雖然開學第一天就被你打，對你有不好的印象，但我相信你的人緣一定很好，就連新來的同學都最先認識你，也常常可以看到你在跟老師聊天，希望你到國中以後還能夠有人緣，每天都開開心心的。祝國中後一切都還是十分順利。
yellow上♀.♀
2007年4月26日 星期四
2007年4月17日 星期二
科學
臭氧層的探究
壹●前言
一顆地球為何能使如此多的生物及非生物存在著，無疑地，一定有著別個星球所沒
有或是有但是不及地球的地方。最基本的當然是臭氧層，在地球剛形成之初，雷電
交加，天氣忽冷忽熱，沒有生物能生存其中，但是，伴隨著臭氧層的形成，生命體
也漸漸出現。不過近年來卻不斷傳出臭氧層破洞的事情，是否意味世界即將滅亡呢？
這是謠言還是事實就有待科學家們的證實了。其實，我們也要好好的省思，臭氧層
的破洞是一種警訊，告訴人們，我們所居住的地球他病了，而且還病得不輕，身為
人類的我們其實就是地球最好的醫生，在現在資訊發達的時代，人們能從各種不同
的管道來得到一些有關保護地球的資訊，不在乎做的是否真有效，但是只要有做，
或許地球就能多活一秒鐘，「一秒鐘」或許聽起來很少，但是全球有五十幾億人口，
一人只要初意思思的力就能就地球，何樂而不為，不過人們的團結以及努力是我們
所要努力的，而臭氧層的維護也是你我所要盡心的。
貳●正文
一、臭氧層的生成與功能
01.何謂臭氧層
臭氧（O3）是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大氣層中，氧分子因
高能量的輻射而分解為氧原子（O），而氧原子與另一氧分子結合，即生成臭氧。臭
氧又會與氧原子、氯或其他游離性物質反應而分解消失，由於這種反覆不斷的生成
和消失，乃能使臭氧含量維持在一定的均衡狀態，而大氣中約有90%的臭氧存在於
離地面15 到50 公里之間的區域，也就是平流層（Stratosphere），在平流層的較低層，
即離地面20 到30 公里處，為臭氧濃度最高之區域，是為臭氧層（Ozone Layer）。（註
一）
01.臭氧層的功能
我們所居住的地球周圍。環繞著一層大氣。這層大氣的主要成分是氮和氧，約占99%
以上。此外，還有少量的氬、二氧化碳、水汽和臭氧（O3）等等。雖然大氣中二氧
化碳、水汽和臭氧含量很少，但對整個地球氣候的變化卻影響很大。
包圍地球的大氣，其特性會隨高度不同而有許多變化，科學家便依照氣溫梯度，來
臭氧層的探究
劃分大氣的垂直結構。最接近地表的是「對流層」，其次為「平流層」、「中氣層」和
熱氣層」。熱氣層是大氣的最外圈，大氣愈向外愈稀薄，並沒有一條明顯的界限。由
於大氣是受地球重力吸引而環繞在地球四周，因此離地表越近，空氣密度越高，大
約90%的空氣，都聚集在離地表30 公里的範圍之內；到了離地100 公里處，大氣
密度已不及海平面的百萬分之一，故若與地球半徑約6370 公里相比，大氣的確只有
薄薄一層而已。
平流層的位置大約在離地10~50 公里處，但大氣中的臭氧，絕大部分都集中在離地
面大約25~30 公里的上平流層中，稱為「臭氧層」。名雖為一層，但實際上臭氧分
布各地並不均勻，而且大氣中臭氧的總含量非常少，尚不到1ppm。這極薄的一層
臭氧，對於地球上的生命非常重要，因為臭氧能吸收陽光中的紫外線，將這些波長
很短，而且有致命危險的輻射線，轉換成熱能，只有極少量能到達地表。紫外線會
破壞包括DNA 在內的生物分子，增加罹患皮膚癌、白內障的機率，而且和許多免
疫系統疾病有關。此外，紫外線對於農作物，甚至海洋生態系都會造成負面影響。
然而這層重要的臭氧已經受到嚴重破壞，而且情形一年比一年惡化。（註二）
二、臭氧層的破壞
01.臭氧稀疏的原因
1920 年代晚期，杜邦公司與通用汽車公司生產電冰箱的門合作發展出一種化學藥
品，當時最新推出的冰箱使用這種化學品作熱交換劑，用來取代傳統的冰箱。這種
