洞的故事

30多年前,科学家们发现了一个环境危机如此可怕的震惊世界采取行动。南极上空臭氧层空洞的形象——扩大rip的织物地球平流层sun-shielding——甚至是毁灭的象征那么明显政客们无法忽视它。

政策迅速到位,禁止的化学物质,所以开始长,修复损伤的缓慢的过程。在此后的几十年,臭氧采取了后座在公众的心中出现新的危机。今天我们更愿意听到关于气候变化的危险,塑料微粒和城市烟雾。

化学测量表明,氯绝对是臭氧层空洞的原因

但孔依然,有迹象表明,臭氧损耗还不能被勾地球的环境观察名单。随着政府工作自己狂热的空气污染城市或塑料垃圾的祸害在海里,有越来越多的证据表明他们不应忽视情况在云层之上。

检测和下降

苏珊·所罗门记得1980年代臭氧空洞的发现震惊了整个世界。她是一组的一部分在美国国家海洋和大气管理局(NOAA)前往南极洲测量一氧化氯(ClO)自由基的形成在该地区臭氧的破坏是最引人注目的地方。她观察证明了理论十多年前提出的马里奥·莫利纳臭氧被分解在灾难性的大规模氯和ClO的自由基,进而产生的紫外线的作用在人类活动所产生氯氟化碳(氟氯化碳)。更迅速地发生在南极,因为冰云在同温层吸引氯氟化碳分子和提供一个表面反应发生。

化学成分的测量表明,氯绝对是臭氧层空洞的原因,”所罗门说,他现在是总部设在美国的麻省理工学院。“当你看到一个大效应那样你不需要开始讨论统计数据。科学家们能让他们非常清晰有力,和政治家们别无选择,只能去做是显而易见的。”

从所罗门和其他明确显示,广泛使用的化学物质被剥夺地球的太阳保护和催化剂有史以来最成功的国际环境协定付诸行动。的蒙特利尔议定书消耗臭氧层的物质签署国致力于逐步淘汰破坏臭氧——包括氯氟烃的卤代化合物、含溴hydrochlorofluorocarbons和碳氢化合物——为了降低大气中氯和溴的含量,减轻进一步臭氧损耗。首先同意在1987年,它已经由196个国家和欧盟的批准,使之成为联合国历史上第一个条约被广泛采用。

到目前为止,它似乎工作。Stephen Montzka工作,他在博尔德的NOAA地球系统研究实验室,我们看到《蒙特利尔议定书》的第一手的影响。他的工作是照看全球大气浓度的变化许多消耗臭氧层的化学物质,使用先进的仪器分析空气样本来自世界各地。

我们发送烧瓶内不同的位置,他们打开泵和捕获的一些空气。博尔德集装箱运回我们我们用仪器分析定制,”Montzka说道。“在过去25年里我一直在接收来自世界各地的烧瓶我的实验室,报告这些不同的痕量气体浓度随着时间的推移。

Montzka监控水平的大约40化学品包括主要含溴氯和臭氧消耗物质控制或禁止的《蒙特利尔议定书》,但可以在大气中存在许多年。在1990年代中期他的实验室宣布,大气中的氯和溴总量已经达到顶峰,并开始下降。¹

这是第一个转变——第一个注意的是,这些化学物质的浓度导致臭氧损耗不再上升。这是一个不错的里程碑能够文档,”他说。

这些化学物质触及峰值以来一直在稳步下降,而水平更包含hydrochlorofluorocarbons替代都反过来了,表明《蒙特利尔议定书》按预期工作。

复苏之路

虽然显而易见,大气大量的氯和溴近年来大幅下降,很难量化的好处这些实际平流层的臭氧浓度下降,说瑞安Hossaini在化学模型长期变化和地球大气层的组成在英国兰开斯特大学。

虽然卫星测量臭氧始于1970年代末,隔离臭氧层复苏的一个明确信号,仅仅归因于下降,氯和溴,非常困难,”他说。这主要是由于影响臭氧变化引入的其他因素,包括平流层动力学,平流层气溶胶和太阳辐照度,等等。”

