對保護地球生命至關重要的臭氧層已受到損害,但它有望在幾十年內完全恢復,這是一項全球努力——即各國停止使用破壞這一高層大氣關鍵層的化學物質——所取得的最新成功。
週一,科學家在提交給聯合國的一份報告中表示,中國已基本消除了其中一種名為三氯一氟甲烷(CFC-11)的化學物質的違規排放。
CFC-11於一個世紀前首次合成,曾被廣泛用作制冷劑和泡沫絕緣材料。與統稱為氯氟烴的類似化學物質一樣,CFC-11會破壞臭氧,而臭氧的作用在於阻擋來自太陽的紫外線輻射,這些輻射會導致皮膚癌並以其他方式傷害人類和動植物。1989年生效、具有里程碑意義的環境協議《蒙特婁議定書》已經將氯氟烴禁用。
如果各國繼續維持對氯氟烴和其他化學品的禁令,到2040年,兩極地區之間的臭氧水平應能達到1980年之前的狀態。臭氧洞,也就是經常在南極附近出現、在北極附近則較少的臭氧層空洞,應該於2045年之前在北極恢復,南極在2066年前後也能恢復。
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「臭氧層的恢復已步入正軌,」國家海洋和大氣管理局化學科學實驗室主任、議定書科學評估組聯合主席戴維·費伊表示。「由於所有國家都採取了《蒙特婁議定書》的控制措施,全球臭氧層的破壞高峰已經過去。」
科學家於上世紀70年代首次確定氯氟烴正在消耗大氣中的臭氧。到80年代中期,研究人員在南極上空發現了一個臭氧空洞,引發了國際社會的緊急修復行動。超過100種消耗臭氧的化合物最終被禁用並逐步淘汰。
中國的排放本有可能將臭氧層的恢復推遲十年,但這份新報告稱事實上只推遲了一年。
「排放量突然有了驚人的下降,」國家海洋和大氣管理局的化學家斯蒂芬·蒙茲卡表示,他是該報告的作者之一。他補充說,如果排放沒有降下來的話,臭氧恢復的延遲「會比預期長得多」。
根據蒙茲卡博士2018年的一項研究,CFC-11的排放量在2012年後開始增加,且似乎來自東亞。《紐約時報》和其他機構的調查強烈表明,違規排放的源頭是中國東部的小型工廠。
當時,負責監督該議定書的聯合國環境規劃署署長稱,非法製造CFC-11「無異於環境犯罪,需要對此採取果斷行動」。
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但2019年的一項後續研究顯示,排放量在下降,這表明中國政府在整治新的CFC-11排放。
中國排放的CFC-11很可能來自泡沫絕緣材料的發泡劑。在泡沫生產過程中,部分CFC-11會逃逸到大氣中,從而被探測和測量,但大部分CFC-11會在硬化時留在泡沫內部。
研究人員稱,中國的違規生產就以這樣的方式增加了禁令生效前全球製造的氯氟烴「庫存」,它們存在於泡沫、製冷設備和消防系統之中。這些現存的化學物質尚未進入大氣,但正通過泡沫變質和損毀、洩漏或其他方式緩慢釋放出來。
蒙茲卡博士表示,尚不明確中國在氯氟烴庫存規模中的大小。「但如果庫存規模已經很大,那預期的恢復延遲還會再多幾年,」他說。
總部位於華盛頓的研究和倡導機構治理與可持續發展研究所所長杜爾伍德·扎爾克表示,該議定書通常被視為有史以來最具成效的全球環境公約,消除違規排放是其成功的又一案例。
扎爾克表示,議定書所要求的大氣監測發現了這一問題,並提請公約理事會予以關注。「雖然沒有承認犯錯,但違規方採取了整治行動,」他說。「而測量結果又回到了理想水平。」
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根據議定書,週一發布的這種評估至少每四年進行一次。除了國家海洋和大氣管理局的科學家,貢獻者還包括美國宇航局、世界氣象組織、聯合國環境規劃署和歐洲聯盟委員會的研究人員。
這份新評估還首次涵蓋了一種潛在的氣候干預或地球工程對臭氧的影響。這種方法被稱為平流層氣溶膠注入,通過飛機或其他途徑,在太陽光線到達地面之前投放含硫氣溶膠以反射部分光線,從而為大氣層降溫。
這個想法曾遭到激烈反對。在各種反對意見中,反對者稱以這種方式干預氣候會導致意想不到的嚴重後果,可能改變全球的天氣模式。但很多科學家和其他人表示,這至少還有研究的必要,因為氣候變暖可能達到一個臨界點,讓全球各國不顧後果去嘗試這種干預技術,以便在看到溫室氣體減排的顯著效果之前爭取到更多時間——哪怕只是暫時的。
國家海洋和大氣管理局的費伊博士表示,一些研究已經顯示了含硫氣溶膠對臭氧的影響,因此評估小組的任務就是對此進行調研。
議定書「的存在是為了保護臭氧層,我們在解決消耗臭氧物質的問題上做得很好」,他說。研究平流層氣溶膠注入「屬於我們的專業範圍」,他補充道。
費伊博士說,他們的發現有很多不確定性,但基本的情況是,用含硫氣溶膠使地球降溫0.5攝氏度會對臭氧產生一些影響。但這「不會破壞臭氧層並造成災難性的後果」,他說。
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「我們其實已經知道了後果,因為皮納圖博山為我們做了實驗,」他說,指的是1991年菲律賓的大規模火山爆發向平流層釋放了大量含硫氣體,形成了類似於地球工程製造的氣溶膠霧。
費伊博士說,那次噴發使地球短暫降溫約0.5攝氏度。但臭氧層沒有被毀壞。「它是很有韌性的,」他說。