化學冷凍劑叫作氟氯碳化物（其中的CFC-11、CFC-12、CFC-113 是臭氧層主要破
壞者，CFC-11 是塑膠發泡劑的主要成份，冷煤中即是CFC-12 為主要成份，而在金
屬等清潔溶劑可見到CFC-113 成份），它對人體無害、不可燃而且穩定，所有的特
質都非常適合於家庭用途。
另一組化學藥品海龍和氯仿、四氯化碳兩種有機溶劑也被證明是破壞臭氧的主要化
學藥品。海龍是含有溴的化合物，是另一組在地面時很穩定但是能存在很久的化學
藥品。它們與大氣中臭氧的反應性甚至比氟氯碳化物還要強。
海龍是二次世界大戰期間由美國陸軍所發展出來的坦克車滅火劑，現在它們被用於
手提式的滅火器，以及電腦室、博物館、電信局和銀行所使用的緊急滅火系統中。
海龍滅火器的需求量每年以20%到25%的比率在成長。
氯仿廣泛的被當成溶劑來使用，尤其是用來清洗金屬。四氯化碳用來製造氟氯碳化
物，而且也可以當溶劑使用，主要是在東歐和發展中國家。氟氯碳化物和化學藥品
海龍上升至同溫層，日光將它們分解，再由旋風將分解後的化合物往北吹到北極。
臭氧層的探究
這些化學物質附著在北極上空形成的結晶雲層，然後停留在緩慢移動的旋風中；這
種旋風在冬季時形成，春季時則消失。極地同溫層的冰雲為氟氯碳化物和海龍創造
了破壞臭氧的理想條件。極地寒冷陰暗的冬季裡，冰雲捕捉並去除大氣中的氮化合
物，否則這些氮化合物將會阻礙臭氧的破壞。當春天陽光再次照耀時，氯分子和溴
分子與臭氧快速地反應，每一個氯分子或溴分子足以破壞數十萬的臭氧分子，因此
對臭氧層造成莫大的威脅。（註三）
02.全球臭氧普遍減少
科學家大約在10 年前，就已實際觀測到臭氣層的「破洞」。西元1985 年，英國南極
觀測站（British Antarctic Survey）的科學法曼等人發現，從1977~1984 年，南極郝
利灣（Halley Bay）上空，春季時的大氣臭氧含量大約減少了40%以上。其他研究
團體也迅速證實了這項發現，並指出臭氧量急遽減少的這塊區域，其面積甚至大於
南極大陸，高度則是介於12~24 公里之間的平流層。這就是所謂的「臭氧洞」（ozone
hole）。
臭氣洞其實並不是真正有個「洞」，而只是表示臭氧含量反常稀少的區域。雖然科學
已經知道CFCs（氟氯碳化物）是造成臭氧洞的主要原因，但是由於南極地區特殊
的氣候型態，使科學家相信，南極臭氧洞應是平流層化學反應與大氣環流變化等多
種因素交互作用下的結果。
然而，不僅是南極，北極上空平流層的臭氧，也發現有在冬季減少，形成類似臭氧
洞的現象。尤有甚者，根據世界各地地面站和人造衛星的觀測結果，長期以來，全
球除熱帶地區之外的大部分區域，平流層臭氧都有稀薄化的傾向。
南極和北極地區人煙稀少，臭氧洞對人類所造成的影響尚不明顯，但如果臭氧減少
的範圍擴及全球，則包括東北亞、歐洲和北美洲等人口密集的地球，有害紫外線就
會大量增加，對人類的為害亦將相應擴大。目前澳洲和加拿大等國都已採取具體因
應措施，如發佈警報以提醒居民不要在陽光下過度曝曬等。（註四）
03.南極臭氧連創新低
科學家在調查大氣臭氧含量時，通常使用如「陶伯遜分光光度計」等儀器在地面進
行測量，或是利用高空汽球、飛機和人造衛星等，直接在大氣層中觀測，再比較分
析測得各不同波長輻的量，以了解臭氧的消長情形。例如1987 年9 月，來自19 個
國際組織的150 位科學家，在南美智利南端的奔德亞利拿（Punta Arenas），就進行
過一項整合地面、衛星、高空汔球以及科學觀測機ER-2 的大型臭氧測量實驗。
臭氧層的探究
長期以來的觀測紀錄顯示，從1991 年開始，南極上的臭氧含量每年都創下新的最低
紀錄。1991 年9 月30 日為162D.U.，11 月8 日為191D.U.，每個月都是歷年來的最
低值。D.U.（Dobson Unit）是代表大氣單位面積中臭氧含量的單位，以m atm-cm
