臭氧层|为什么现在很少提“臭氧空洞”，是误解还是已经完全愈合？
相信你还依稀记得小时候我们经常会听到地球臭氧层被破坏 ， 首先在南极出现了巨大的臭氧层空洞 ， 接下来北极也出现了同样的状况 。
保护臭氧层刻不容缓 ， 这是人类面临的一次生态危机！所以有关臭氧层的一些知识、作用被破坏后的危害都被写进了教科书 ， 人人皆知 ， 当时给我们的感觉就跟现在的温室效应一样严重 。
可是随着时间的推移 ， 臭氧层这三个字像是消失了一样 ， 不再被人们提及 。 这么多年过去了 ， 我们已经将臭氧层分布的位置、如何产生、有啥作用忘得一干二净 。
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甚至有人还说根本就没有臭氧层被破坏这件事 ， 当时只是误解 ， 搞明白了以后当然就不再被提起了 。 也有人说 ， 南极臭氧层现在已经完全愈合 ， 所以我们早就度过了这次生态危机 。
那么真实的情况是怎样的？我们今天就再回顾下小时候学到的知识 。
【臭氧层|为什么现在很少提“臭氧空洞”，是误解还是已经完全愈合？】首先我们说下臭氧层的位置 。 有些人以为臭氧层在地球大气的顶部 ， 其实是不对的 ， 臭氧是三个氧原子的化合物 ， 它要比氧气重 ， 也比氮气重 ， 所以很明显它所处的位置不可能很高 。
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上图可以看到地球的大气可以延伸到800公里 ， 其实比这个数字还要远的多 ， 地球的大气没有明显的停止线 ， 一些较轻的气体每时每刻都在往外太空逃逸 ， 例如氢气和氦气 。
甚至有研究表明 ， 地球大气中的氧原子受到太阳风粒子的吹拂逃逸到了月球表面 ， 使得月球上的铁被氧化 ， 形成了赤铁矿 。
而臭氧这样的气体它由于自身很重只能分布在平流层到对流层之间 ， 大概就是20公里到25公里的位置 。
聪明的你发现了一个问题 ， 三个氧原子的臭氧很重按道理会落到更低的位置 ， 为何会漂浮到数十公里的高空呢？
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这个问题的答案 ， 我们需要知道臭氧是如何产生的 。 臭氧的产生需要一个氧气分子和一个氧原子发生碰撞 ， 但在地球大气中很难存在单独的氧原子 ， 因为氧原子非常活泼 ， 很容易和其他的元素发生反应 。
不过地球的高层大气中 ， 短波紫外线的照射可以让氧分子分解为氧原子 ， 但由于在60公里以上的高空 ， 由于紫外线很强 ， 就会导致大量的氧气分子被分解 ， 无法形成臭氧 。
在20公里以下又因为紫外线很弱 ， 无法产生足够的氧原子 ， 而无法形成臭氧 。 但在20到25公里的位置 ， 紫外线刚刚好 ， 既能将部分氧分子打散 ， 又能保证足够的氧分子存在 ， 所以就在这个位置范围内形成了大量的臭氧 。
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臭氧形成以后它会一直往下落 ， 但是由于这种分子遇见温度上升以后就不稳定 ， 所以在下落的途中又会分解为氧气 。 形成和分解的速度稳定 ， 所以地球就会在特定的位置上出现臭氧层 。
如果这种分子稳定的话 ， 就麻烦了 ， 因为臭氧很臭 ， 到时地球表面闻起来臭烘烘的 ， 这倒不要紧 。 最重要的是 ， 这种分子对人类来说有毒 。
臭氧层最大的作用就是它能完全隔绝短波紫外线（UV-C） ， 以及一部分中波紫外线（UV-B） ， 不能阻挡长波紫外线（UV-A） 。
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波长越短能量越高 ， 穿透能力越强 ， 所以我们在地球上平时不担心UV-A ， 只防UV-B（防晒霜主要就是阻挡这部分紫外线） 。
虽然只有一部分UV-B到达了地球 ， 但是它对生物的影响非常大 ， 至少没人敢在太阳下暴晒 。 如果失去臭氧层的话 ， UV-C达到地球表面 ， 就会引起生态灾难 ， 不仅是动物们受不了 ， 就连植物也会大量死亡 。
所以说臭氧层的作用可见一斑 。 没有它的存在 ， 就不会有生命 。
