臭氧 -3

臭氧 (Ozone-3)
永春高中蔡曉信老師編譯

我們可用測繪臭氧總量分光計（Total Ozone Mapping Spectrometer）來測量比較在1970年代早期與更早之前，在南極地區的春季與初夏時節臭氧柱的減少量。由1985年的觀測報告指出在南半球的春季南極地區上空的臭氧柱已經減少了70﹪而且持續惡化中。雖然到了1990年代在九月與十月份總臭氧柱仍較之前臭氧破洞值低了40~50﹪。但我們發現每年南極地區與北極地區的減少量有顯著的差異性，且在冬季與春季時當平流層溫度降低時其最大減少量可達30﹪。

在極地平流雲層（polar stratospheric clouds）(PSCs)內所發生的反應，是使臭氧層破洞更加惡化的重要因素。南極地區的平流層因酷寒的天候更使PSCs易形成，這也說明了為什麼在南極上空的臭氧破洞最早發生且最為嚴重。早期預測臭氧破洞的模型並沒有考慮到PSCs的影響因素，以致於在南極區實際測得的破洞數值令許多科學家為之震驚。

 在中緯度地區我們通常稱臭氧減少（depletion）而不說破洞（holes）。與1980年代以前相比，在北緯35~60度的區域臭氧減少了約3﹪而在南緯35~60度的區域臭氧減少了約6﹪。而在對流層內沒有發現明顯的趨勢。臭氧的減少也能解釋目前觀測到的平流層與對流層上層溫度逐漸降低的現象，而原本平流層的溫度增高因素是由於臭氧吸收紫外線所致，因此臭氧減少將使溫度降低。

 大氣中的化學物質氟氯碳化物

 氟氯碳化物是1920年代由Thomas Midgley所發明，在1980年代以前它廣泛作為空調系統的冷卻劑、噴霧劑及精密電子設備的清潔用途上。在某些化學過程中的副產物也發現有氟氯碳化物的產生。這些化合物在自然界中本來幾乎不存在，完全是經人為製造而產生。我們可由之前所介紹的臭氧循環的全貌（Ozone cycle overview）中發現，當這些物質到達平流層時它們會因受到紫外線的照射而釋放出氯的自由基。它們扮演催化劑的角色，每個自由基可破壞數以萬計的臭氧分子。因為氟氯碳化物的存在時間很長，所以這些長壽的物質會緩緩上升至平流層，至少可持續破壞臭氧層達一個世紀之久。