臭氧層復原中,但太空探索也在破壞它

作者 | 發布日期 2022 年 09 月 23 日 12:10 | 分類 環境科學 , 生態保育 , 科技政策 Telegram share ! follow us in feedly


幾十年前科學家發出臭氧層破洞的警告,讓這代人第一次意識到人類破壞地球環境。臭氧保護人類免受太陽有害射線傷害,但大量化學污染導致臭氧層縮小,經過 30 年努力,美國國家海洋和大氣局 (NOAA) 今年臭氧層年度分析顯示,大氣消耗臭氧層的化學物質含量大幅下降,南極臭氧層破洞可於 2070 年完全癒合。但臭氧層另外一大威脅是火箭,科學家稱人類對太空探索的興趣,可能會讓北半球臭氧層再度縮小。

地球約 90% 臭氧存在平流層,稱為臭氧層。平流層臭氧層吸收太陽紫外線,保護地球所有生物系統免受有害射線傷害。地面也有臭氧,是由陽光與汽車排氣或其他排放物化合物產生的化學反應,是主要空氣污染物,但平流層臭氧是自然形成。

1980 年代科學家發現臭氧層縮小,因某些氯氟烴 (CFC) 化學物質釋放到大氣,包括制冷劑和氣溶膠,氯氟烴和紫外線的相互作用會破壞平流層臭氧,造成南極洲上空臭氧層破洞,以及一些地區臭氧層變薄。

過去 30 年臭氧層逐漸修復,是國際間遵守 1987 年頒布的《蒙特利爾議定書》,目的是限制使用消耗臭氧層物質。美國國會要求 NASA NOAA 1990 空氣清潔法案修正案監測平流層臭氧和臭氧消耗物質,NOAA 因此設計消耗臭氧層氣體指數,1990 年以來一直追蹤大氣消耗臭氧層物質程度。

NOAA 直接根據 15 種壽命最長、含氯和溴的化學品的地表觀測計算指數,幾乎涵蓋人造化學品所有氯和溴原子,這些化學品生產和消費受《蒙特利爾議定書》控制。

2022 年初測量數據發現,中緯度平流層中臭氧消耗物質總濃度相對 1990 年代初期峰值濃度下降 50% 以上,回到 1980 年臭氧消耗物質嚴重前。但與中緯度地區相比,南極上空臭氧層恢復較慢,只從 1990 年代峰值下降 26%,預計南極臭氧層 2070 年左右恢復。

聯合國環境規劃署 (UNEP) 稱讚《蒙特利爾議定書》是有史以來最成功的環境條約。這些化學物質也會加劇全球暖化,若不禁止消耗臭氧層化學物質,到本世紀末全球氣溫將再上升 2.5°C

太空探索會破壞臭氧層

但未來不很樂觀,原因之一是人類開始重燃對太空的興趣。NOAA 刊登於《地球物理研究大氣雜誌》的研究預測,火箭發射大增可能對臭氧層不利,20 年內以碳氫化合物為燃料的發射增加 10 倍,可能會改變大氣環流模式並破壞北半球臭氧層。

科學家照目前全球火箭發射速度估計每年約 1,000 噸火箭煙塵排放到北半球大氣,研究團隊使用氣候模型模擬 50 年每年 10,000 噸的影響,發現可能會使平流層溫度升高達 4°C,減緩副熱帶急流並削弱環流,由於臭氧層大小會根據平流層溫度和環流波動,兩個因素變化將導致北半球臭氧層一年大部分時間處於收縮狀態。NOAA 化學科學實驗室的研究科學家直言,「火箭發射增加可能會使北半球人類暴露於有害紫外線輻射」。

(首圖來源:pixabay)