臭氧层温度变化

臭氧空洞

地球上处处充满勃勃生机。可你是否知道，这众多的生灵，都要依仗着地球外部那一层厚厚的保护伞——大气层，才得以生生不息，繁衍至今。

地球的外层有一层厚约2000千米的大气，来自宇宙的威胁很多，当小天体向我们飞来时，大气就会阻挡住它们，让它们燃烧发光，变成一道道闪亮的流星而熔化消失。来自宇宙的威胁还不仅是这些小天体，还有许多看不见的“杀手”，即各种射线，它们是由恒星发射出来的。宇航员在太空中一定要穿上厚厚的宇航服，宇航服能给宇航员提供氧气、能保暖、保证正常的压力等。另外，宇航服还有一个重要功能，就是防辐射。

太阳是离我们最近的恒星，它时刻不停地发出射线，我们称其为太阳辐射。太阳辐射给了我们光明和温暖，地球上的植物依靠它不断地进行光合作用，地球上才有了多种多样的生物。太阳辐射的波长为0.15～4微米。其中，波长小于0.38微米的部分是紫外线，0.38～0.76微米的是可见光，大于0.76微米的是红外线。太阳辐射中可见光和红外线对地球上的生物无害，紫外线B和C对生物却是有害的，它们就像一把把无形的利刃，悬在我们头上，时时刻刻都在威胁着地球的生命。不过，你不用担心，由于大气中的臭氧层能大量吸收紫外线，地球上的生命安然无恙。

臭氧层位于大气的平流层中，离地球表面15～40千米，在这层中，集中了地球90%的臭氧气体，其浓度未超过10万分之一。它的浓度虽小，但厚度达近30千米的臭氧层就像一把厚厚的遮阳伞，阻挡了有害的紫外线，使达到地球表面的紫外线B只剩下不到5%。

由于臭氧层对地球上的生命这么重要，所以20世纪50年代，世界气象组织与国际臭氧委员会的60多个成员国合作，在全球先后建立了100多个观测站。经过20年的连续观测，到20世纪70年代，一个惊人的信息传来，科学家发现在15～20千米的低平流层中，臭氧正在呈明显的持续减少趋势。没过多久，在1985年，从南极又传来了一个更令人震惊的消息，科学家在那里的平流层发现了一个大如美国、高似珠穆朗玛峰的臭氧空洞。

臭氧的急剧减少就如同把地球的保护伞捅开了一个窟窿，更多的紫外线B从这个漏洞长驱直入，严重威胁着地球上的生命，许多生物难以适应这样的变化。

首当其冲的是绿色植物，因为绿色植物是利用太阳光进行光合作用维持生存，它们不能躲避阳光，紫外线的增强会使光合作用降低。实验证明，紫外线增加，松树的生长会明显减慢，大豆将减产25%。海洋和淡水中的生物也会受到臭氧层破坏的影响。特别是海洋中的软体动物，它们对紫外线几乎没有任何防护能力，生长速度以及寿命都会下降。过多的紫外线使得许多鱼不得不离开食物丰富的海水表层，进入深水，造成深海食物严重短缺以及海洋生物种群的紊乱。陆地上的动物将受到更严重的损害，特别是草原上的动物，因为没有高大树木遮蔽，它们受到的伤害是最严重的。就是号称万物之灵的人类，也不能逃脱臭氧层破坏带来的厄运。由于臭氧天窗，柔软的沙滩也要失去往日的魅力，因为皮肤癌就像幽灵一样追踪着晒日光浴的人们。科学家指出，大气中臭氧每减少1%，到达地面的紫外线就会增加2%，皮肤癌患病率将增加5%～7%。紫外线还会对人的眼睛造成严重的损伤，白内障是近年来上升最快的一种眼病。臭氧层的缺损还会破坏人和其他生物的免疫系统和遗传基因，引起更多的疾病流行，某些物种会发生变异，甚至灭绝！这将给本来就已经十分脆弱的地球生态系统以致命的打击。

臭氧层的破损还会带来一系列的连锁反应。由于到达地面的紫外线增多，低空的紫外线也会把氧分子分解为氧原子，然后形成臭氧，所以高空臭氧的减少将导致地面臭氧的增多。不过，你别以为低空的臭氧也能吸收紫外线，其实他们对生物的危害作用远远大于其对生物的保护作用，况且它们在这里吸收的紫外线已经微不足道了。

1974年，美国科学家首先提出了氟氯化碳类物质是破坏臭氧层的“元凶”。氟氯化碳俗称“氟利昂”，它在近地面虽然很稳定，但到了高空，在紫外线的作用下，它却会被分解，释放出氯离子。恰恰是这氯离子具有很强的争氧能力，它能很快地从臭氧中抢走一个氧原子使臭氧变成普通的氧分子，而得到了氧原子的氯又会很快把这个氧原子扔掉，去寻找新的臭氧展开新一轮的争夺战。这种过程周而复始，可以重复10万次，可见它对臭氧层的破坏有多大。家用冰箱中的氟氯化碳只占了总用量的极小部分，况且现在已经有了许多种无氯冰箱，用量最大的是汽车空调，占氟氯化碳制冷剂的接近一半。在冷冻、冷藏设备中做制冷剂的氟氯化碳只占了其总用量的1/4。

