守护地球的臭氧层正在恢复，功臣是…

上世纪80年代，研究人员发现保护地球的臭氧层正变得稀薄，出现了“臭氧空洞”。为此，国际社会采取了紧急行动，联合签署了《蒙特利尔议定书》，并逐步淘汰了破坏臭氧层的“氟利昂”等化学品。如今，这场全球运动的成果极为显著，臭氧层正在逐步恢复之中。面对日益严峻的气候危机，“臭氧层保护行动”这一成功的合作范本，无疑给我们带来了更多信心与希望。

1985年，南极的大气科学家有了一个令人不安的发现。几十年来，他们一直在测量上层大气中臭氧层的厚度（臭氧层帮地球屏蔽了大部分太阳辐射）。自20世纪70年代开始，臭氧层出现了“空洞”。80年代中期，他们预计臭氧层将在未来几十年内完全消失。

■ 2006年，南极“臭氧空洞”的面积平了2000年9月9日创造的单日面积最大纪录：1140万平方英里。Universal History Archive/Universal Images Group / 盖蒂图片社

他们的发现引发了全球警报，促成了前所未有的行动。短时间内，国际社会动员了科学、经济和外交资源，发起了一场禁止生产会破坏臭氧层，以化学物质氟利昂（CFCs）为主的运动以修复臭氧层。

运动发展至今的成果极为显著，臭氧层正在逐步恢复。据联合国2023年1月9日发布的报告，臭氧层有望在40年内完全复原。由于实施了有史以来最有效的国际环境公约，近99%破坏臭氧层的化学物质（如氟利昂）已被淘汰。报告显示，如果政策持续下去，全球平均臭氧层预计将在2040年恢复至1980年的水平，北极臭氧层将于2045年复原，南极臭氧层，即科学家首次发现臭氧空洞的地区，将于2066年复原。

世界气象组织秘书长佩特里·塔拉斯发出声明：“臭氧行动为气候行动树立了典范。我们成功淘汰了破坏臭氧层的化学品，我们有能力且必须应对气候变化这个同样紧迫的问题，慢慢淘汰化石燃料，降低温室气体排放从而缓解全球变暖。”

臭氧行动的进展并非一帆风顺：臭氧空洞曾在2020年出现了增长，而2019年时它还非常小。研究人员怀疑，大气中氟利昂的下降速度显示，并非所有禁止生产氟利昂公约的签署国都遵守了协议。此外，替代氟利昂的某种化学物质也带来了意想不到的后果，影响了我们应对气候变化的努力（更多信息见下文）。

即便有这些挫折，我们上世纪对臭氧层的破坏已得到扭转。世界对臭氧危机的应对可以视为一个极具启发性且鼓舞人心的故事，一个可能为我们应对气候危机提供参考的成功故事。

环境和人类的重大胜利

这就是“未来生命研究所”（Future of Life Institute）2021年颁发未来生命奖时的颁奖词。这个研究所是个非盈利组织，致力于研究如何减少全球风险。2021年的奖项授予了三位在臭氧危机中发挥了关键作用的人：大气化学家苏珊·所罗门、地球物理学家约瑟夫·法曼和环境保护署官员斯蒂芬·安德森。

他们为每位获奖者提供了5万美元奖金，表彰让我们的世界更安全，免于现有或潜在的全球灾难性风险的无名英雄。2020年，奖项授予了在天花根除斗争中发挥重要作用的威廉·福格和维克托·日达诺夫。2019年，奖项授予了马修·梅塞尔森以表彰他对生物武器公约的工作。

回顾20世纪80、90年代让人感到不安的臭氧危机。臭氧层减少了到达地球表面的太阳辐射，如果没有它的保护，阳光对地球生命而言将是致命威胁。研究人员发现，臭氧层变薄的罪魁祸首就是氟利昂，这是一种存在于气雾罐、冰箱和溶剂等很多商品中的化合物。氟利昂在上层大气中会分解臭氧。

■ Aqua Net，一个80年代流行的发胶品牌，是造成臭氧空洞的产品之一。氟利昂(CFCs)这种化合物，存在于从气雾罐到冰箱的很多商品中 / Aqua Net mousse商业

