很多人或許對「臭氧層空洞」這個詞還有很深的印象。不過最近這些年裡，這個名詞已經很少出現了。聯合國設立每年的9 月16 日為保護臭氧層國際日，但得到的關注也不多。前些日子外網還就這個問題引發過爭論，有人說如今臭氧層空洞沒人提起，證明當年的宣傳都是聳人聽聞的騙局，進而引申到說今天的氣候變遷也是「狼來了」。

這觀點當然遭到了研究者的反駁，但在評論裡也能看出，確實很多人不知道臭氧空洞的後續。

所以臭氧層問題到底怎麼了？

2006 年9 月測定的南極上空的臭氧層空洞

簡單說，臭氧問題可以算是脫離病危期了。

臭氧空洞依然存在，大氣層臭氧濃度仍然沒有恢復到正常水平，但整體趨勢都在改善。最重要的是，引發臭氧問題的元兇——氯氟烴類物質，得到了非常有效的控制。從這個意義上來說，臭氧問題是全球環境運動中最成功的案例。

什麼是臭氧層？

臭氧是一種淺藍色、有強烈刺激性和臭味的氣體。它有兩個最重要的特徵：一是有強氧化性，常溫常壓下也能和多種物質發生反應；二是能吸收紫外線。身為人類，我們得感謝臭氧——正是它的這兩個特徵拯救了地球，讓我們的藍色星球沒有變成火星一般的沙漠。

陽光中包含不少高能量紫外線，不但能破壞複雜的生命分子，連水分子都能打碎，使之變成氫氣和氧氣。地球太小，引力不足，氫氣會逃逸到太空中——經年累月，在這樣的作用下，地球上的水本應越來越少。

但臭氧層的出現阻止了這個趨勢，它對上攔截紫外線，讓大部分陽光紫外線無法照射到地表，對下攔截氫氣，讓逃逸的氫氣能變成水落回地面。與這樣的作用相比，臭氧的另一個好處——阻止紫外線傷害地球生命，幾乎不值一提了。

從太空觀測的地球大氣層

話雖如此，阻止水的流失畢竟是漫長地質年代才能見效的事情，而紫外線損傷是當下立刻可見的事情。所以，臭氧層第一次吸引全球的關注，也是因為後者。

氯氟烴，臭氧的天敵

1970 年代初，地球科學家正逐漸意識到全球氣候正在變暖，暖化可能和人類釋放的氣體有關。這些嫌疑犯裡，有一類叫作氯氟烴（CFCs）。它是第一批工業上廣泛使用的「人造分子」之一，具有穩定、不可燃、毒性較低的特徵，廣泛應用於冷凍和氣溶膠等領域。

當時的冰箱、空調等家用電器都大量使用氯氟烴。專利持有者給幾種氯氟烴註冊了「氟利昂」這個商標，後來氟利昂成了各種碳氟化合物冷媒的通用代名詞——我們甚至直接用「空調加氟」來描述給空調補充製冷劑的行為。

但是氯氟烴也有問題。它引發的溫室效應是同樣數量的二氧化碳的數百倍，並且可以在大氣層中穩定存在100 年。就在研究它對大氣層的影響時，1974 年，有兩位科學家意識到，它在高空中會釋放出氯原子。氯原子可以非常有效率地破壞臭氧分子。 1 個氯原子在同溫層的整個生命週期中可以摧毀超過10 萬個臭氧分子——二十年後，他們將會因為這項發現而獲得諾貝爾化學獎。

人們突然發現臭氧層多了個大洞

1978 年，美國航空暨太空總署發射了一枚衛星，搭載了臭氧層測量儀器來驗證氯氟烴的影響。然而，這顆衛星似乎並沒有什麼特別的發現。工業界就此主張對氯氟烴的擔憂只是杞人憂天。

直到七年後的1985 年，一隊英國研究者利用地面的臭氧光譜儀，才發現南極哈雷灣的臭氧層減少了40%。這就是後來大名鼎鼎的南極臭氧層空洞。

歷史上南極臭氧層空洞的變化情況

學術界為之震驚，大惑不解的美國人回頭檢查自己的數據，發現衛星其實早已捕捉到了臭氧層大減的信號，但分析軟體認為這些數據低得太過離譜，自動判定為測量故障而把它們拋棄了。

換句話說，臭氧空洞問題沒有經歷溫水煮青蛙的階段，一發現就已經到了危急關頭。這對那些患有皮膚癌的人類和其他生物是不幸的——他們所受的傷害很可能直接源於臭氧空洞；但對於國際社會的應對來說，或許是幸運的。

