沃特·J·卡尔波拉斯    王荣生   译
臭氧层枯竭——天空出现窟窿
臭氧层枯竭——天空出现窟窿
1995 第2期   - 未来预测

沃特·J·卡尔波拉斯    王荣生   译


    该系列作者系美加州大学的应用科学教授，计算机模拟实验室主任。他在长达30年的计算科学研究生涯中，创立了种种研究模式与计算机模拟方法，对纷繁异呈的自然生物现象进行预测，对威胁人类生存的八大灾难进行了计算机模拟的科学预测。本刊将连载沃特博士的八大预测，一则为SF读者朋友了解我们所处星球的生态环境，二则为SF作家朋友提供一点思路。

    主持人：小菀

    “臭氧层枯竭，温室效应和全球性生态环境危机将是本世纪末、下个世纪人类将面临的三大难题。”

    ——美国参议员阿尔贝特·乔

    臭氧(O3)是一把双刃剑，它在地面是有害气体，但在大气层却是阻挡紫外线辐射到地球的主要屏障。臭氧层愈稀薄，皮肤癌及其它疾病的发病率可能愈高。1986年，科学家们发现南极地区上空的臭氧浓度几乎降至零，仿佛“天空出现窟窿”。当一种叫做碳氯氟化合物(CFCs)被查明系臭氧层的主要杀手时，科学家与公众的关注升温到狂热的程度。人们一致认为：如臭氧层进一步枯竭，全球将陷入大灾大难。

    在地面或接近地面的范围，臭氧是重要的空气污染源，危害人体的呼吸道系统，对植物以及工业产品(从橡胶轮胎到女袜)也危害非浅。然而，在大气层上空，情况却恰恰相反。从空气极为稀薄的10英里高空起，太阳光导致大气层中的部分氧气产生裂变，继而重新组合，形成臭氧。该现象一直发生至30英里的高度，从而产生20英里厚、富含臭氧的大气层，即臭氧层。臭氧层吸收大部分紫外线，从而有效地保护地面免受紫外线辐射的危害．臭氧层的厚度与密度随每天的不同时辰及季节交替而变化，因地区不同而异，并且差异悬殊。不过，其通常的厚度足以保护生物。70年代末和80年代，卫星测量数据显示，全球范围内大气层里的臭氧在锐减。1986年，又发现了“天空出现窟窿”。世人忧心忡忡。

    为什么臭氧正在从大气层消失?科学界众说纷纭，争论一直持续到80年代。目前，人们终于达成了共识：元凶是氯氟碳化合物。氯氟碳化合物已经进入市场50余年，广泛用于冰箱、喷灌、灭火器、工业溶剂、塑料以及别的许多用途，成为产值高达数百亿美元的支柱产业。氯氟碳化合物之所以风摩全球，在于它堕性极强，因而极安全、无毒、不燃烧，也不与其它化学物质起化学反应。然而，问题也恰恰出在这里。

  氯氟碳化合物很轻，被释放进空中后便缓慢地上升，无别处可走，且又不产生化学反应，也无法被清除，因而积聚在臭氧层。从1940—1980四十年间，臭氧层中氯氟碳化合物含量从微量增至300多吨，而且还在增加。早在1974年，科学家就指出，紫外线辐射进入臭氧层，会导致氯氟碳化合物分子裂变，形成游离氯。游离氯作为催化剂，将臭氧变为氧。因此只要有阳光，氯氟碳化合物就会不断地吃掉臭氧，这样，臭氧层里氯氟碳化合物愈多，臭氧愈会枯竭。那么，为什么南极上空会出现窟窿呢?确切说来，这窟窿呈季节性。在南极漫长的冬夜里，这些化合物聚集在臭氧层中。由于南极的气温极低，因此当早春紫外线出现时，这些化合物对臭氧层的破坏尤为剧烈。1984年，地面测量仪器与气象卫星就已经证实南极上空的臭氧层减少了30％多，到了1987年10月，减少了50％。

  对臭氧层枯竭的预测不一。权威的美国科学院预测，从长期看来，臭氧层的衰竭范围低至2％，高至20％，而其它机构则预测可高达40％。1990年，科学家们还测出，“天空的窟窿”似乎在扩大。有人预测，整个南半球最终将受到“窟窿”的影响，而且，有证据显示北极上空也在出现“窟窿”。更为严重的是，南北两极上空“窟窿”的增大，势必产生连锁反应，进而影响全球气候，加速下一个冰川世纪的来临。

    人们一致认为，我们必须保护臭氧层，立即停止释放有害化学物质。这意味着停止生产广泛用于日常生活与工业生产中的氯氟碳化合物，以及停止或减少使用含氯的化学产品。然而，这些产品与人类，尤其与第三世界的人们日常生活息息相关，岂能简单地一禁了之。必须开发化学替代品，这又需要花耗巨额成本。

    看来，参议员先生的警钟敲得过于严重了。依我之见，人口爆炸与爱滋病远比臭氧层枯竭可怕，它们才是人类所面临的真正的巨大灾难和威胁。