AGAGE:全球合作高精度觀測臭氧層耗損物

2020-12-05 中國氣象局

　　近年來的研究顯示，臭氧層空洞的問題整體在好轉，在過去的15年中，南極上空臭氧層的厚度和廣度整體上出現了增加的跡象。但其實，臭氧層空洞的完全恢復仍需要很長時間。在上月剛結束的「改進的全球大氣實驗網」（AGAGE）第57屆工作會議上，來自美國國家航空航天局、美國國家海洋和大氣管理局等全球17個成員單位的30餘名科學家，就臭氧層耗損物質觀測技術、方法改進等方面進行了有效探討。

 

中國氣象報記者 簡菊芳 吳鵬

 

　　臭氧層耗損物高精度觀測是世界性難題

　　曾有觀點認為，南極臭氧層空洞是自然現象。對此，中國氣象局氣象探測中心副研究員姚波博士認為，它是人為和自然共同作用的結果，但最主要的是人類活動排放的臭氧層耗損物（ODS）所致。說自然現象是因其發生在南極，而非其他人類活動區域。由於南極冬季存在一個極渦，阻止了南北方向的物質交換，使得臭氧被ODS持續破壞而形成臭氧洞。臭氧層對保護地球上的生命以及調節地球的氣候都具有極為重要的作用。「假如空洞發生在人類居住地的上空，後果不堪設想。不幸中的萬幸，空洞主要發生在極地且被及時發現。」姚波說。

　　我國在南極觀測站獲得的觀測數據也證明了這個觀點。從上世紀七八十年代開始，南極臭氧層空洞不斷擴大。若不加以控制，臭氧層空洞會繼續擴大。好在人類在上世紀70年代發現了這個嚴峻的問題，並積極採取補救措施。

　　1987年，24個國家共同籤署《關於消耗臭氧層物質的蒙特婁議定書》，圍繞ODS採取了一系列行動，後期幾乎所有國家都陸續加入進來。

　　由於ODS在大氣成分中含量極低，並且包括的物種多達幾十種，比如早已禁止排放的四氯化碳等，因此ODS觀測精度高且觀測難度極大，這在全球範圍來說都是一個難題。AGAGE來自全球十幾個國家的專家不斷對觀測系統進行升級創新，尋求ODS以及含氟溫室氣體觀測解決方案，揭示其全球尺度的濃度變化。AGAGE已經成為ODS和含氟溫室氣體觀測技術最為領先、觀測最為系統的國際觀測網絡之一。

 

　　中國ODS觀測網絡的貢獻

　　對於ODS的觀測，中國氣象局建立了國內最系統的觀測站網，其站點數量、觀測物種範圍、觀測精度在國際上也屬於先進水平。

　　2006年，中國氣象局在北京上甸子大氣本底站建立了亞洲第一套能同時在線觀測十幾種ODS的觀測系統；從2010年起，逐步建立包括7個大氣本底站在內的採樣觀測網絡以及中心實驗室高精度分析標校系統，監測大氣中ODS的濃度，提取出反映長期變化趨勢的濃度曲線。姚波介紹，上甸子本底站的數據不僅代表北半球中高緯度帶可用於計算全球濃度的變化，還可以用於反演我國及亞洲區域的排放源，對於更好地認識中國ODS使用和排放情況有積極作用。

　　近年來，中國氣象局不斷升級ODS觀測系統。經過十餘年的努力，中國氣象局獲取了我國不同區域數十種ODS和含氟溫室氣體的長期濃度數據，連續多年通過《中國溫室氣體公報》向公眾公布ODS和含氟溫室氣體數據，包括《蒙特婁議定書》管控的氟氯碳化物（CFC）、氫氟氯碳化物（HCFC）、哈龍、四氯化碳、甲基氯仿、甲基溴等；《京都議定書》《巴黎協定》關注的全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮，以及《蒙特婁議定書》和《京都議定書》共同控制的氫氟碳化物（HFC），其觀測數據和研究成果被國際評估報告所引用，為全球評估和管理ODS提供科學依據。

　　然而，ODS觀測是一個永不止步的動態過程，就全球範圍來說，為了減少臭氧層損耗，在工業中首先淘汰了CFC，使用新的替代物HCFC。但是由於HCFC依舊能夠破壞臭氧層，因此又使用HFC來替代HCFC。近年來，科學家發現，大氣成分中出現以前沒有發現的新的HCFC成分，而可怕的是，這些破壞臭氧層的物質並不是有意排放的，而是在工業生產工藝中出現的副產品。可以說，在減少ODS排放的過程中，不時出現生產過程中的「計劃外」產品和化學反應過程中的「意外情況」。

　　為此，全球科學家需要不斷更新觀測儀器和方法，關注各種可能潛在的破壞臭氧層物質。

 

　　更新ODS及其替代物觀測方法

　　根據《蒙特婁議定書》的階梯型減排任務要求，發達國家和發展中國家都有相應的減排任務，發達國家需要首先減排並為發展中國家提供減排基金。作為發展中大國，中國在ODS減排方面，一直是嚴格按照「共同但有區別」原則認真履行減排任務。

　　氣象探測中心大氣成分室一直在開展溫室氣體監測及其觀測方法的研究，其成果不僅支持了中國履行《蒙特婁議定書》相關的政策制定和外交談判，而且也為國際臭氧損耗科學評估提供了基礎數據和科學結論。

　　未來，中國氣象局將同國內外相關部門進一步合作，通過中國氣象局的觀測結果及排放源反演進一步定位ODS排放來源，加大與ODS管控部門的合作力度，從而協助ODS的管控和評估；同時，還將研究大氣中新的ODS或ODS替代物的觀測方法，追蹤其大氣濃度變化，對可能新納入國際公約的物質提前研究。

　　

　　

　　【連結】AGAGE是ODS和含氟溫室氣體觀測技術最先進、最系統、貢獻最大的國際觀測網絡之一，是全球覆蓋面最好的網絡，通過覆蓋從南緯到北緯不同站點採集的數據，得到南北半球的平均濃度數據。AGAGE成員共享觀測技術的發展和創新，每年舉辦兩次工作會議研討觀測技術和方法等難題，並共同解決問題。其監測成果被聯合國政府間氣候變化專門委員會評估報告和世界氣象組織《溫室氣體公報》、聯合國《臭氧損耗科學評估報告》所採用。

 

（來源：《中國氣象報》2018年6月19日3版 責任編輯：欒菲）

　　

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