臭氧洞
2011-12-04 22:01:40   来源:   点击:

    地球南极上空臭氧值减少的现象。臭氧是太阳的紫外线照射空气中的氧分子而产生,臭氧层存在於大气平流层,高度约20-40公里,能过滤大部分的太阳紫外线,保护地面的动植物免受辐射危害。1971年就有科学家警告,平流层超音速客机排出的氮氧化物会破坏臭氧层,且氟氯碳化物在平流层释放出的氯化物对臭氧层会有长久性的破坏,因为氟氯碳化物在大气中的生命期长达百年。臭氧层破洞在1985年发现,科学家在南极工作站观测到自1970年以後每年春天臭氧浓度都明显下降,到1990年以後已经降到原来的三分之一左右。

    对臭氧层破洞为什麽发生在南极常有两个疑问。第一是氟氯碳化物的排放主要在北半球工业国家,但为什麽臭氧层破洞却在南极?答案分两部分:氟氯碳化物的生命期平均约100年,而南北半球大气的均匀混合时间只需要一年左右;气态与固态表面化学反应需要南极平流层冬天小於零下88℃低温所形成的极地平流层云做为固态表面。第二个问题是为什麽北极没有臭氧层破洞?北半球大气环流由於陆地、海洋的交互作用,较南半球不稳定。北极平流层冬季的气温较少低於零下88℃,极地平流层云只是偶然才形成,因而没有明显的臭氧层破洞,但偶尔也会形成较小、较短暂的臭氧层破洞。

    联合国环境规画署召集世界各国针对臭氧层破洞共商对策,1987年9月16日於加拿大蒙特娄市举行国际会议,由全世界26个国家共同签署「蒙特娄破坏臭氧层物质管制议定书」,作为管制氟氯碳化物使用之国际公约,1989年1月起正式生效。这是人类史上第一次因为全球性的环境问题而签定的公约,而後为挽救日益恶化之臭氧层,1992年11月决议将氟氯碳化物禁产时程提前於1996年1月起实施,而排放量除必要用途外应减为零。蒙特娄议定书及其後续决议基本上得到全球各国的支持,有效的减量及禁产使大气中测得的氟氯碳化物密度在1995年获致明显的下降,为恢复臭氧层破洞的前景奠定充分的条件,也为联合国气候变化「政府间气候变迁研究小组」及1997年「京都议定书」奠定成功运作的榜样。

    虽然理论上臭氧层破洞已经开始恢复,但目前观测到的臭氧层破洞只能说是处在稳定状态,受气象因素每年变化不一的影响,臭氧层破洞也随之有时大时小的变化,无法在短时间测出恢复的趋势,但前景无疑是乐观的。

    台湾身为国际社会的一分子,按照公约订定管制削减时程,让列管物质排放量削减情形符合蒙特娄议定书的规定。1994年起,将破坏臭氧能力最强的灭火剂海龙的消耗量降为零。1996年起,成功地将其他氟氯碳化物列管物质消耗量降为零。

    中文关键字: 臭氧 , 氟氯碳化物 , 紫外线

    英文关键字photochemical reaction , chlorofluorocarbons , ultraviolet

    参考资料

    1. Farman, J. C., B. G. Gardiner, and J. D. Shanklin. 1985. “Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction.” Nature, 315: 207-210.
    2. Johnston, Harold. S. 1971. “Reduction of Stratospheric Ozone by Nitrogen Oxide Catalysts from Supersonic Transport Exhaust.” Science, 173: 517-522.
    3. Montzka, S. A., et al. 1996. “Decline in the tropospheric abundance of halogen from halocarbons : Implications for stratospheric ozone depletion.” Science, 272: 1318-1322.
    4. Molina, Mario J. and F. S. Rowland. 1974. “Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: chlorine atomc-atalysed destruction of ozone0.” Nature, 249: 810-812.
    5. Solomon, Susan, et al. 1986. “On the depletion of Antarctic ozone.” Nature, 321: 755-758.

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