臭氧与全球变暖

更好地了解臭氧的3个关键事实'在全球气候变化中的作用

更新于2018年7月23日
烟雾笼罩城市
低含量的臭氧是烟雾的主要成分。 Ray Pfortner /摄影库/盖蒂

围绕臭氧在臭氧中所起的作用有很多困惑 全球气候变化。我经常遇到大学生,他们混淆了两个非常不同的问题:臭氧层中的空洞,以及 温室气体介导的全球气候变化。这两个问题并不像许多人认为的那样直接相关。如果臭氧与全球变暖无关,则可以简单而迅速地消除混乱,但不幸的是,一些重要的微妙之处使这些重要问题的现实变得复杂。

什么是臭氧?

臭氧是由三个氧原子组成的非常简单的分子(因此,O3)。这些臭氧分子的相对较高浓度漂浮在地球表面上方约12至20英里处。广泛散布的臭氧层对地球的生命起着至关重要的作用:它吸收了大部分太阳紫外线,直到它们到达地表。紫外线对动植物造成严重破坏,因此会损害动植物。

臭氧层问题回顾

事实1:臭氧层变薄不会导致全球气温大幅上升

几种人造分子对臭氧层构成威胁。最值得注意的是,氯氟烃(CFC)用于冰箱,冰柜,空调装置,并用作喷雾瓶中的推进剂。 CFC的有用性部分源于它们的稳定性,但是这种质量也使它们能够承受从大气层一直到臭氧层的漫长的旅程。到达那里后,CFC与臭氧分子相互作用,将其分解。当足够数量的臭氧被破坏时,低浓度区域通常被称为臭氧层中的“孔”,随着紫外线辐射的增加,它会到达下面的表面。 1989年《蒙特利尔议定书》 成功淘汰了氟氯化碳的生产和使用。臭氧层中的那些孔是造成全球变暖的主要因素吗?最简洁的答案是不。

破坏臭氧的分子在气候变化中发挥作用

事实2:消耗臭氧层的化学物质也起温室气体的作用。

故事还没有结束。分解臭氧分子的化学物质也是温室气体。不幸的是,这种特性并不是氟氯化碳的唯一特征:氟氯化碳的许多对臭氧无害的替代品本身就是温室气体。可以归咎于CFC所属的扩展化学物质(卤化碳)对温室气体造成的约14%的变暖影响,其背后是 二氧化碳 和甲烷。

在低空,臭氧是另一种野兽

事实三:臭氧靠近地球表面,是一种污染物和温室气体。

到目前为止,这个故事还比较简单:臭氧是好的,卤代烃是坏的,氟氯化碳是最坏的。不幸的是,情况更加复杂。当发生在对流层(大气的下部-大约在10英里以下)时,臭氧就是一种污染物。当从汽车,卡车和发电厂释放出一氧化二氮和其他化石燃料气体时,它们会与阳光相互作用并形成低水平的臭氧,这是烟雾的重要组成部分。在机动车交通繁忙的高浓度环境中发现了这种污染物,它会引起广泛的呼吸道疾病,加剧哮喘并促进呼吸道感染。农业地区的臭氧会减少植被生长并影响单产。最后,尽管比二氧化碳的寿命短得多,但低含量的臭氧还是一种强大的温室气体。