臭氧层其他的作用就是能够对高层大气进行升温 ， 促进大气的循环和流动 ， 以及对地球起到了一定的保温作用 。 这两点对生态环境也非常重要 。
那么接下来要说的是 ， 臭氧层被破坏是真的吗？
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这确实是真的 ， 1985年科学家在南极上空发现了臭氧层被持续大量损耗的现象 ， 大为震惊 。 如果再这样下去 ， 地球肯定会重蹈3亿6000万年前的覆辙 ， 当时就是因为臭氧层的消失导致了生物大灭绝 。
所以当科学家发现这一现象以后就开始寻找破坏臭氧层的元凶 ， 毫无以为人类是罪魁祸首 。
上世纪二十年代 ， 那时的冰箱还算是奢侈品 ， 但已经开始在欧美国家普及并大量生产 ， 最初冰箱所使用的制冷剂有毒、而且容易燃烧爆炸 。 因为冰箱所产生的事故不在少数 。
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所以当时的一位赫赫有名的发明家米基利就合成了氯氟烃类的制冷剂 ， 它无毒、无味 ， 而且不燃烧 ， 就成为了制冷剂的首选 。
这种化学物质随后也被用作塑料的发泡剂、气雾剂而广泛使用 ， 但当时所有的人都不会知道 ， 这种化学物质正在吞噬地球 。 就这样一直使用了至少60年的时间 。
米基利除了发明了氯氟烃类的制冷剂以外 ， 还在上世纪初发明了汽油抗爆剂四乙基铅 ， 这种化学物质中的铅被大量排放到大气中 ， 造成了人类被毒害几十年 。
所以后来米基利被评为最糟糕的发明家 ， 他是对地球环境危害最大的单体生物 。
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1985年人类在发现了氯氟烃类破坏臭氧层以后 ， 就开始签订了《蒙特利尔议定书》 ， 全世界行动起来拯救地球 。 所以在当时这算是一件大事 ， 因此被写进了教科书， 让我们认识到制冷剂氟利昂的危害 ， 以及臭氧层的重要性 。
与此同时我们也在努力寻找替代品 ， 因此就合成出了氢氯氟烃类 ， 这类化学物质虽说依然存在氯元素 ， 它是破坏臭氧层的罪魁祸首 ， 但氢氯氟烃类的破坏力仅是氯氟烃类的百万分之一 。
目前还有部分制冷产品在使用氢氯氟烃类制冷剂 ， 但我们已经找到了氢氟烃类制冷剂 ， 它不含氯元素 ， 对臭氧层没有任何影响 ， 未来将在2030年彻底取代氢氯氟烃类制冷剂 。
我们为何不再提臭氧层空洞了？
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原因就在于 ， 人类这次胜利了！这是整个人类联合起来第一次完成的自救行动 ， 过去的数十年间北极空洞已经全部消失 ， 而南极空洞也在逐渐减小 。
虽说目前南极依然存在空洞 ， 大小也在不断随着季节的变化在波动 ， 例如每年的7、8月份南极臭氧层空洞就会增大 ， 达到了10月份就会达到最大 ， 然后在11-12月份就会逐渐减小 。
例如最近根据卫星的追踪 ， 科学家发现了今年南极的臭氧空洞是过去15年来最大的！面积达到了2400万平方公里 ， 几乎跟整个南极大陆一样大 。
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左图是计算机生成的图像 ， 右图是卫星图像（蓝色）
不过大家不要慌张 ， 这依然属于正常波动 ， 随着南极在11月份变暖 ， 这个洞会慢慢变小 。 从整体来说在我们限制了破坏臭氧层的氯氟烃类以后 ， 南极的洞一直都在慢慢的恢复 。
而今年出现这个大的空洞原因是因为南极高层大气今年在极夜期间太冷了 ， 当温度低于-78摄氏度就会在平流层形成含有冰晶的云层 。
这些冰晶可以从含有氯的化学物质中分解出具有活性的氯自由基 ， 这种物质就会加快臭氧层的消耗 ， 这也是为什么南极会首先出现空洞 ， 以及南极的空洞为什么愈合这么慢 ， 原因就是南极太冷了 。
这也说明了在大气中依然存在含氯的化学物质 ， 所以我们还需要继续遵守《蒙特利尔议定书》 ， 逐步降低、甚至禁止有害化学物质的排放 。 科学家预计在2060年 ， 南极的臭氧层空洞将彻底成为历史 。
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