南極臭氧層空洞到底是怎麼了?為什麼這幾年突然就很少提到了?

1月
17
2020


分類:科技
作者:范雁香


大國豐碑
在過去的一段時間,我們總是看到南極冰川逐漸融化,海平面逐漸上升的新聞,這樣的新聞引起許多人的關注。冰川的融化是由於南極臭氧層的空洞的出現,並且空洞不斷擴大,地球接收到太陽的紫外線輻射增強,全球氣溫逐漸上升,冰川的融化成水進入海洋。
在20世紀七八十年代,一支英國的科學考察隊登錄南極,發現了南極的上空出現了一個巨大的空洞,這一發現引起了全世界的關注,臭氧層空洞的問題也隨之提出。
臭氧層空洞是如何形成的?為什麼大部分集中在南極呢?
一、 臭氧層空洞形成的原因?
臭氧是一種特殊的氧原子,由三個氧原子組成的,不過帶有特殊的臭味。臭氧層是距離地面15-50公里在大氣層平流層中比較集中的氣體,這些臭氧極其稀薄,即便全部覆蓋在地球上僅有3mm,但卻吸收了大量的紫外線輻射,它是地球的保護層。
目前臭氧層空洞的形成主要有三種理論:
1、動力氣象學中極地緯向氣流的不斷變化,南極上空的臭氧逐漸減少,出現了一個大面積的空洞。
2、極地的冰晶效應影響下的化學反應,使得南極臭氧減少。
3、太陽輻射的變化相關的動力氣象以及人類活動的影響,綜合作用下導致臭氧不斷減少。
根據美國科學家莫里納以及羅蘭調查研究顯示,人們使用的冰箱中含氟和溴的氣體是造成南極臭氧層空洞元兇,其中最為著名的就是氟氯碳化合物(CFC.別稱氟利昂)以及含溴化合物哈龍。
顯然最後一種理論得到廣泛的認可,也得到了證實,氟利昂等氣體的排放是造成臭氧層空洞的元兇。
氟利昂與哈龍等氣體是如何進入臭氧層對其造成破壞呢?
二、氟利昂氣體對臭氧的破壞
氟利昂以及哈龍氣體進入到空氣中,因為其重量比空氣分子大很多,其氣體在大氣層中表現為惰性,即使最活躍的大氣組成部分——自由基,它們對這些氣體的作用也是微乎其微。
這些氣體十分穩定,經過一兩年時間在空氣中停留,並且均與分布在大氣中的平流層,隨著大氣的環流作用影響,這些氣體從低緯度的地區輸送到高緯度的南極地區。
在強烈的紫外線照射下,這些氣體分子釋放活性很高的自由基氟和溴原子,並與臭氧分子發生化學作用。即二者的催化作用下,臭氧分子被消耗。
但這樣的消耗不是臭氧層空洞出現的根本原因,根據深入的科學研究調查,臭氧層空洞的形成,是空氣動力學參加下的非均相催化反應的過程。
Cl2和HOC1在紫外線的照射下,是非常易分解的分子,當南極的春天來臨,陽光再次照射到南極冰川大陸,就會產生前述的活性氯原子,對臭氧造成極大的損耗。
其次是含溴的氣體也會在紫外線的照射下變得更加靈活,其釋放活性溴原子速率是氯化物釋放活性氯原子的三十倍,在兩者的共同作用下,臭氧層空洞的面積會更加擴大,在最近幾年達到了峰值,其面積相當於美國和加拿大兩國的面積之和。
在大氣化學、氣象變化的非均相催化以及空氣動力學共同作用下,臭氧層空洞面積擴大,冰箱製冷使用的氟利昂等氣體進入空氣中很難消除,在這種氣體作用下,地球的保護層漸漸變薄,全球氣溫升高,海平面的上升,嚴重威脅了人類的文明以及發展。
故此,世界各國密切關注南極臭氧層的變化,1987年後人們意識到人類對南極地區的破壞,我們的活動對環境的影響,於是各國簽訂禁止使用氟利昂的協議。
例如1989年各國國家簽署的《蒙特婁協議書》,26個會員國一併加入,針對氟氯化合物在工業生產使用中做出了嚴格的限制,每個國家都嚴格控制工業產品中氟氯碳化物的含量。
同時該協議規定治理臭氧層應承擔的共同責任,對於肆意排放氟氯碳化合物會員國家有權利進行制止,各個國家也出台了相關的政策,遏制氟氯昂產品的使用以及開發。
在此之後,聯合國大會不斷召集成員國開會,商討共同面對臭氧層空洞以及如何控制氟氯化合物,因為氟氯化合物的控制涉及到了很多國家的利益,甚至發展中國家也響應聯合國的號召,積極配合控制氟氯化物的生產與排放。
最後在所有國家共同努力下,歷經將近兩周的談判,最後在聯合國氣候會議(CO P21)達成人類歷史具有全球約束力的巴黎協定。
三、《巴黎協定》確定最低的共同原則
《巴黎協定》確定了一個跨越全球的節能減排機制,雖然不能一勞永逸地去減少碳排放,但對於很多國家確實是有效力、有約束的。
根據各國的訴求達成了最低共識外,尚需諸多問題需要解決,因為各個國家工業狀況不一樣,那麼分配的責任也不相同,全球變暖的問題不容樂觀。
巴黎會議的召開各個國家預先提交了減排的目標,中國主動承擔責任,承諾減少碳排放排60%,得到了國際社會的認可與支持,但仍有150億噸的碳排放需要各國承擔責任去解決,
這對經濟發展中國家是一個挑戰,同時考驗著各國政府減排的執行力與信心。
世界各個國家積極響應聯合國的號召,中美等大國和已開發國家的積極配合,對於有害氣體的控制起到了作用。近些年工業的發展走綠色環保道路,很多的有害物質逐漸被替換掉了,對環境的影響也就少了。
工業文明使得歐洲各國走向世界的前列,但是以犧牲環境為代價,透支環境來發展經濟,故此發達的工業國家更應該施以援手,幫助不發達的亞洲國家、美洲國家以及非洲國家清潔電力,並提供技術支持幫助其經濟發展,促進節能減排目標的實現。
三、可持續發展理念提出
但為什麼後來新聞很少提及到有關全球變暖呢?
原來各國科學家不斷研究和探索,失敗多次也不肯放棄,最後功夫不負有心人,成功研製出氟利昂的替代品。科技的發展使得人們能夠開發出新的產品,能夠取代這一有害氣體,這樣的問題也確實得到了很好的改善。
隨著經濟可持續發展的理念深入人心,在人們的共同努力下,臭氧層空洞的擴大得到了抑制,處於十分穩定的狀態。
在最近幾年美國宇航局以及美國海洋局表示, 消耗臭氧的化學物質排放水平不斷下降,臭氧層的面積逐漸縮小。
人們也在生活不使用含氯的產品,各個明星倡導民眾使用綠色產品,人們也會優先選擇無氟產品。雖然空調的數量不斷增加,但對臭氧影響不是很大。
雖然氣溫逐年升高,但臭氧層空洞的問題得到了一定的改善,在人們的節能減排意識的增強下,臭氧層空洞的問題得到了解決,南極的臭氧層穩定了,很少人也去研究臭氧層空洞了,自然人們也就關注少了。
雖然問題很少提及了,但不是代表南極的臭氧層空洞完全地解決了,全球氣溫仍然升高,南極冰川逐漸融化,北極的狀況也不容樂觀,極端天氣也頻繁出現。
地球是人類共同的家園,節能減排必須貫徹落實,當所有人一併努力解決問題時,許多複雜難處理的問題都會得以解決的。
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