（milli atm-centimeter）表示。在1 大氣壓標準狀態下，1D.U.相當於百分之一公釐。
1985 年以前，南極臭氧洞的大小和深度，大約以2 年為消長周期。但從1989~1999
年，卻連續3 年觀測到大規模的臭氧洞。根據日本氣象廳發布的資料顯示，從
1982~1991 的10 年間，南極臭氧洞的面積擴大了10 倍，深度增加了2 倍，被破壞
的臭氧量則估計為過去的4.3 倍。而且自1990 年之後，南極上空臭洞的形成時間也
開始提早。1992 年，南極臭氧洞最大時範圍曾一度超過2300 萬平方公里，約為南
極大陸面積的1.5 倍，而1993 年的情形亦相當不樂觀。根據NASA 和「世界氣象組
織」WMO 的調查，己經確定1993 年南極臭氧層的破洞不但偏及南極大陸，而且
將擴及南美洲部分地區。
依據日本昭和基地南極觀測隊的報告，從1993 年8 月中至9 月中旬，基地上空的臭
氧量和1992 年相同，都維持相當低的水準，其中8 月26 日只有188D.U.，是基地
歷年8 月觀測紀錄中的最低值。而進入9 月後，臭氧量仍持續減少，9 月1~19 日的
平均值只有209D.U.，是1970~1979 年年平均值的72%。（註五）
04.北極臭氧層亦將不保
過去科學家認為，由於北極和南極上空的氣象型態不同，除非北極氣溫顯著下降，
否則北極臭氧不會像南極一樣大量減少。但現在情形也有了變化。1989 年，NAS 科
學家布洛維爾（Edward V. Browell）和美國「海洋暨大氣總署」（NOAA）的普羅斐
特（Michael H. Proffite），發現北極上空大約6%的臭氧遭到破壞。雖然相較於同時
期南極上空的50%要低得多，但後續發展顯示，北極上空的臭層也已陷入危機。
到了1990 年2 月上旬，北極部分地區上空的臭氧量已低至200D.U.以下。1992 年1
月，NASA 的氣象觀測機在北極上空，檢測出歷年來最高濃度的氧化氯自由基
（ClO）。氧化氯自由基在氟氯碳化物分解臭氣的一連串反應中，扮演重要角色，因
此高濃度的氧化氯自由基，即意味著今後北極上空的臭氧層將遭到大規模的破壞。
根據WMO 和希臘亞里斯多德大學（Aristotelin University）科學家的分析，北緯45~65
度之間的北美、歐洲和西伯利亞等地，在1992~1993 年冬春之交的幾個月份中，臭
氧含量均是歷年來的最低值。由此可見，北極和北半球上空的臭氧都己岌岌可危。
就全球而言，根據日本氣象廳的分析資料，1990 年之間的10 年間，全球大氣臭氧
量平均減少2.7%而最近10 年，世界各地的臭氧量也都在迅速減少。以臭氧減少率
臭氧層的探究
來看，一般高緯度地區要比低緯度地區為高，而南半球也非常明顯地高於北半球。（註
六）
三、臭氧破洞的危機及因應方法
01.臭氧減少使UV-B 大增
在電磁波譜中，波長在200~300mm（豪微米，1mm=10-9m）之間的屬於「近紫外
線」，波長在10~200mm 之間的屬於「遠紫外線」。近紫外線可分為A、B、C 三種，
其中以波長在280~315mm 的「紫外線B」（UV-B）對生物危害最大。
UV-B 的強度，會隨著時間、地點不同而異。通常夏季較冬季強，低緯度比高緯度
地區強，而高海拔則比低海拔地區強。但無論如何，大氣中臭氧減少，全球各地的
UV-B 都會增強。據估計，臭氧若減少1%，UV-B 大約就會增加2%；而在出現臭氧
洞的南極地區，臭氧大量減少的結果，已使紫外線量加倍增加。
紫外線增加對人類健康所造成的危害，以皮膚癌最為人熟知，而且為害最廣。皮膚
癌的罹患率與人種和緯度有關，例如同為10 萬人口的地區，美國德州就有100 人以
上罹患皮膚癌，瑞典為5~20 人，而日本只有5 人以下。換言之，一般以白種人的
