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再發現臭氧洞新殺手 延遲南極臭氧洞修復達 30 年

2017/6/29 — 11:32

藍紫色位置是臭氧穿洞範圍,於 2015 年 10 月 2 日曾高達 2820 萬平方公里。 Credit: NASA Ozone Hole Watch

藍紫色位置是臭氧穿洞範圍,於 2015 年 10 月 2 日曾高達 2820 萬平方公里。 Credit: NASA Ozone Hole Watch

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。臭氧層將太陽散發出的紫外線 (UV) 吸收,保護人類和各種生物。自 1985 年,科學家發現南極洲上空的臭氧層出現季節性破損,各國於 1987 年 9 月簽署《蒙特利爾議定書》以逐步限制氯氟烴 (Chlorofluorocarbons, CFCs) 產品破壞臭氧層後,臭氧層多年來已逐步修復。

然而最新刊於《自然 — 通訊》的研究指,一種之前被科學界忽視的化合物二氯甲烷 (dichloromethane, CH2Cl2) 會減慢臭氧洞修復最多 30 年,研究亦可助其他學者辨別出二氯甲烷的排放來源。

二氯甲烷極少存在於大自然,大氣中二氯甲烷濃度增加源自人類工業活動。該化合物可用作溶劑,廣泛用於醫藥、塑料及膠片等工業。

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英國大氣化學家 Ryan Hossaini 的團隊就發現,二氯甲烷近年排放有所增長。2000-2012 年大氣較低層的二氯甲烷霧氣濃度,平均每年上升 8% ;在全球而言, 2004-2014 年的二氯甲烷霧氣濃度增加近一倍。團隊估計,現時人類每年排放約 100 萬公噸二氯甲烷。

如同 CFCs 及其他破壞臭氧層的化合物,二氯甲烷同樣會被陽光分解,釋放出的氯原子會與接觸到的臭氧分子產生化學作用,將後者拆散。各國於 1987 年簽署《蒙特利爾議定書》限制 CFCs 產品時,未有包括禁制二氯甲烷,因為相比起 CFCs 等要 50 年時間才會消失,當時科學家以為二氯甲烷在大氣中只殘留少於 6 個月,不會有足夠時間上升至平流層。不過現時已有証據指二氯甲烷能在短時間升到平流層底部,破壞臭氧層。

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為了評估目前和將來二氧化氯對高層臭氧的威脅, Hossaini 團隊進行電腦模擬。他們發現在 2016 年,南極夏季有約 3% 臭氧流失源自二氧化氯。數字似乎相當小,但對比 2010 年,二氧化氯造成的夏季臭氧損耗僅佔 1.5% 。團隊估計,如果二氯甲烷的排放量以過去十年的增長速度繼續上升,南極臭氧洞要完全修復將延遲約 30 年。

如果二氯甲烷排放現時水平,要完全修復臭氧洞則延遲 5 年。據撇除二氯甲烷排放影響的電腦模擬,南極高層臭氧要恢復在 2065 年才能達到 1980 年以前的水平——即 CFCs 和其他破壞臭氧層物質被視為問題前的時間。團隊又發現,如果二氯甲烷排放比過去十年增加一倍,臭氧洞要完全修復將要等到 2100 年。

德國大氣學者 Björn-Martin Sinnhuber 指,近年二氧化氯排放顯著增加,相關研究是非常重要。不過更關鍵的問題是,長遠來說二氧化氯排放會否帶來其他危機。

來源:
Science, New threat to ozone layer found, 27 June 2017

報告:
Hossaini, R., Chipperfield, M.P. & et al. (2017). The increasing threat to stratospheric ozone from dichloromethane. Nature Communications 8 (15962). doi:10.1038/ncomms15962

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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