我们更应注意的是用在其他地方的氟氯化碳。因为在制冷设备中，氟氯化碳是在严格密封的循环系统中运行的，所以在正常使用时，氟氯化碳是很少有机会跑出来的。而其他用途中排放到大气中的氟氯化碳要比制冷系统排放多得多，因为它们更多的是在开放条件下使用氟氯化碳的。气溶胶是其中最大的一部分，它们主要被用在各种用途的喷雾器当中。如我们经常见到的发胶、香水、药品（如“好得快”）、杀虫剂等，氟氯化碳随着喷雾器喷出后就无法收回，它们马上就进入了大气，给臭氧层造成危害。

泡沫塑料是氟氯化碳的又一大消费者，氟氯化碳以气体的形式被溶解到了塑料原料中，当塑料硬化为固态时，氟氯化碳的气体能保存在其中，形成许许多多大大小小、分布比较均匀的气泡，就制成了泡沫塑料。加在泡沫塑料中的氟氯化碳大部分都在生产或使用的过程中一点点地散失到大气中去了，它们对臭氧层的损害也是极其深重的。

氟氯化碳还有一个重要的用途是做清洗剂的溶剂，由于它的不可燃性、化学惰性、无腐蚀性、低粘度、低表张力、无毒以及高挥发性，在今天高度发达的现代工业中用途极其广泛。

氟氯化碳通过大大小小的喷雾器源源不断地喷向了天空，溶解在清洗剂和泡沫塑料里的氟氯化碳也源源不断地挥发，再加上那些生产和使用中的泄露挥发等，大气中的氟氯化碳越聚越多，给臭氧层带来深重的灾难。

破坏臭氧的还不仅是氟氯化碳，还有一类化学物质——哈龙。哈龙是一类含氟、氯、溴的化学物质，它到达平流层后比氟氯化碳还活跃，溴比氯更活跃，破坏臭氧能力更强。哈龙1301对臭氧层的破坏能力是我们通常使用的氟氯化碳的10倍。哈龙主要用在灭火器中。

除了氟氯化碳和哈龙以外，还有一些物质也会对臭氧层产生危害。近些年来，航空运输事业日益发达，据计算，500架超音速运输机在两年内排放的NO积累量，就可能使平流层中的臭氧减少3%～50%。另外，由于农业的发展，各国普遍大量使用氮肥，由土壤反硝化作用产生的N₂O被输送到高空，对臭氧的破坏作用也不可忽视。现在，人们把氟氯化碳、哈龙、氮氧化物等破坏臭氧层的物质统称为ODS。

今天，臭氧层的破坏给地球上的一切生物带来的威胁已经得到大家的公认了，那么，为了保护臭氧层，我们又能做些什么呢？首先应该想到的是喷雾器，当人们刚刚发现氟氯化碳对臭氧层有破坏作用时许多国家马上停止用它做喷雾器的推进剂了。1990年，大部分国家停止了除医疗以外的氟氯化碳喷雾器的生产和使用。泡沫塑料是第二个应该解决的，1986年，大部分发达国家就已经不用氟氯化碳而是改用含氢氟化碳或其他烃类生产聚苯乙烯泡沫塑料薄板。1988年，亚洲、欧洲、美洲以及大洋洲都不再使用氟氯化碳做食品包装的发泡剂，而改用了替代品。我们应该让更多的人知道，不要损坏制冷设备，特别是报废的制冷设备，要尽量让生产厂家回收，使氟氯化碳不会泄露出来。

臭氧层的问题不是一个国家、一个地区的问题，臭氧层的破坏是全世界各国共同造成的，所有的国家都有责任、有义务保护臭氧层。为了全世界人民的共同利益，1985年，世界各国在奥地利首都维也纳达成了《保护臭氧层维也纳公约》，国际合作拯救臭氧层的行动从此拉开序幕。1987年，一份更具体的方案出台了，这就是《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，《议定书》具体规定了对5种氟氯化碳物质和3种卤族化合物的生产、使用控制时间表。1992年11月，在哥本哈根，又一次修订了《议定书》，补充了60多种受控的含氟氯化碳、含氢氟烃物质，以及它们的受控时间表。今天，世界各国已达成共识，有160多个国家加入了《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，中国分别于1989年和1992年加入了上述《公约》和《议定书》，我们应该做到，我们也能够做到，减少大气中的ODS，为了保护地球的臭氧层，为了保护地球上的一切生命，地球上的每一个国家、每一个人，都有义务、有责任！