地球臭氧空洞已經縮小,本是一件喜事,科學家卻發現別的致命問題

天空之城 2020/09/07 檢舉 我要评论

眾所周知,地球大氣層中存在一層臭氧層,它就相當於一層屏障,大大削弱了太陽輻射中的紫外線。從上個世紀末開始,科學家就發現地球存在臭氧空洞的危機,於是呼籲全世界共同應對臭氧空洞問題。經過二十多年的努力,前段時間的研究報告指出地球的臭氧空洞面積有所縮小,這是值得慶賀的一件事。

然而一篇發表在《科學·進展》上的研究論文指出,北半球大氣中臭氧水準明顯增高,其中對流層中的臭氧含量增勢最為明顯。來自美國國家海洋和大氣管理局的科學家安德魯·高德爾是該論文的第一作者,她和同事一起發表了關於大氣臭氧含量的最新研究報告,那麼她們發現了什麼呢?

對流層臭氧和我們常聽到的「臭氧層」有何區別?

看到這可能會有朋友產生疑惑,你這文章的開頭才說了臭氧層是保護地球的屏障,為什麼第二段就說大氣臭氧層的含量增多是個令人擔憂的問題呢?實際上兩者並不矛盾,因為能夠削弱紫外線起到保護作用的臭氧層和這次研究中關注的層次並不相同,前者屬於平流層,後者屬於對流層,平流層是距離地面大約20~25公里的層次,它更接近外太空環境。

經過研究證明,平流層中的臭氧可以吸收太陽輻射中的紫外線,從而起到了對地面生物的保護作用。同時平流層臭氧又不會完全將紫外線都吸收完,還是會留少部分紫外線通過,從而對地面起到殺菌作用,這對生物是有益的。對流層距離地面大約12~15千米,臭氧在這個層次中被定義為溫室氣體,同時也是一種空氣污染物。

對流層臭氧幾乎主導了該層次的氧化能力,從而影響著對流層的動態成分。當對流層臭氧濃度達到一定水準後,動物的肺部和植物會出現損傷現象。由此看來,臭氧也有兩面性,關鍵是看它分佈在哪個區域,分佈在平流層,那麼它對地球生物是有益的;分佈在對流層,它可能對地球生物的安全造成威脅。

研究人員如何檢測對流層的臭氧水準?

一直以來,人類對於大氣中的臭氧水準缺乏足夠的監測點,因此只能通過人造衛星探測到的資料來分析大氣臭氧情況。然而這樣的分析結果可能和現實情況存在矛盾的地方,因此為了獲得更準確的資料,高德爾和她的同事與歐洲機構IAGOS合作,借助民航機對大氣層的臭氧含量進行檢測。

據瞭解,IAGOS從1994年就開始利用民航機來測量大氣臭氧量,隨著科技不斷發展,該公司已經掌握了在對流層連續探測的能力。高德爾和她的同事從IAGOS那裡獲得1994~2016年的探測資料,資料顯示這22年間對流層臭氧水準上升最快的是那些曾經臭氧水準很低的地區,例如東南亞地區和印度。

導致對流層臭氧增多的原因是什麼?

在過去二十年裡,許多國家為了應對臭氧空洞的問題,積極採取應對措施,例如禁止使用含有氟利昂的電器。這樣的舉措是有效的,至少科學探測表明低層大氣中導致臭氧減少的化合物在減少。而對流層的臭氧增加和低層大氣的臭氧減少是動態互補的過程,然而氮氧化物的排放導致對流層的臭氧增幅明顯超出了平衡范圍。

至於具體是什麼原因導致了全球對流層臭氧含量的增多,該研究團隊表示目前還沒有定論。但可以確定的是,在不久的將來人類又要面對潛在的大氣問題。目前人類還未解決溫室氣體的問題,新出現的問題很可能會讓人類在應對大氣問題上雪上加霜。因此公眾希望科學家們能夠儘快弄清楚導致對流層臭氧升高的具體原因,好對症下藥及時解決這個問題。

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