
如果1989年在1989年不同意禁止吞噬地球保护性臭氧层的化学物质,那么世界将是本世纪晚些时候的一个截然不同的地方,近三分之二的臭氧层消失了,而臭氧孔是南极洲的永久固定装置,这是一个新的模拟显示。
晒伤将在几分钟之内发生,致皮肤癌的辐射会飙升。
臭氧是地球的天然防晒霜,吸收并阻止了来自太阳的大多数进入的紫外线(UV)辐射,并保护生命免受DNA损害射线的侵害。
气体是自然产生和补充的,并在上层大气中的光化学反应中,紫外射线将氧分子(O2)折断成各个原子,然后将其重组为臭氧的三部分分子(O3)。
当它通过上层风在全球周围移动时,臭氧会因天然发生的大气气体而缓慢地消耗掉。这是一个自然平衡的系统。
但是,氯氟化合物(CFCS)于1928年以制冷剂和惰性或无反应的化学喷雾剂载体发明 - 使这种平衡感到不安。
研究人员在1970年代和1980年代发现,尽管CFC惰性在地球表面,但它们在平流层(高度为6至31英里,或10至50公里)中具有反应性,大约90%的臭氧积聚。
紫外线辐射会导致平流层中的CFC和类似的溴化合物分解成元素氯和溴,很容易破坏臭氧分子。最糟糕的是,这种臭氧耗尽的物质可以在平流层中居住几十年,然后破裂。
在1980年代,消除臭氧的物质开放了冬季南极上的“孔”这是1989年蒙特利尔方案的动力,该方案禁止CFC。
美国签署了原始蒙特利尔协议协议,包括中国,印度,伊朗和巴西。
“预先提出的规定,缺乏作用会导致严重的臭氧耗竭,因此地球表面太阳紫外线辐射水平的严重提高。”NASA马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心。
戈达德和他的同事们使用计算机模拟显示了如果从未制定蒙特利尔协议,那可能是什么。
该团队使用了一个计算机模型,该模型模拟了地球大气的循环,并考虑了臭氧的变化如何影响该循环。他们每年将CFC和类似化合物的排放量增加了3%,大约是1970年代初期增长率的一半。然后,他们让模拟世界从1975年到2065年发展。
到2020年的模拟年,所有臭氧的17%在全球耗尽,如多布森单位(DU)的下降所评估,该单位是用于量化给定浓度的臭氧浓度的测量单位。每年在北极上开始形成一个臭氧孔,这曾经是一个巨大的臭氧水平。
到2040年,在实际上并非发生的情况下,全球臭氧浓度降至220 dU以下,目前构成南极洲“孔”的水平相同。 (1974年,全球平均臭氧为315 du。)中纬度城市的紫外线指数在夏季夏天左右大约在中午15(今天的紫外线指数10被认为是极端的),给予了一个可感知的晒伤大约10分钟。在南极洲,臭氧孔成为全年的固定装置。
在2050年代,平流层的臭氧水平在热带地区塌陷至接近零,类似于产生南极臭氧孔的过程。
到2065年模型结束时,全球臭氧降至110 DU,比1970年代下降了67%。全年的极性值徘徊在50至100 dU之间(从1960年的300降至500)。地球表面的紫外辐射强度加倍;在某些较短的波长下,强度上升多达10,000倍。引起皮肤癌的辐射飙升。
纽曼说:“我们模拟了一个世界,这是一个我们应该很高兴避免的世界。”
模拟的一些结果,在日记中在线详细详细介绍大气化学和物理,即使对团队的科学家来说都是出乎意料的。
戈达德科学家兼研究团队成员理查德·斯托拉斯基(Richard Stolarski)说:“我们的'世界避免'的计算远远超出了我认为会发生的事情。” “数量可能不是绝对正确的,但是基本结果清楚地表明了气氛可能发生的事情。有时,模型向您展示了您没有期望的东西,例如热带地区的急剧下降。”
CFC法规的现实世界更加友善。大约15年前,大约在15年前停止了臭氧的生产,尽管它们的丰度才刚刚开始下降,因为这些化学物质可以在大气中居住50至100年。大气中CFC的峰值丰度发生在2000年左右,迄今已减少了约4%。
平流层臭氧在中纬度地区耗尽了5%至6%,但已有有些反弹最近几年。 2006年记录了最大的南极臭氧孔。
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