问题。
1849年德国科学家舒贝因在分析电机放电时产生的一种异味时,首次发现臭氧。1974年,美国化学家发现含氯、溴的化学物质,有可能通过光学作用破坏臭氧。一直到1985年,英国南极考察队队长法曼报告,他们从1977年起即发现南极上空的臭氧总量在每年9月下旬开始,迅速减少一半,形成“臭氧空洞”,一时间,举世皆惊。
浙大气象信息与灾害预测所所长谭季青说:“最初,科学家们对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解释:对流层的低臭氧浓度的空气传输到平流层,稀释了平流层臭氧的浓度;宇宙射线有可能在平流层生成氮氧化物的结果;还有就是人工合成的一些含氯和含溴的物质的破坏。”
“而现在,越来越多的证据都认为,人类是罪魁祸首。”陆龙骅说,1995年荷兰气象学家克鲁岑和美国大气化学家莫利纳与罗兰,就是因为证明了人造化学物质氟利昂和溴化烃等含氯、溴的化合物对臭氧层有破坏作用而获得了诺贝尔化学奖。
自上世纪20年代氟利昂在美国被发明,即以无毒、无腐蚀性、价格低廉等优点,被广泛应用于生产喷雾剂、冷冻剂、泡沫塑料和现代冰箱、空调等家用电器生产。但问题是,氟利昂到达平流层后,在零下78摄氏度以下,平流层会产生一种名为平流层冰晶云的云,它的表面极易吸附污染物质,从而将氟利昂和溴化烃中的氯和溴分解出来,随后在其表面,通过光化学反应,夺取臭氧中的氧分子,达到消耗臭氧的目的
大家都来保护环境