罹患率最高，居住地區則愈近赤道罹患率愈高。根據聯合國相關組織的統計資料顯
示：大氣總臭氧量若減少10%，皮膚癌的罹患率將增加26%，且每年全世界將新增
加30 萬名以上的皮膚癌患者。（註七）
02.臭氧層的保護行動
為配合全球保護臭氧層的行動，除了政府應加強管制措施外，業界亦應積極開發替
代技術，並確實做到減量、回收、再利用的削減策略。另外，民眾也可從日常生活
加以配合，例如：
A. 避免購買以CFCs 為發泡劑所製成的紙和塑膠產品。
B. 避免使用聚苯、乙烯泡沫膠製品，包括泡沫填充劑和冷藏箱。
C. 避免用以CFCs 為動力的噴霧式產品，改採用機械噴霧式之產品。
D. 採用替代品，例如用丙烷代替CFC，做為噴霧劑及以對臭氧破壞能力較小的
HCFCs 取代CFCs。
E. 購買使用CFCs 替代品為冷媒的汽車、冰箱和冷凍空調設備。
F. 汽車空調補充冷媒時，應要求維修廠服務人員，先將存留在冷氣系統中之CFC
冷媒回收或回用，以減少CFC 使用量及排放量。
G. 汽車空調或其他冷凍空調，補充CFC 冷媒時，應要求維修人員證明使用之冷媒
臭氧層的探究
不是走私品。（註八）
參●結論
地球是我們居住的地方，如果連地球都被我們「消滅」，那我們還能何去何從呢？人
類的發明，給了全世界方便及舒適，但是靜下來好好思考，人類的發明，不也是破
壞大自然的元兇嗎？「臭氧層」－－地球最後一道防線，當它漸漸稀疏時，也代表
全球的生物即將滅亡，有人說：「如此一來，地球又回到了最原始的面貌」；但是，
又有誰敢保證，第二顆地球還會出現呢？回到現實，這些只是最壞的打算，只要每
個人都能盡一分心力，我們還怕地球消失嗎？在日常生活中，一定都用得到塑膠製
品，別小看這小東西，燃燒後的它可是很厲害的，它也是破壞臭氧層原因之一，還
有其他像紙張、垃圾的燃燒、化學藥劑的使用等等，這些行為都是能避免的，認真
做好資源回收的工作，保護地球從這開始。
註一、取自「http://www.tcssh.tc.edu.tw/lib/extend/artcile/931031/306-1.pdf」
2006/8/23
二十年前，人類發現南極上空的臭氧層破了一個大洞，經過世界各國加強環保之後，科學家最近發現，臭氧層的破洞已經逐漸縮小，預計在六十年後就能夠補好。人類保護臭氧層的努力終於有了回報，在科學家發現南極上空臭氧層破洞廿週年之後，科學家22號在華盛頓表示，臭氧層的破洞已經逐漸變小，預計2065年就能全部補好。由於臭氧層能阻隔大氣中有害的紫外線，減少人類皮膚癌及其他疾病的發生，而臭氧層的破洞又是因為人類大量排放氟氯碳化物等有害化學物質造成，因此世界各國在1987年簽署蒙特婁議定書，逐年減少排放氟氯碳化物等有害臭氧層的化學物質。科學家原本預計2050年臭氧層破洞就能補好，但是由於忽略了全球氣候變遷、火山爆發以及太陽風暴等其他因素，臭氧層破洞預計要晚上15年，也就是2065年才能補好，儘管晚了一點，對於人類而言還是天大的好消息。
2007/4/5
氟利昂是美國杜邦公司30年代開發的一個引為驕傲的產品被廣泛用于制冷劑、溶劑。塑膠發泡劑、氣溶膠噴霧劑及電子清洗劑等，哈龍在消防等行業發揮著重要作用、當科學家研究令人信服地揭示出人類活動已經造成臭氧層嚴重損耗的時候，『補天』行動非常迅速。實際上，現代社會很少有一個科學問題像『大氣臭氧層』這樣由激烈的反對、不理解，迅速發展到全人類採取一致行動來加以保護。
1985年，也就是Monlina和Rowland提出氯原子臭氧層損耗機制後11年，同時也是南極臭氧洞發現的當年由聯合國環境署發起.通過保護臭氧層的維也納公約.首次在全球建立了共同控制臭氧層破壞的一系列原則方針。
1987年，大氣臭氧層保護的重要歷史性文件《蒙特利爾議定書》通過。在該議定書中，規定了保護臭氧層的受控物質種類和淘汰時間表.要求到2000年全球的氟利昂消減一半，並制定了針對氟利昂類物質生產、消耗、進口及出口等的控制措施。