人類為保護臭氧層所做的努力

僅僅兩年後的1987 年，全球43 個國家就簽署了《關於消耗臭氧層物質的蒙特婁議定書》（第49/114 號決議）。

9 月16 日的保護臭氧層國際日，紀念的就是它的簽訂。當時議定書約定到2000 年將氯氟烴的使用減半，後來又經過多次修訂，對不同類型的物質做了細化規定，要求氯氟烴在2010 年停止使用，相對危害較小的氫氯氟烴（HCFCs）則需在2030 年停止使用。

《蒙特婁議定書》是人類史上最成功的全球環境條約。它是聯合國歷史上唯一一個獲得所有成員國簽署的條約，自它簽署至今，全世界所有的主要工業都放棄了氯氟烴的合法使用，大氣層裡所有最重要的氯氟烴及其衍生物或者不再增加，或開始減少。

2024年7月，中國政府代表團出席蒙特婁議定書第46 次不限名額工作小組會

因為氯氟烴壽命極長，從中恢復過來也非一日之功，但目前的估計認為，全世界大部分地區的臭氧層會在2040 年左右恢復到1980 年的水平，南極的臭氧空洞則會在2066 年恢復到1980 年的水準。

一項研究估計，截至2100 年出生的人，保護臭氧層行動僅在美國就能夠阻止2.8 億皮膚癌病例，160 萬人免於因皮膚癌而死。

順便說，之所以選擇1980 年作為參考，是因為我們缺乏比那更早的全球系統性數據。

實際上1980 年時氯氟烴投入使用已經數十年。那時的臭氧層就已經是遭到破壞之後的狀態了。所以，還不能說臭氧層會在2066 年徹底康復。完全恢復到前工業時代的水平，或許還要等待上百年。

為何《蒙特婁議定書》的推行如此順利，相較之下其他的全球環境運動大多磕磕絆絆？問題本身的迫切性自然是一個重要原因，科學界和政治界的合作和信任也是推動談判的關鍵因素。

氯氟烴本身的特徵也起了貢獻：在上世紀80 年代，它就已經屬於古老技術，專利早已過期，業界本來就在探索替代的新技術了。美國的氯氟烴產業聯盟原本不承認其破壞臭氧的作用，但在上世紀80 年代後期突然180 度轉向，恐怕並不僅僅是因為科學進展，也認識到了開發替代品對自身有利。

此外在《蒙特婁議定書》的簽署過程中還有一個歷史的偶然。對任何國際條約來說，美國的立場都是繞不開的議題。

1980 年代中期美國正值共和黨執政時期，雷根政府對環境議題和科學問題並無好感，諸如氣候變遷和愛滋病等領域都深受其害。當時的美國內政部長甚至稱，防紫外線根本不需要什麼條約，只要大家都戴帽子抹防曬乳就行了。

然而，裡根本人卻一反常態地對臭氧問題非常正面。究其原因，或許是因為他自己罹患了皮膚癌，就在那篇1985 年論文刊發之前的三個月剛進行了手術，而他的妻子也在幾年前罹患皮膚癌。

對於熱愛戶外運動的雷根而言，被醫生告知不能曬太陽大概是很大的打擊。雷根卸任後，共和黨對臭氧問題的敵意重新顯露，但好在，那時《蒙特婁議定書》已經簽署，整體框架已經完成了。

不過，臭氧層的恢復終究是漫長的過程，其間也不可能一直一帆風順。

比如說，2013 年研究者註意到原本持續下降的CFC-11 的降低速度突然放緩了，換句話說有人在非法製造並排放新的CFC-11。所幸到了2018 年，下降趨勢又恢復了正常，但此時新排放的氯氟烴還是會繼續破壞臭氧層一百年。

最新的一次挫折來自火山爆發。 2022 年，太平洋島國東加境內的洪阿哈阿帕伊島發生了強烈的火山爆發，這可能是21 世紀迄今最大的火山爆發。受火山爆發的水蒸氣影響，南極的臭氧層遭受了一輪新的破壞。

2022年1月15日，東加一火山爆發

南極臭氧層原本就有季節性變化，每年9~12 月，也就是南半球的春季最大，而2023 年9 月的南極臭氧層空洞是自2011 年以來最大的一次。所幸，水蒸氣在高層大氣的停留時間沒有氯氟烴那麼久，所以影響時間應該也不會那麼長。

此外，用來代替氯氟烴的主要物質是氫氟烴（HFC）。氫氟烴不含氯原子，所以不會破壞臭氧層，但它對溫室效應的貢獻和氯氟烴是同等級的。

氯氟烴本身也是很強的溫室氣體，所以這個替代尚未導致嚴重的後果，但這終究只是在拖延問題。

2019 年蒙特婁議定書的新修正案生效，要求在未來30 年裡將氫氟烴的使用量也削減80%，但具體成效將會如何，就取決於此刻人類的努力了。

企劃製作

作者丨範崗 科普創作者

審核丨信欣 中國氣象局資深工程師

策劃丨林林

責編丨何通

審校丨徐來林林