臭氧真“香”

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。

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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。



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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

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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月北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。2020年3月北极的空洞与南极的相当

图源：ozonewatch.gsfc.nasa.gov

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