由於進一步的科學研究顯示大氣臭氧層損耗的狀況更加嚴峻，1990年通過《蒙特利爾議定書》倫敦修正案。1992年通過了哥本哈根修正案，其中受控物質的種類再次擴充.完全淘汰的日程也一次次提前。
從這里我們不僅可以看到人類日益緊迫的步伐，而目也發現，即使如此努力地彌補我們上空的『臭氧洞』，但由於臭氧層損耗物質從大氣中除去十分困難.採用哥本哈根修正案.也要在2050年左右平流層氫原子濃度才能下降到臨界水平以下.到那時，我們上空的『臭氧洞』可望開始恢復。臭氧層保護是近代史上一個全球合作十分典型的範例。這種合作機制將成為人類的財富，並為解決其他重大問題提供借鑒和經驗。
蒙特利議定書
基於繼續使用氯氟碳化物等化學物質，將導致地球臭氧層被破壞之共識，聯合國環境規劃署(UNEP)召集世界各國共商對策，1985年共有28個國家於維也納達成保護臭氧層協議(Vienna Convention)，並決定研議一國際管制公約以補該協議之不足。1987年9月16日再於加拿大蒙特利市舉行國際會議，並由全世界二十六個國家共同簽署「蒙特利破壞臭氧層物質管制議定書(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer)」﹐管制氟氯碳化物使用之國際公約，也於1989年1月起正式生效。而後，為挽救日益惡化之臭氧層，於1990年6月在倫敦召開之蒙特利議定書締約國第二次會議，對議定書內容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴大列管物質，除原先列管之氯氟碳化物-11、氯氟碳化物-12、氯氟碳化物-113、氯氟碳化物-114、氯氟碳化物-115 等五項及三項海龍外，另增加氯氟碳化物-13等10種，四氯化碳及三氯乙烷，計12種化學物質，並加速管制時程，提前於2000年完全禁用氟氯碳化物、海龍及四氯化碳。最近更由於臭氧層仍日趨惡化，1992年11月在丹麥哥本哈根召開之第四次締約國大會，決議將氟氯碳化物禁產時程提前於1996年1月起實施，而消費量除必要用途外應減為零。香港身為國際社會的一份子，亦須遵行，加強列管化學品之管制使用，並積極研發替代品以順應此一世界性的環保潮流。
壹●前言
一顆地球為何能使如此多的生物及非生物存在著，無疑地，一定有著別個星球所沒
有或是有但是不及地球的地方。最基本的當然是臭氧層，在地球剛形成之初，雷電
交加，天氣忽冷忽熱，沒有生物能生存其中，但是，伴隨著臭氧層的形成，生命體
也漸漸出現。不過近年來卻不斷傳出臭氧層破洞的事情，是否意味世界即將滅亡呢？
這是謠言還是事實就有待科學家們的證實了。其實，我們也要好好的省思，臭氧層
的破洞是一種警訊，告訴人們，我們所居住的地球他病了，而且還病得不輕，身為
人類的我們其實就是地球最好的醫生，在現在資訊發達的時代，人們能從各種不同
的管道來得到一些有關保護地球的資訊，不在乎做的是否真有效，但是只要有做，
或許地球就能多活一秒鐘，「一秒鐘」或許聽起來很少，但是全球有五十幾億人口，
一人只要初意思思的力就能就地球，何樂而不為，不過人們的團結以及努力是我們
所要努力的，而臭氧層的維護也是你我所要盡心的。
貳●正文
一、臭氧層的生成與功能
01.何謂臭氧層
臭氧（O3）是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大氣層中，氧分子因
高能量的輻射而分解為氧原子（O），而氧原子與另一氧分子結合，即生成臭氧。臭
氧又會與氧原子、氯或其他游離性物質反應而分解消失，由於這種反覆不斷的生成
和消失，乃能使臭氧含量維持在一定的均衡狀態，而大氣中約有90%的臭氧存在於
離地面15 到50 公里之間的區域，也就是平流層（Stratosphere），在平流層的較低層，