未来生命研究所的乔治亚娜·吉尔加隆：“当时的预测是，臭氧层将在2050年被彻底瓦解。人类将面临生态、农业和生殖繁衍的全面崩溃。臭氧的减少预示着一场即将到来的大灾难。”

但世界做出了反击。随着消费者抵制、政治行动、一项名为《蒙特利尔议定书》的重要国际公约以及对新技术的巨大投资，目标是在所有商业和工业用途中取代氟利昂。新的带有氟利昂产品在90年代和21世纪初被彻底叫停，淘汰在用的氟利昂产品则花了一段时间。自议定书生效以来，氟利昂排放量一直在稳步下降。

吉尔加隆：“我们认为，这恐怕是人类认识到并解决全球灾难性风险的首个案例。” 虽然还有许多工作要做，一些新问题还需要解决，但从今天的测量结果看，修复臭氧层的进展很顺利。

什么是臭氧空洞？

臭氧是一种由三个氧原子组成的分子（我们呼吸的氧气由两个氧原子组成)。我们呼吸的大气层中没有太多臭氧——这是件好事，因为它对肺有刺激性，可能导致呼吸系统疾病。但在平流层有很多臭氧（相对而言，臭氧只是整个大气中的一小部分)。正是这层臭氧吸收了紫外线（UV）辐射，特别是特定波长的UV-B。

UV-B是导致晒伤的主要原因，高浓度的UV-B会导致很多问题。它会破坏我们的DNA而导致多种癌症，高UV辐射环境会影响大多数动植物的生长。

70年代，研究人员注意到臭氧层开始变薄，尤其是在南北极。由于臭氧层由平流层中大约百万分之三的原子构成，“空洞”在技术上是个误称，“臭氧空洞”实际上指的是臭氧水平在十年内降幅超过30%的区域。

到臭氧层变薄的情况被发现时，研究人员马里奥·莫利纳和弗拉克·雪莉·罗兰已经找到了可能的原因：氟利昂。氟利昂无处不在，而且就当时大家的认知，它是完美的化学品：化学性质稳定、廉价、在各种制造应用中非常高效。氟利昂在大气中逐渐累积，但人们认为它非常稳定，所以不会造成什么问题。

■ 南极臭氧空洞 1979-2019

莫利纳和罗兰意识到这种假设是错误的。有传言说，当罗兰的妻子问他工作进展时，罗兰回答：“嗯，很棒，但我认为地球正在走向毁灭。”

问题在于，氟利昂会在上层大气中分解。氟利昂中含的氯实际上并不稳定，它会与臭氧结合生成氧气和一氧化氯。莫利纳和罗兰1974年在《自然》杂志上发表的论文提出了这个问题，引发了讨论和质疑。环保主义者开始推动变革，但并没有推动政府采取协调的国际行动。当时，莫利纳和罗兰理论的意义引起了广泛争论。许多研究人员认为，臭氧消耗只会在几个世纪的时间尺度上成为问题。一些早期的令人担忧的测量结果被认为是偶发的。

而十年后在南极进行的测量明确显示，臭氧被破坏的速度远远高于预测。所罗门：“大约在70年代末，臭氧开始急剧消失，速度比莫利纳和罗兰想象的快得多。”

从发现问题到全球行动

80年代对臭氧危机的应对分了几个阶段。对于希望团结世界来应对其他一些全球问题的人来说，这个过程看起来应该很熟悉。

第一个挑战在于确定是否真的存在威胁而且氟利昂就是导致问题的元凶。最初的工作是由莫利纳和罗兰完成的，但从英国南极调查局的地球物理学家约瑟夫·法曼和同事在1985年进行的测量来看，臭氧层消失的速度似乎比最初的预测快得多。

苏珊·所罗门是该研究小组的首席研究员，她发现了氟利昂中的氯如何分解了这么多臭氧。1986至1987年期间，她领导英国国家臭氧探险队前往南极收集证据以证实她的理论。科学家们最初认为，虽然氯会与臭氧相互作用，但这个过程很有限——毕竟，并没有那么多的氯原子。所罗门的团队认为，氯分解臭氧的过程实际上并不像最初大家以为的那样有限，臭氧分解可能会迅速失控：氯与臭氧相互作用形成的一氧化氯会再次分解并释放出氯原子去分解更多臭氧。

所罗门：“在氟利昂停留在平流层的时间周期内，一个氟利昂分子中的一个氯原子，就能摧毁成千上万个臭氧分子。”

