怎样弥补大气臭氧层（大气臭氧层恢复还有哪些挑战）

“目前还有很多国家和地区没有大气观测的数据和排放清单。没有数据，就没有办法说明他们排放了多少，是增加了还是减少了。”

一些臭氧层消耗物的大气浓度或排放在增长，但它们暂未受《蒙特利尔协定书》管控。

在人们撑伞抵挡紫外线的夏日，可以吸收紫外线的臭氧层回归视野。

1970年代，南极上空的臭氧层空洞被发现。1987年，联合国成员国签订了《蒙特利尔议定书》，共同约定将要逐步淘汰臭氧层“杀手”氟利昂CFC（又称氟氯碳化物）和其它多种物质。经过三十多年的努力，臭氧层空洞在2000年左右达到最低值，并臭氧层空洞逐渐减小，预计在2060年左右恢复到1980年的水平。

2019年7月29日，一篇题为《未来大气臭氧层恢复面临的若干挑战 （Challenges for the recovery of the ozone layer）》的论文发表在《自然-地球科学（Nature Geoscience）》杂志上，文章罗列出五大挑战，并引用了不同场景下修复臭氧层将可能被推迟多少年。

论文的第一作者、美国麻省理工全球变化科学中心研究员方雪坤博士介绍，这篇文章总结了过去特别是最近一两年内的相关研究，另外还加上了从全球大气观测网络上获得的最新观测数据。

尽管地球的自然界也产生臭氧层消耗物（ODS），但方雪坤说：“贡献最大的还是人为生产和消费的臭氧层消耗物。”

最新若干研究发现一些臭氧层消耗物质的排放下降趋势开始减缓，甚至反而上升。

南方周末曾有报道《被禁十年仍偷产氟利昂：臭氧层杀手回归》，生态环境部也组织各地对企业全面排查。

“需要强调的是，目前还有很多国家和地区没有大气观测的数据和排放清单。没有数据，就没有办法说明他们排放了多少，是增加了还是减少了。”方雪坤说。

通过大气观测，可以获取臭氧层损耗物质的直接大气浓度数据，经过大型模型和算法的处理后，可以计算出各个区域的排放。

最新的这篇文章引用之前其它研究的结果，显示如果CFC-11（三氯氟甲烷CCl3F，氟利昂的一种）的排放量维持在2002–2016年的平均值，那么中纬度地区的臭氧层要想恢复到几乎未受损的1980年水平要延迟约7年；对于南北极地区来说，完全修复还要多等约20年。

除了管控内的臭氧消耗物质异常排放之外，文章还提出了另外的挑战。

大气臭氧层恢复面临的若干挑战（图中汉语为沈姝怡翻译） （《自然-地球科学》/图）

一些臭氧层消耗物的大气浓度或排放在增长，但它们暂未受《蒙特利尔协定书》管控。例如氧化亚氮（又称一氧化二氮，N2O）既是温室气体又是臭氧层消耗物，既会造成气候变暖，又会减缓臭氧层恢复的进程。虽然它已经被列入六大类温室气体之一，但是配套的具体管控措施还比较缺乏。

氧化亚氮的主要用途是汽车的助燃剂、火箭氧化剂，食品加工业和农业等生产中也会看到它。在自然条件下，氧化亚氮主要从土壤和海洋中排出。基于前人的研究结果，这篇论文表明，如果能在2020年前禁止所有人为消费与生产的氧化亚氮，那么实现臭氧层修复可以早上5年。

全球变暖也可能会引起臭氧层的损耗。气候变化和臭氧层损耗的关系很复杂，且并不是单向的：气候变化会引起臭氧层损耗，臭氧层损耗也会引起气候变化。气候变化在某些区域会加速臭氧层损耗，或者加速臭氧层恢复。在接下来的50年里，臭氧层若逐渐恢复，也会给一些区域的气候变化带来影响。

“未来重要关注点之一就是臭氧层修复的过程对气候变化的影响，以及气候变暖对臭氧层恢复的进程快慢的影响。”方雪坤说。

“地球工程”实验对平流层的臭氧存在潜在破坏。这篇文章提到，为了缓解全球变暖，有科学家提出了往平流层注入硫酸盐微粒，以达到成云的效果来为地球降温，但是硫酸盐同时会对臭氧层产生消耗作用。2019年7月29日，哈佛大学公布平流层控制扰动实验（SCoPEx）已启动新项目，该项目提出使用碳酸钙，是希望能克服损耗臭氧的问题。“地球工程”实验的潜在副作用和工程方式还是目前没有解决的难点，也可能是未来臭氧层恢复的挑战。

“臭氧层保护的问题，不是一个完成时，而是一个进行时。现在和未来，还需要很多的科学研究、政策、环境管理和工业控制的工作来解决这个问题。”方雪坤说。

数据是解决问题的基础。“特别是在南美洲、南亚、东南亚、中亚、非洲部分地区和美国东部还没有大气浓度观测站。”方雪坤建议建立一个更加完整的大气浓度观测网络。

更多的数据也有助于地区层面的管理和成效评估。比如说监测这些臭氧层消耗物质的大气浓度，利用模型探究排放是否下降，排放位置是否发生变化，与政策的管控结果相比较，看是否有异常，从而开展一定的预测预警。

南方周末特约撰稿 沈姝怡