即離地面20 到30 公里處，為臭氧濃度最高之區域，是為臭氧層（Ozone Layer）。（註
一）
01.臭氧層的功能
我們所居住的地球周圍。環繞著一層大氣。這層大氣的主要成分是氮和氧，約占99%
以上。此外，還有少量的氬、二氧化碳、水汽和臭氧（O3）等等。雖然大氣中二氧
化碳、水汽和臭氧含量很少，但對整個地球氣候的變化卻影響很大。
包圍地球的大氣，其特性會隨高度不同而有許多變化，科學家便依照氣溫梯度，來
臭氧層的探究
劃分大氣的垂直結構。最接近地表的是「對流層」，其次為「平流層」、「中氣層」和
熱氣層」。熱氣層是大氣的最外圈，大氣愈向外愈稀薄，並沒有一條明顯的界限。由
於大氣是受地球重力吸引而環繞在地球四周，因此離地表越近，空氣密度越高，大
約90%的空氣，都聚集在離地表30 公里的範圍之內；到了離地100 公里處，大氣
密度已不及海平面的百萬分之一，故若與地球半徑約6370 公里相比，大氣的確只有
薄薄一層而已。
平流層的位置大約在離地10~50 公里處，但大氣中的臭氧，絕大部分都集中在離地
面大約25~30 公里的上平流層中，稱為「臭氧層」。名雖為一層，但實際上臭氧分
布各地並不均勻，而且大氣中臭氧的總含量非常少，尚不到1ppm。這極薄的一層
臭氧，對於地球上的生命非常重要，因為臭氧能吸收陽光中的紫外線，將這些波長
很短，而且有致命危險的輻射線，轉換成熱能，只有極少量能到達地表。紫外線會
破壞包括DNA 在內的生物分子，增加罹患皮膚癌、白內障的機率，而且和許多免
疫系統疾病有關。此外，紫外線對於農作物，甚至海洋生態系都會造成負面影響。
然而這層重要的臭氧已經受到嚴重破壞，而且情形一年比一年惡化。（註二）
二、臭氧層的破壞
01.臭氧稀疏的原因
1920 年代晚期，杜邦公司與通用汽車公司生產電冰箱的門合作發展出一種化學藥
品，當時最新推出的冰箱使用這種化學品作熱交換劑，用來取代傳統的冰箱。這種
化學冷凍劑叫作氟氯碳化物（其中的CFC-11、CFC-12、CFC-113 是臭氧層主要破
壞者，CFC-11 是塑膠發泡劑的主要成份，冷煤中即是CFC-12 為主要成份，而在金
屬等清潔溶劑可見到CFC-113 成份），它對人體無害、不可燃而且穩定，所有的特
質都非常適合於家庭用途。
另一組化學藥品海龍和氯仿、四氯化碳兩種有機溶劑也被證明是破壞臭氧的主要化
學藥品。海龍是含有溴的化合物，是另一組在地面時很穩定但是能存在很久的化學
藥品。它們與大氣中臭氧的反應性甚至比氟氯碳化物還要強。
海龍是二次世界大戰期間由美國陸軍所發展出來的坦克車滅火劑，現在它們被用於
手提式的滅火器，以及電腦室、博物館、電信局和銀行所使用的緊急滅火系統中。
海龍滅火器的需求量每年以20%到25%的比率在成長。
氯仿廣泛的被當成溶劑來使用，尤其是用來清洗金屬。四氯化碳用來製造氟氯碳化
物，而且也可以當溶劑使用，主要是在東歐和發展中國家。氟氯碳化物和化學藥品
海龍上升至同溫層，日光將它們分解，再由旋風將分解後的化合物往北吹到北極。
臭氧層的探究
這些化學物質附著在北極上空形成的結晶雲層，然後停留在緩慢移動的旋風中；這
種旋風在冬季時形成，春季時則消失。極地同溫層的冰雲為氟氯碳化物和海龍創造
了破壞臭氧的理想條件。極地寒冷陰暗的冬季裡，冰雲捕捉並去除大氣中的氮化合
物，否則這些氮化合物將會阻礙臭氧的破壞。當春天陽光再次照耀時，氯分子和溴
分子與臭氧快速地反應，每一個氯分子或溴分子足以破壞數十萬的臭氧分子，因此
對臭氧層造成莫大的威脅。（註三）
02.全球臭氧普遍減少
科學家大約在10 年前，就已實際觀測到臭氣層的「破洞」。西元1985 年，英國南極
觀測站（British Antarctic Survey）的科學法曼等人發現，從1977~1984 年，南極郝
利灣（Halley Bay）上空，春季時的大氣臭氧含量大約減少了40%以上。其他研究
