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臭氧真“香”

国家地理中文网
2021-09-17
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宇航员在国际空间站,看到太阳在南美洲落下

供图:NASA

臭氧,

氧气的兄弟,

二者都是由氧原子构成的单质,

但“境遇“却千差万别。

1771年,氧气被人工获得,

臭氧尚未被发现;

1777年,氧气被命名,

臭氧还是没被发现;

1785年,氧化学说已提出,

臭氧被发现但没被重视

1840年,

距氧气命名人拉瓦锡去世已有46年——

臭氧才终于拥有姓名。

今天是国际保护臭氧层日

我们来聊一聊臭氧这个“小透明”。

地球臭氧层的横截面,由Suomi NPP卫星上的臭氧制图仪剖面仪测量。

供图:NASA'S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER

※臭氧在浓度较大时是淡蓝色的气体

图源:www.un.org

“我觉得十分愉快,肺部的感觉好像和平常呼吸空气一样,没有什么不适。”约瑟夫·普里斯特利描述的不是臭氧,而是氧气。那么臭氧又是什么味道呢?

趁着最近降水较多,可以去户外“品味”一下。

在美国佛罗里达州,一只穴居猫头鹰正在抖雨

摄影:WILLIAMKLEINFELDER,NATIONAL GEOGRAPHIC YOUR SHOT

在雷电的高压作用下,空气中的氮分子和氧分子被剥离而产生了小规模、低浓度的臭氧。这就是雨后清新空气的成分之一。此时的臭氧可以令人精神振奋

摄影:Ryan moss

所以臭氧真香?

也不能这样说吧。

其名称源于希腊文,意为气味难闻。

实际上它还真有独特的鱼腥臭味;

而且高浓度臭氧对人体有一定伤害,不仅气味难以忍受,而且还会引起疲乏、咳嗽、呼吸困难等症状。那么。为什么还要保护它呢?这就必须要提到距地表20-50公里高空、地球外的一把大伞——臭氧层。

臭氧层就像地球的防御盾,把太阳射向地球的紫外线强度降至安全级别,使地表的白天不至于过热,晚上不至于过冷。同时,它还具有加热作用和温室气体作用。如果没有臭氧,世间的生灵将无法生存。

法国南部的海域聚集着世界各地的游客,但若没有臭氧层的保护,这样的户外活动无异于自杀。

摄影:BERTRAND LANGLOIS, AFP, GETTY IMAGES

然而1974 年,加利福尼亚大学欧文分校的两位化学家Mario Molina和Sherwood Rowland在《自然》杂志上发表了一篇文章,详细介绍了氯氟烃 (CFC) 气体对臭氧层的威胁;1985年,南极洲上空的臭氧层巨洞更使地表的紫外线指数达到危险级别。

科学家Sherwood Rowland和Mario Molina在《自然》上发表的文章中说,人类产生的氯氟烃正在损害臭氧层。

图源:ozone.unep.org

由此,

浩浩荡荡的臭氧保卫战拉开帷幕。

1987年9月16日,《蒙特利尔议定书》通过

图源:ozone.unep.org

1993年,联合国大会宣布9月16日为国际保护臭氧层日

图源:ozone.unep.org

1999年,《蒙特利尔修正案》正式生效

图源:ozone.unep.org

2016年,缔约方于这一年的10月15日通过了《蒙特利尔议定书》基加利修正案,同意逐步减少氢氟碳化合物 (HFC) 的消费和生产。

图源:ozone.unep.org

感谢《蒙特利尔议定书》,它带来了全球的团结:1988年,全球氟利昂排放量为146万吨。而经过近30年的努力,2014年的排放量已降至32万吨若没有它,地球臭氧层将在2050年大范围瓦解;到2070年,全球将新增2.8亿例皮肤癌;仅美国就出现4500万例白内障。

Mahammad Ali Molla自46岁起失明,需要依靠亲戚的照顾,包括他在印度西孟加拉邦的孙子(右)。

摄影:BRENT STIRTON

2016年,由麻省理工学院大气化学和气候科学教授Susan Solomon领导的研究小组发现南极上空的臭氧层空洞正在缩小。研究人员表示,实际上空洞已经缩小了400万平方公里以上,同时洞的深度也有变浅。“这段研究经历值得载入史册。”Solomon说,“我们从中获得了攻克任何大型环境问题的勇气。”

图源:Susan Solomon et al. Emergence of healing in the Antarctic ozone layer[J]. Science, 2016, 353(6296) : 269-274.

不过,英国雷丁大学大气化学副教授Michaela Hegglin表示,尽管我们在淘汰消耗臭氧层物质方面取得了成功,但平流层下层的臭氧还在继续减少。他认为:“世界应该意识到(拯救)臭氧层的故事还没有结束。”

1979至2020年9月南极上空月平均臭氧总量假彩色视图。蓝色和紫色是臭氧最少的地方;黄色和红色是臭氧较多的地方。

图源:ozonewatch.gsfc.nasa.gov

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责任编辑:Quan

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