当心臭氧泛滥

1984年春天，在位于南极洲的英国“哈雷”考察站里，研究人员被数据震惊了：这片冰封大陆上空的臭氧层消失了。臭氧这种气体在高空堆积，在海拔20千米处围绕地球形成臭氧层，为地球遮挡阳光中可怕的紫外线。然而，一个硕大的缺口在南极上空成形，面积相当于法国国土面积的20倍，紫外线在缺口处畅通无阻。很快，臭氧层空洞成为很多文章的主题。臭氧层空洞事件第一次警示我们，我们居住的行星正在经历着全球性的气候问题。肇事者很快就被找出来了——氯氟烃（或简写为CFC），一种从世界各地的冰箱和喷雾器中排出的无味气体。它们随风飘荡，经过3～6年的时间，最后到达平流层，破坏臭氧。在最寒冷的两极地区，这种破坏尤为明显。

面对这一威胁，全世界都动员起来。早在1987年，工业家、科学家便和各国政府达成一致，签署了意在禁止排放氯氟烃的《蒙特利尔议定书》。人类历史上第一次空前团结，对抗同一个公敌..而且还真的行之有效！《蒙特利尔议定书》得到了全球197个国家的认可，它使得氯氟烃在大气中的浓度趋于稳定。此后，随着这些有毒化合物逐渐分解，它们对臭氧层的破坏也日渐减弱，臭氧层得以恢复。南极洲上方的空洞预计能在2050年前愈合，一切都将逐渐恢复常态。


扭曲的地球系统

但似乎并不完全如此..南极洲上空的臭氧层是整个地球臭氧层最薄的地方，当那里的空洞出现时，地球臭氧层整体处于健康状态。然而模拟结果显示，当臭氧层空洞愈合后，在两极地区，甚至中纬度地区，臭氧层的再生仍将持续，直到超出其初始浓度数个百分点。地球面临的问题将由臭氧缺乏变为臭氧泛滥！这对地球上的生物来说可不是什么好消息..

事情怎么会变成这样？这全是因为一位不速之客——气候变暖，它使地球大气系统不同以往。没有它的干预，臭氧层应能恢复自身的自然化学平衡，达到20世纪80年代氯氟烃泛滥以前的水平。但是由于气候变暖，整个地球系统都扭曲了！“发生在大气最底层——对流层——中的气候变暖通过两种主要方式影响其上方平流层中的臭氧层。”法国凡尔赛气象台主任索菲·戈丹-贝克曼（Sophie Godin-Beekmann）解释指出。首先是化学效应：气候变暖导致平流层温度降低。原因是温室气体在对流层中吸收了更多的红外线，使得平流层中的红外线减少。这一方面减缓了破坏臭氧层的有害反应，另一方面则导致地球两极平流层云的形成，后者正是产生这些有害反应的温床。

同时气候变暖还有另一种动力作用，即加强所谓的“布鲁尔-多普森环流”（Brewer-Dobson Circulation）。“这关系到气团的迁移。气团从热带地区出发，形成一个上升气流，将臭氧向极高处驱赶后，运送至两极地区，在那里，臭氧重新下降。”索菲·戈丹-贝克曼解释道。在气候变暖影响下，中高纬度的对流层就会被注入过多的臭氧。这会带来怎样的后果呢？据新西兰水资源与大气研究所（NIWA）的光·曾（Guang Zeng）估算，到2100年前后，南半球冬天的对流层臭氧含量可能会在目前水平的基础上增加15%～20%。

然而，虽然说在高空，臭氧是一把庇佑万物的天然遮阳伞，可要是直接接触，它就会变成扼杀生命的毒药。臭氧会减弱植物的光合作用，降低农作物产量，引发呼吸衰竭。“未来北半球冬季对流层臭氧含量也将增加，但影响相对较弱，因为那里的城市臭氧污染本就更厉害。”光·曾指出。

此外，我们头顶上平流层中的臭氧虽然不会和生物直接接触，但也会带来问题。全球变暖通过布鲁尔-多普森环流将臭氧向高纬度地区驱赶，因此与上世纪80年代相比，热带地区接收到的紫外线将会增加2%～3%，而中纬度地区会减少5%，两极地区更是会减少20%。这是光·曾的同事理查德·麦肯锡（Richard McKenzie）的研究结论，它提醒人们关注光照减少所带来的后果。虽然皮肤必须避免在紫外线下过度暴露（癌症风险），但唯有接受适度照射，我们的身体才能合成所需的绝大部分维生素D。

不同纬度地区或多或少都会遭遇到这个问题。在今年3月出炉的一份研究报告中，巴西伊塔茹巴联邦大学的马塞洛·德·宝拉·克雷亚（Marcelo de Paula Correa）详细说明了欧洲的情况。根据对温室气体排放最悲观的假设，2100年前后的春天（臭氧浓度最高的季节），西班牙南部接受到的紫外线可能会比目前减少11.1%，预计巴黎会减少22.1%、柏林23%、斯德哥尔摩26.3%！我们可以想象人类普遍缺乏维生素D是怎样一种危险的状况。随之而来的是各种各样的疾病，从结肠癌到佝偻病，还有骨质疏松，所有这些病症的发病概率都很难预测。“我们掌握的信息不够完善。”马塞洛·德·宝拉·克雷亚对此表示遗憾，“有关阳光对维生素D合成所起的作用还有很多未知。”


两害相权取其轻

而且还有其他影响因素。例如，合成维生素D的多寡与肤色有关，只有在对未来数十年的移民现象做出预判，我们才能精确衡量这一公共健康问题的未来规模。当然，气候变暖对云层覆盖、进而对紫外线辐射强度的影响也是需要考虑的因素。这两者的变化将对气温、气候以及降雪和冰川融化发生作用，从而改变地表反射率（地表对阳光的反射能力）。别忘了还有气溶胶，这是些漂浮在空气中并在紫外线吸收过程中扮演重要角色的微粒。“气溶胶作用的强弱取决于下列因素：人口密度、经济活动类型、化石燃料使用程度、以及各种与环境保护有关的政策。”美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心的保罗·纽曼（Paul Newman）如是说。

虽然后果难以预计，现实却已摆在面前：我们正在从臭氧空洞过渡到臭氧泛滥。是否需要反省我们成功填补臭氧空洞的行为呢？重新推出含氯氟烃的产品？“没门！”研究人员给出的答案是一致的。《蒙特利尔议定书》所挽回的损失应远大于它所带来的负面影响。如果没有《蒙特利尔议定书》的实施，地球上的紫外线水平将在2065年达到现在的3倍。据保罗·纽曼的推测，这很可能会提升皮肤癌的发病率，届时澳大利亚和新西兰皮肤癌的发病率或将达到现在的5倍。“另外，氯氟烃本身也是一种很强的温室气体。”索菲·戈丹-贝克曼补充道，“例如，CFC-12（即氟利昂）的致暖能力比二氧化碳高出8000倍。”事实上，从1992年到2012年，在对抗全球变暖方面，《蒙特利尔议定书》似乎比《京都议定书》更有效！仅仅是禁用氯氟烃一项措施，几乎就抵消了这20年间不断增长的温室气体排放。开倒车的行为决不允许，哪怕鉴于气候机制的复杂性，我们到时候需要靠补充维生素D度日..