團體也迅速證實了這項發現，並指出臭氧量急遽減少的這塊區域，其面積甚至大於
南極大陸，高度則是介於12~24 公里之間的平流層。這就是所謂的「臭氧洞」（ozone
hole）。
臭氣洞其實並不是真正有個「洞」，而只是表示臭氧含量反常稀少的區域。雖然科學
已經知道CFCs（氟氯碳化物）是造成臭氧洞的主要原因，但是由於南極地區特殊
的氣候型態，使科學家相信，南極臭氧洞應是平流層化學反應與大氣環流變化等多
種因素交互作用下的結果。
然而，不僅是南極，北極上空平流層的臭氧，也發現有在冬季減少，形成類似臭氧
洞的現象。尤有甚者，根據世界各地地面站和人造衛星的觀測結果，長期以來，全
球除熱帶地區之外的大部分區域，平流層臭氧都有稀薄化的傾向。
南極和北極地區人煙稀少，臭氧洞對人類所造成的影響尚不明顯，但如果臭氧減少
的範圍擴及全球，則包括東北亞、歐洲和北美洲等人口密集的地球，有害紫外線就
會大量增加，對人類的為害亦將相應擴大。目前澳洲和加拿大等國都已採取具體因
應措施，如發佈警報以提醒居民不要在陽光下過度曝曬等。（註四）
03.南極臭氧連創新低
科學家在調查大氣臭氧含量時，通常使用如「陶伯遜分光光度計」等儀器在地面進
行測量，或是利用高空汽球、飛機和人造衛星等，直接在大氣層中觀測，再比較分
析測得各不同波長輻的量，以了解臭氧的消長情形。例如1987 年9 月，來自19 個
國際組織的150 位科學家，在南美智利南端的奔德亞利拿（Punta Arenas），就進行
過一項整合地面、衛星、高空汔球以及科學觀測機ER-2 的大型臭氧測量實驗。
臭氧層的探究
長期以來的觀測紀錄顯示，從1991 年開始，南極上的臭氧含量每年都創下新的最低
紀錄。1991 年9 月30 日為162D.U.，11 月8 日為191D.U.，每個月都是歷年來的最
低值。D.U.（Dobson Unit）是代表大氣單位面積中臭氧含量的單位，以m atm-cm
（milli atm-centimeter）表示。在1 大氣壓標準狀態下，1D.U.相當於百分之一公釐。
1985 年以前，南極臭氧洞的大小和深度，大約以2 年為消長周期。但從1989~1999
年，卻連續3 年觀測到大規模的臭氧洞。根據日本氣象廳發布的資料顯示，從
1982~1991 的10 年間，南極臭氧洞的面積擴大了10 倍，深度增加了2 倍，被破壞
的臭氧量則估計為過去的4.3 倍。而且自1990 年之後，南極上空臭洞的形成時間也
開始提早。1992 年，南極臭氧洞最大時範圍曾一度超過2300 萬平方公里，約為南
極大陸面積的1.5 倍，而1993 年的情形亦相當不樂觀。根據NASA 和「世界氣象組
織」WMO 的調查，己經確定1993 年南極臭氧層的破洞不但偏及南極大陸，而且
將擴及南美洲部分地區。
依據日本昭和基地南極觀測隊的報告，從1993 年8 月中至9 月中旬，基地上空的臭
氧量和1992 年相同，都維持相當低的水準，其中8 月26 日只有188D.U.，是基地
歷年8 月觀測紀錄中的最低值。而進入9 月後，臭氧量仍持續減少，9 月1~19 日的
平均值只有209D.U.，是1970~1979 年年平均值的72%。（註五）
04.北極臭氧層亦將不保
過去科學家認為，由於北極和南極上空的氣象型態不同，除非北極氣溫顯著下降，
否則北極臭氧不會像南極一樣大量減少。但現在情形也有了變化。1989 年，NAS 科
學家布洛維爾（Edward V. Browell）和美國「海洋暨大氣總署」（NOAA）的普羅斐
特（Michael H. Proffite），發現北極上空大約6%的臭氧遭到破壞。雖然相較於同時
期南極上空的50%要低得多，但後續發展顯示，北極上空的臭層也已陷入危機。
到了1990 年2 月上旬，北極部分地區上空的臭氧量已低至200D.U.以下。1992 年1