接下来的挑战就是说服世界采取行动，解决问题。1986年，联合国开始谈判以制定公约，禁止使用以氟利昂为主，会在高层大气中与臭氧发生反应的化学品。时任美国环境保护署官员的斯蒂芬·安德森是这场谈判中的关键人物。未来生命研究所项目主任大卫·尼克尔森：“他真的做到了。”

■ 麻省理工学院教授马里奥·莫利纳和弗兰克·雪莉·罗兰德因人造化学品对臭氧的影响研究共同获得了当年的诺贝尔化学奖。马里奥和妻子，化学家路易莎在获奖后举杯庆祝。AFP/盖蒂图片社

1987年，《蒙特利尔议定书》达成并开放签署，1989年议定书正式生效。各国开始逐步淘汰氟利昂。尼克尔森：“安德森的团队系统地确定了数百种解决方案以逐步淘汰数百个行业中使用的氟利昂。” 这让全球制造业转向不伤害臭氧层的化学品的过度成为了可能。

这些替代氟利昂的化学品，在某些情况下也带来了问题。对于制冷剂，世界转向了氢氟碳化合物（HFCs），它对臭氧层的危害小得多。但和它所替代的氟利昂一样，HFCs也是强效温室气体，它在大气中捕获热量的能力比二氧化碳强数千倍。20年前，HFCs还算是环保的一大进步，让我们能够逐步淘汰氟利昂。但今天，政策制定者和科学家们也在寻找逐步淘汰HFCs的方法。人类的聪明才智可以解决问题，但也可能创造新问题。

但就修复臭氧层这一目标而言，全球协作取得了巨大成功。氟利昂的消耗量从20世纪80年代的80多万公吨下降到了2014年的约156公吨。专家估计，到2050年，臭氧层将恢复至1980年的状态。

■ 为修复臭氧层，《蒙特利尔议定书》发出禁令，氟利昂（蓝色）和其他破坏臭氧层物质的消费量逐年下降。数据来源：Ourworldindata

保护臭氧还为我们争取到了应对气候变化的时间。虽说HFCs也是种强效温室气体，它和氟利昂都为全球变暖做出了“贡献”。但氟利昂不仅本身能捕获热量，而且会因为破坏臭氧层而导致更多热量到达地球表面。一项研究发现，20世纪北极变暖的一半原因在于氟利昂等破坏了臭氧层的化学物质。

当然， HFCs仍是个巨大的气候问题。近年来，各国政府一直希望延续《蒙特利尔议定书》的成功以逐步淘汰HFCs。诚然，全球应对臭氧危机是个复杂的故事，一个仍在继续书写的故事。

但它给世界提供了一个令人振奋的成功“范本”。因为在当代人看来，各国采取行动并制定全球公约以解决紧迫环境问题的速度并不令人满意。对于在几十年的时间里，看惯了气候政策陷入僵局的公众而言，似乎看不到各国能迅速签署协议以拯救地球的希望。

但公平地说，从很多层面上看，80年代的国际社会面临的问题更容易解决。氟利昂在工业上很有用，但我们很容易就找到了替代品。而气候危机发生了几十年了，成本效益更高的化石燃料替代品到今天才得以投产，在世界最初试图解决这个问题时，这种替代品还不存在。

而且，各国领导人在解决臭氧层问题上比在气候变化问题上更团结。美国参议院以83比0的票数批准了《蒙特利尔议定书》；撒切尔夫人本来对这样的监管措施并不感冒，但正是她推动了《蒙特利尔议定书》的签订并极力敦促贫困国家遵守议定书。

相比之下，今天的政治家在缓解气候变化方面，对于政府的角色还存在严重分歧，公众对此也很分裂。

修复臭氧层的过程，我们看到的是特定的个人在改变人类的进步轨迹方面发挥了巨大的作用，但他们主要是通过公众参与、国际外交和集体行动来实现这一目标的。在改善世界的行动中，少不了英雄个人，也少不了协调机制。我们应该记住，当我们同时拥有这两种力量时，就能做成很多事。

本文译自VOX“完美未来”2023年1月10号更新的专栏文章：New UN data shows that 99 percent of ozone-destroying chemicals have been phased out, underscoring a hopeful environmental story.

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