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赤道地區臭氧層變薄 或由短命化合物造成

2018/2/7 — 10:00

中緯度地區的臭氧層變薄
Credit: NASA Goddard

中緯度地區的臭氧層變薄
Credit: NASA Goddard

自 1987 年 9 月各國簽署《蒙特利爾議定書》逐步限制氯氟烴 (Chlorofluorocarbons, CFCs) 產品破壞臭氧層後,南極洲上空的臭氧層已逐步修復。然而,今日 (6.2) 刊於《大氣化學及物理》的研究指,最多人居住的中緯道地區,其平流層底層的臭氧正在變薄,但學界未有一致定論這是由什麼造成。

離地球 10-30 公里的大氣平流層中有一層薄薄的臭氧 (O3),稱為臭氧層。臭氧層會將太陽散發出的紫外線 (UV) 輻射吸收,保護人類和各種生物。過去幾年,已有研究指1985 年發現、於南極上空出現的臭氧洞已因《蒙特利爾議定書》生效逐步修復

瑞士大氣物理學家 William Ball 領導的研究,分析衛星數據了解赤道地區,由地表至對流層及平流層的臭氧濃度。團隊發現,由 1998-2016 年期間,即使該地區平流層上層的臭氧增加 0.8 多布森單位 (Dobson unit) ,底層的臭氧卻減少了 2.2 多布森單位。 Ball 指,團隊並非想人過份憂慮,但從研究顯示幾乎所有 25 公里以下的赤道地區大氣都見到臭氧變薄,此種情況從未見過,而且非常重要。

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有關多布森單位

多布森單位用於衡量大氣中臭氧厚度的單位,其名字來自英國物理學與氣象學家 Gordon M. B. Dobson 。 1 個多布森單位是指在標準溫度與標準壓力下 0.01 毫米厚的臭氧層。

團隊估計,赤道臭氧層變薄可能是壽命非常短的化合物 (very short-lived substances, VSLS) 侵蝕所致。例如只在大氣中殘留少於 6 個月二氯甲烷 (dichloromethane, CH2Cl2) 之前已被發現因人類工業活動於大氣濃度增加近一倍,延遲臭氧洞修複。而 2015 年刊於《自然 — 地球科學》的研究已指, VSLS 可能令最多 25% 平流層底層臭氧流失。

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不過,很多 VSLS 都是天然存在,例如二溴甲烷 (dibromomethane, CH2Br2) 就是由海洋生物產生。有專家認為,學界應更加深入了解 VSLS 對臭氧層的影響,但因為這些物質數量太少以及其在大氣殘留時間太短,難以準確量度。

有份參與研究的英國氣象學家 Joanna Haigh 指,雖然中緯道地區臭氧變薄的情況比南極的輕,但對人類的影響可能更大,因為赤道地區所接受的紫外線輻射較南極高。

不過,團隊強調這不等於《蒙特利爾議定書》無其效用,只是人類需要更努力找出一些之前忽略的化合物,進一步完善協議。前年,各國曾於盧旺達達成《蒙特利爾議定書》修訂協議,於 2019 年開始逐步淘汰以氫氟烷 (HFC, hydrofluorocarbon) 製造的冷凍劑,緩減全球暖化速度。

來源:
Science, Ozone hole’s repair belies thinning of planet’s ultraviolet shield closer to equator, 6 February 2018

報告:
Gutekunst, J., Andriantsoa, R., Falckenhayn, C. & et al. (2018). Evidence for a continuous decline in lower stratospheric ozone offsetting ozone layer recovery. Atmos. Chem. Phys., 18, 1379-1394, 2018. doi:10.5194/acp-18-1379-2018

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

 

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