有几种方法来测量臭氧。光测量是在不同的地点在地上——包括哈雷和Rothera研究站在南极洲——使用多布森分光光度计,衡量的强度被臭氧吸收的波长的光,并利用这些知识来制定的整体厚度臭氧在特定的位置。从太空卫星是用于监测臭氧使用类似的方法,但测量反射光的波长被臭氧吸收地球表面。

仪器叫做臭氧探测仪提供一个更详细的臭氧和深度剖面可以启动几乎在世界任何地方,通过大气的不同层次,气象气球。传感器包含一个源的碘化钾,与臭氧反应并生成的臭氧量成正比的电信号现在可以传送到接收器表面。

虽然有很多可用的数据——的实时评估臭氧层的整体健康长时间尺度并不总是直截了当。臭氧的分布不均匀,不同季节不同地区平流层。这个洞在南极洲,例如,打开在南半球的春天的时间它是测量问题。

Hossaini补充说,气候变化也是混杂的方式恢复监控,因为它是导致平流层的物理结构变化及其化学,使它不切实际的期望臭氧层恢复其pre-depletion状态。

但是有明确的证据表明,《蒙特利尔议定书》所做的工作。所罗门和她的同事们在2016年报道的迹象表明,南极孔减少了400万公里²自2000年以来,尽管波动由于火山喷发排放破坏臭氧层的气体如二氧化硫有复杂的图片。²

我们显示(复苏)臭氧层空洞的面积和深度。治疗的指纹非常清楚,他们与我们期望基于氯的量相对于其峰值降低了现在,”所罗门说。很多不同的人看着它在很多不同的方面和底线是非常健壮的,南极正在复苏。”

其他计算,如果没有《蒙特利尔议定书》全球臭氧损耗的行动将显著恶化,在北半球臭氧损耗会变得更加严重,可能导致类似的北极上空的臭氧层空洞。³

意想不到的排放

虽然这些无疑是庆祝的原因,仍存在挑战。使用信息从过去的趋势,科学家已经提出了预测当平流层臭氧将恢复到1980年前的水平——一个基准,通常用于恢复。最新的数学模型把日期为全球臭氧回到这个水平在本世纪中叶。南极洲水平会在十年后。⁴

但这依赖于大气中的氯和溴的持续下降。今年早些时候,Montzka和观察到的重要消耗臭氧层的化学物质含量-三氯氟甲烷,或CFC-11 -不会像预期的那样快。⁵

测量了在夏威夷的莫纳罗亚山天文台表示,从2012年起CFC-11一直下降低于预期的50%。模型表明,排放一定是自2012年以来每年增加25%,占这些观察,都不能被解释为释放的氯氟化碳“银行”,坚持旧设备和产品。

这是一个谜。很难想象,这将会发生没有不寻常的事情发生。我们花了一些时间调查可能的原因是,”Montzka说道。他和他的同事们得出的结论是,排放的来源可能是新的生产CFC-11——自2010年以来一直被禁止的东西。造型气团的运动到达地方样本收集建议的来源是在东亚。

一个组织叫环境调查机构(EIA)已经发现证据表明CFC-11被非法生产在中国,它被用作泡沫发泡剂使聚氨酯绝缘。环评调查人员冒充买家发现几家公司声称是使用CFC-11因为它花费更少和更有效的泡沫比法律选择。

不认为是非法的氯氟化碳的生产占多

”我们发现不少个人非法使用实例,但普遍和持久使用CFC-11和大规模CFC-11生产的迹象,”苏菲Geoghegan说,环评的活动家。“没有如此规模的预期。”她告诉manbetx手机客户端3.0几个泡沫制造企业表示大多数的生产——从70 - 100% CFC-11使用,和一些声称出口包含CFC-11多元醇,这是不太可能在海关检查。

“如果这是真的,从中国出口在多元醇的体积,《蒙特利尔议定书》各缔约方需要检查他们的进口,加强海关检查,“Geohegan说。这个问题需要情报先导执法导致取缔非法使用和生产CFC-11与政策改革来解决贸易的司机。”她补充道,中国已经告诉环评,他们已经开始采取行动调查他们发现的信息。

