科学网—臭氧洞发现25周年:一场生态灾难得以避
时间:2017-12-07

  科学网 - 臭氧洞发现25周年:生态灾难是可以避免的

  北京时间5月8日据“独立报”报道,臭氧空洞被认为是二十世纪后期对环境造成的最大威胁之一。 25年前,英国科学家在5月份发现了南极上空的臭氧层。这一重大发现促使联合国通过重要决议,避免了生态灾难。

  签署蒙特利尔议定书

  当时科学家警告说,臭氧洞可能扩散到世界其他地方,导致致癌太阳辐射增加。臭氧层是地球保护层,保护地球的生命免受紫外线的破坏性影响。然而,随着人造化学物质被释放到大气中,导致臭氧浓度逐渐降低,这可以显着增加皮肤癌和白内障的发病率。构成巨大的威胁,最终甚至政客都要采取措施。

  英国的一个研究小组在1985年发表了这一发现,就在国际社会签署“蒙特利尔议定书”两年之后,限制并最终禁止使用和制造氟氯化碳(CFCs)等消耗臭氧层物质从冰箱到气溶胶,许多产品使用CFC 。 “蒙特利尔议定书”导致许多国家迅速淘汰各类氟氯化碳。

  英国1995年停止生产和消费氟氯化碳,五年后,其他发达国家也纷纷效仿。到2009年,联合国所有成员国都签署了“蒙特利尔议定书”。 “蒙特利尔议定书”被认为是保护环境最成功的国际协议之一。

  在发表描述臭氧层空洞里程碑的科学论文25年之后,参与这项研究的一位科学家说,他们可能不会得到如此大的发现,而不是得到持久的探索和青睐。乔纳森尚克林说:我个人认为,就像许多其他科学发现一样,运气起着一部分作用。尚克林和英国南极考察队的两名同事乔 - 福尔曼和科比 - 加蒂娜一起当场收集重要数据。

  政治决策的关键证据

  20世纪80年代初,英国政府对科学研究的资助在玛格丽特·撒切尔夫人(Margaret Thatcher)担任总理的保守党政府中大幅减少。长期的科学监测活动尤其面临风险,例如自20世纪50年代末以来,英国南极考察队Harley Field站进行的臭氧年度测量。

  尚克林博士说:20世纪80年代,英国南极考察队正在尽力减少资金投入。哈雷油气站的矿石氧监测项目也计划中断。一切似乎都没有改变,似乎没有理由继续下去。但是,这个监测项目将提供关于地球未来的政治决策的关键证据。

  事实上,哈雷站的测量结果本来不是为了监测臭氧的长期变化,而是有助于提高天气预报的准确性,验证大气环流的各种理论,但随着事情变得更加清晰,臭氧层九月和十月发生在南极的春季浓度在每年冬季后大幅度下降,到夏季才部分恢复,实际上科学界曾经传言说臭氧层可能会被平流层中的人为污染物破坏(如氟氯化碳),这也得到了严肃的理论工作的支持。

  科学家们在平流层发现了臭氧层。由Paul Kruzen,Mario Molina,Frank Sherwood-Roland等科学家在20世纪70年代对臭氧消耗的研究使他们终于分享了诺贝尔化学奖。然而,没有人注意到在20世纪80年代早期,南极臭氧浓度在冬季大幅下降,当时第一缕阳光穿透了南极的黑暗天空,将氯气与氯氟烃混合。一种光化学反应破坏了南极臭氧层发生。

  曾被美国同行质疑

  英国科学家1985年的一项研究显示,从1975年到1984年,10月中旬南极臭氧最低浓度下降了40%,但是还没有形成漏洞,但这种情况依然令人担忧。尚克林博士说:我记得,这个发现并没有真正的Eugenia时刻。他当时研究的记忆在最新一期“自然”杂志上发表。尚克林和另外两名科学家使用相对简单的设备从地面收集相关数据。这些仪器可测量已知受平流层臭氧影响的紫外线波长差异。

  尚克林说:“让我们相信这些发现的是一个图表,显示了11天的最低平均值,清楚地表明春季臭氧浓度的下降是系统性的,Fallman提出了一个重要的化学理论来解释观测结果,氟氯化碳上涨,加蒂内斯对这些数据实行基本的质量控制。

  这项研究曾引起惊愕,甚至怀疑美国科学家是因为他们使用先进的卫星技术来监测臭氧层。然而,最初的分析并没有发现这样的臭氧损耗,但是当他们重新分析卫星数据时,发现了春季臭氧消耗的迹象。尚克林说:我不确定美国卫星观测组幕后发生了什么,但是我知道有很多数据让他们挣扎。

  “蒙特利尔议定书”签署后二十多年,有迹象表明臭氧层正在逐渐恢复。臭氧层到50年前的恢复可能还有数十年的历史,但如果不是很长一段时间,三名英国科学家将继续看似无关的长期实验,臭氧的恢复时间可能会更长。

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