本文内容来自北京市科学技术协会主办、北京科学中心承办、北京科技报社协办的首都科学讲堂。讲堂每周邀请院士专家开讲，传播科学知识、科学方法，弘扬科学精神、科学文化，促使公众全面、正确理解科学。

过去100年的人类活动，将大量破坏臭氧层的物质和温室气体排入地球大气，导致了两个环境危机：臭氧层破坏和变暖。消除这两大环境危机的影响，则需要人类共同努力，可能花费上百年至上千年的时间。

本期首都科学讲堂之“科学青年说”，邀请大气物理研究所季风系统研究中心副主任、副研究员魏科，告诉我们如何应对环境危机，珍爱地球家园。

摄影/丁林

主讲嘉宾：

魏科

大气物理研究所季风系统研究中心副主任、副研究员

环境危机：从臭氧层空洞到变暖（上）

臭氧层：生命的保护伞

紫外线可分为UVA、UVB和UVC。紫外线中波长最长的UVA长期照射人类，极易使人的皮肤变黑、变老，起皱纹，黄皮肤的亚洲人对UVA更为敏感，所以美白须防晒。

UVB是一个波长稍短，介于UVA和UVC之间的一种紫外线，这种紫外线长期照射人眼、人体，会导致白内障和皮肤癌的发生。白皮肤的欧洲人对UVB更为敏感。

对人类危害的当属UVC了，它是波长最短的紫外线。食堂、公共场所杀菌的黑光灯，使用的光线就是UVC。长期照射黑光灯会导致失明和皮肤疱疹，严重的可能致人死亡。如果太阳光不受任何阻拦地照射在地球表面上，地球肯定是一个寸草不生、毫无生机的星球。

幸运的是，地球上空约15千米-30千米内存在着臭氧层，这一区域是地球上空臭氧含量最多的区域，但这种“最多”只是相对的，如果以地球表面的大气压，将臭氧层中的全部臭氧压缩到地表上，臭氧的厚度只有3毫米。尽管如此，臭氧层仍然可以将最危险的UVC全部拦截在臭氧层外，同时还将90%以上的UVB和50%以上的UVA拦截在臭氧层外。

臭氧层出现在距今6亿年前 供图 | 魏科

保护着人类的臭氧层并非与地球同时诞生，科学家们的结论是：臭氧层出现在距今6亿年前。如果人类可以进行时间旅行，随心所欲地在时间中穿越，那么尽量不要穿越到臭氧层诞生前，因为6亿年前地球表面和浅海对于生物而言是非常危险的，如果非要穿越到6亿年前，建议穿越到绝大多数生物都隐藏的深海里面。

臭氧层形成后，距今约5.41亿年的时候，发生了一件地球生命演化最关键的事情——寒武纪生命大爆发。寒武纪生命大爆发后，地球生命的演化进入了快车道。到了距今4亿年前的时候，地球上的生物就已经到达浅海，随后又从浅海到达地球表面，所以地球表面上生物的历史大概只有4亿年。此后，生命演化速度逐渐加快，各种两栖、爬行动物逐渐出现。

在8万到10万年前，始于非洲的人类足迹渐渐遍布的各个角落，人类日渐繁盛起来。

简略回顾一下地球的历史可以发现，地球上空的臭氧层保护伞是地球上生命存在和延续的基石，是地球宜居的一个重要条件。

修复臭氧层空洞需要多少年？

人类头顶这把臭氧层保护伞，为人类和动植物免于紫外线的辐射提供了保护。

但是，自从1903年人类确认臭氧层存在的那一刻，就开始了对它的破坏。人类发明制造的化学制剂，如制冷剂氟利昂、哈龙类物质。这些物质虽然在地球表面上很安全，但是大气环流将它们带入到紫外线辐射非常强的平流层之后，在紫外线的照射下，会分解产生氯原子和溴原子，而氯原子作为催化剂直接加速了臭氧的损耗。

1984年，科学家在南极上空发现臭氧洞，这一发现旋即引起了广泛和极大的关注。

臭氧洞面积的年份是2006年，科学家观测到臭氧洞的面积达到2700万平方千米，臭氧洞里臭氧损耗可达2/3以上，漏洞百出的臭氧层是无法保护地球生命安全的，所以臭氧洞引起了恐慌。

臭氧洞的出现与大气环流有一定的关系，当北极上空出现速度超过每小时300千米的绕极环流时，它的中心会产生一个非常强的低温区域，低温区域易发生臭氧损耗现象，进而出现臭氧洞。

1985年，通过保护臭氧层的《维也纳公约》。1987年通过了《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》，规定各国应一起保护臭氧层。从1989年1月1日开始，范围内停止生产销售和使用破坏臭氧层最严重的五种氟利昂物质和三种哈龙类物质。由资金、技术实力较雄厚的发达国家实施。

与此同时，科学界每隔四年要做一次目前臭氧损耗情况的科学评估报告。最近一期评估报告发布于2018年，2018年臭氧的评估报告对过去近40年，应对臭氧的行动进行综合评估。结论是人类通过努力已经避免了一个最严重的环境危机的爆发，现阶段臭氧层正处于逐步恢复阶段。

的评估认为，南极臭氧洞恢复到上世纪80年代水平至少要到2060年以后。我们可以想见臭氧恢复是一个非常漫长的过程。

未完待续