1985年，科学家报告了一件非常令人不安的事情：他们发现南极洲上空的地球臭氧层有一个空洞。他们说，罪魁祸首是人类排放的化学物质，这些化学物质消耗了南极和全球其他地区上空的大气臭氧。由于臭氧层保护我们和其他生物免受有害太阳辐射的侵害，国际社会于1987年联合签署了《蒙特利尔议定书》，逐步淘汰此类化学物质的使用。
该议定书自颁布以来被广泛认为是巨大的成功，它显著降低了大气中消耗臭氧的化学物质的含量，南极洲上空的“空洞”也一直在缩小。然而，在发表在《大气化学与物理》杂志上的一项新研究中，科学家报告说，臭氧层的一个关键部分似乎仍在稳步下降。
臭氧层位于平流层，即地球表面以上10至50公里的区域。这种气体层对于地球上的生命至关重要——它吸收太阳的紫外线辐射，这种辐射会损害DNA，还会导致皮肤癌和其他对人类、野生动物和农作物的危害。
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实际上，臭氧分布在低层、中层和高层平流层以及对流层中，对流层是从地球表面向上延伸约10公里的大气底层。由于该议定书，从1990年代后期开始，平流层中的臭氧“看起来不再下降了，这是一个巨大的成功，” 苏黎世联邦理工学院大气物理学研究员、该研究的作者之一威廉·鲍尔说。但是，对低层平流层的精确测量一直很难进行。“尚未解决的关键问题之一是，在低层平流层中，我们通常用于计算趋势的方法无法捕捉到许多变化，”鲍尔说。
来自世界各地研究机构的鲍尔和他的研究团队希望更准确地测量臭氧层的趋势。在他们的研究中，他们综合并分析了多个大气臭氧卫星数据集。这些数据涵盖了1985年至2016年的热带和中纬度地区。该团队发现，自1998年以来，高层平流层中的臭氧确实已经反弹。“很明显，它正在回升，”鲍尔说。“这正是我们期望看到《蒙特利尔议定书》发挥最佳作用的地方。”他们还发现，从2004年到2016年，对流层中的臭氧（主要来自空气污染）有所增加。
然而，他们观察到，自1998年以来，中层平流层或臭氧柱总量（对流层和平流层的总和）没有显著的上升或下降趋势。鲍尔说，从1985年开始，“你可以看到[臭氧柱总量]正在下降”。“1998年之后，我们看到臭氧停止消耗，最初出现小幅上升，然后似乎停滞不前。”但是，鲍尔指出，这种上升在统计上并不显著。“这表明，太好了，自1998年以来，臭氧没有进一步消耗了。”但是，它似乎也没有反弹。
罪魁祸首是什么？鲍尔的团队发现，自1998年以来，低层平流层的臭氧一直在缓慢地、持续地下降。“我们看到一个小的但持续不断的下降，速度不如1998年之前快，但持续[下降]趋势，”他说。“这令人惊讶，因为我们本以为也会看到这个[区域的臭氧]停止减少。”这一发现很重要，因为低层平流层包含臭氧层的最大部分。
总的来说，鲍尔说，全球臭氧在1970年至1998年期间下降了5％，这是在议定书生效之前。“此后，我们的分析表明，[平流层中的臭氧]已经下降了……另外0.5％，其中大部分发生在低层平流层，”他说。“这听起来不多，而且速度较慢，但这与模型中预期的轨迹相矛盾。”
研究团队尚不清楚低层平流层臭氧持续下降的原因。在他们的论文中，他们提出了一些可能的解释，其中一些是气候变化驱动的。另一个潜在的原因可能是，短寿命化学物质的排放量增加正在到达低层平流层并破坏臭氧。但这只是科学家们仍需要探索的假设。“很明显，《蒙特利尔议定书》奏效了，”鲍尔说。“但是，似乎有其他东西登上了舞台，我们真的不知道它是什么。”
外部专家对这项新研究感到印象深刻，同时也对其发现感到困扰。“这真的令人担忧，因为我们不知道发生了什么，”英国雷丁大学大气化学副教授米凯拉·黑格林说。“我们都在寻找恢复的迹象，而现在这篇论文出来了，说低层平流层正在下降。”
鲍尔警告说，人们不应为此新发现感到恐慌。“目前，[臭氧]柱总量并没有恶化，”他说。但是，他补充说，“我们应该担心。我们需要紧急解决这个问题，因为我们不希望臭氧层变得更糟。”
科罗拉多州立大学化学和大气科学系教授A.R.拉维尚卡拉说，这一发现也给世界带来了重要的一课。“当你制定环境政策时，你会研究问题，诊断，采取行动，然后大多数人认为你已经完成了。但事实并非如此，”他说。“[你必须]继续测量和监测，以确保发生的事情是你预测的那样。我们不能对这件事掉以轻心。”
黑格林同意：“世界应该意识到，臭氧层的故事还没有结束。”