Montzka说这一发现表明,大气监测可以允许任何问题向有关部门标记。(非法CFC生产)被认为是不占太多的东西。但看全球大气中您可以看到,实际上是占了大量的东西,”他说。

他补充说,如果这些新发现CFC-11排放继续以现在的速度这可能会影响臭氧层的恢复了十年。然而,如果问题是处理迅速,它不太可能产生很大的影响。他认为,尽管EIA的调查是有价值的,他们的研究结果应该谨慎对待。

目前还不清楚有多少活动占我们看到整个全球大气。我们想要的最后一件事就是为我们今后五年照顾一些特定活动,报告指出,没有从根本上解决这一问题,”他说。Geohegan同意,这是“完全可能”,还有其他的来源CFC-11生产有待发现。

其他威胁

物质不是由《蒙特利尔议定书》是另一个潜在的威胁。Hossaini最近使用Montzka的实验室收集的数据表明,水平的二氯甲烷(DCM)——一种工业溶剂用于清洗或作为精细化学品的原料——增加。DCM比氯氟烃短寿,构成小得多的威胁,但也分解臭氧和可能会推迟臭氧恢复如果排放大幅增加在未来。⁶

的一个场景,在该场景中,二氯甲烷保持在现在的水平在未来几十年,南极臭氧的回归到1980年前的水平被推迟五年。如果我们假设二氯甲烷增长持续到未来,平均速度在2004 - 2014年期间的观察,然后延迟30年,Hossaini说。他强调,未来的轨迹二氯甲烷排放是不确定的。

Montzka说道DCM的影响迄今为止小相比其他气体。但如果它会继续我认为这显然是决策者可能会更仔细地看一看,”他补充道。这些结果强调的重要性DCM和其他短暂的气体浓度监测全球。

因为所罗门,具有更直接的威胁是存在的“银行”的排放氯氟烃被关在现有来源如冰箱、空调或泡沫保温建筑都是在物质被淘汰。她指出,即使长新的生产已经完全停稳后,银行氯氟化碳排放量将继续提供极具破坏性,长寿的气体到大气层,因为旧物品处置或销毁。

《蒙特利尔议定书》控制生产——在一家化工厂是多少-和消费多少钱出售。它不能控制排放,”她解释说。如果是在一个建筑,建于生产淘汰,没有规则下正确处理目前议员。”

大银行是如何的问题,和他们的未来贡献多大排放,仍然是一个悬而未决的问题,需要研究,她补充道。

政治上的成功

尽管仍然需要克服各种障碍,有一个整体的乐观情绪科学家臭氧层最终会恢复,支持强大的政治意愿。《蒙特利尔议定书》各缔约方定期会面讨论出现问题和考虑更新条约。下一个大的会议定于今年11月,和Montzka工作组会议举行之前,这个7月能够分享他的结果。

科学家们的工具,他们使用他们,公众理解和回应

的关心和兴趣是非凡的,”他说。的身体想要尽他们所能来确保臭氧层恢复完全。还有潜在的工作要做但是机制到位,他们肯定是承诺,致力于允许这种情况发生。

协议的目的是能够应对不同寻常的事件,或“疙瘩和摆动”复苏,他说。科学家们不断更新信息,提供给决策者,以便在必要时他们可以回应。”

目前虽然有一些威胁起伏摆动延迟复苏,臭氧层的事实似乎是治愈所有涉及到的都是一个胜利。所罗门说,以及国际合作在很大程度上这是由于“灵活”化工能够生成CFC替代品。“没有什么化学家像比新的更好的东西。这是一个非常不同的工业精神的人业务提取,”她说。使它的一个挑战任何人希望复制成功的条约与其他环境危机——没有简单替代活动负责气候变化的二氧化碳排放,例如。

,所罗门认为我们如何固定臭氧层的故事”会下降在世界历史上一个了不起的环境成功”。

的科学家们的工具,他们使用他们,公众理解和行业作出回应,”她说。感觉不可思议,我们做到了!我怀疑真正的关键问题是:我们能做到对其他问题吗?这是一个很难回答的问题。”