月，NASA 的氣象觀測機在北極上空，檢測出歷年來最高濃度的氧化氯自由基
（ClO）。氧化氯自由基在氟氯碳化物分解臭氣的一連串反應中，扮演重要角色，因
此高濃度的氧化氯自由基，即意味著今後北極上空的臭氧層將遭到大規模的破壞。
根據WMO 和希臘亞里斯多德大學（Aristotelin University）科學家的分析，北緯45~65
度之間的北美、歐洲和西伯利亞等地，在1992~1993 年冬春之交的幾個月份中，臭
氧含量均是歷年來的最低值。由此可見，北極和北半球上空的臭氧都己岌岌可危。
就全球而言，根據日本氣象廳的分析資料，1990 年之間的10 年間，全球大氣臭氧
量平均減少2.7%而最近10 年，世界各地的臭氧量也都在迅速減少。以臭氧減少率
臭氧層的探究
來看，一般高緯度地區要比低緯度地區為高，而南半球也非常明顯地高於北半球。（註
六）
三、臭氧破洞的危機及因應方法
01.臭氧減少使UV-B 大增
在電磁波譜中，波長在200~300mm（豪微米，1mm=10-9m）之間的屬於「近紫外
線」，波長在10~200mm 之間的屬於「遠紫外線」。近紫外線可分為A、B、C 三種，
其中以波長在280~315mm 的「紫外線B」（UV-B）對生物危害最大。
UV-B 的強度，會隨著時間、地點不同而異。通常夏季較冬季強，低緯度比高緯度
地區強，而高海拔則比低海拔地區強。但無論如何，大氣中臭氧減少，全球各地的
UV-B 都會增強。據估計，臭氧若減少1%，UV-B 大約就會增加2%；而在出現臭氧
洞的南極地區，臭氧大量減少的結果，已使紫外線量加倍增加。
紫外線增加對人類健康所造成的危害，以皮膚癌最為人熟知，而且為害最廣。皮膚
癌的罹患率與人種和緯度有關，例如同為10 萬人口的地區，美國德州就有100 人以
上罹患皮膚癌，瑞典為5~20 人，而日本只有5 人以下。換言之，一般以白種人的
罹患率最高，居住地區則愈近赤道罹患率愈高。根據聯合國相關組織的統計資料顯
示：大氣總臭氧量若減少10%，皮膚癌的罹患率將增加26%，且每年全世界將新增
加30 萬名以上的皮膚癌患者。（註七）
02.臭氧層的保護行動
為配合全球保護臭氧層的行動，除了政府應加強管制措施外，業界亦應積極開發替
代技術，並確實做到減量、回收、再利用的削減策略。另外，民眾也可從日常生活
加以配合，例如：
A. 避免購買以CFCs 為發泡劑所製成的紙和塑膠產品。
B. 避免使用聚苯、乙烯泡沫膠製品，包括泡沫填充劑和冷藏箱。
C. 避免用以CFCs 為動力的噴霧式產品，改採用機械噴霧式之產品。
D. 採用替代品，例如用丙烷代替CFC，做為噴霧劑及以對臭氧破壞能力較小的
HCFCs 取代CFCs。
E. 購買使用CFCs 替代品為冷媒的汽車、冰箱和冷凍空調設備。
F. 汽車空調補充冷媒時，應要求維修廠服務人員，先將存留在冷氣系統中之CFC
冷媒回收或回用，以減少CFC 使用量及排放量。
G. 汽車空調或其他冷凍空調，補充CFC 冷媒時，應要求維修人員證明使用之冷媒
臭氧層的探究
不是走私品。（註八）
參●結論
地球是我們居住的地方，如果連地球都被我們「消滅」，那我們還能何去何從呢？人
類的發明，給了全世界方便及舒適，但是靜下來好好思考，人類的發明，不也是破
壞大自然的元兇嗎？「臭氧層」－－地球最後一道防線，當它漸漸稀疏時，也代表
全球的生物即將滅亡，有人說：「如此一來，地球又回到了最原始的面貌」；但是，
又有誰敢保證，第二顆地球還會出現呢？回到現實，這些只是最壞的打算，只要每
個人都能盡一分心力，我們還怕地球消失嗎？在日常生活中，一定都用得到塑膠製
品，別小看這小東西，燃燒後的它可是很厲害的，它也是破壞臭氧層原因之一，還
有其他像紙張、垃圾的燃燒、化學藥劑的使用等等，這些行為都是能避免的，認真
做好資源回收的工作，保護地球從這開始。
註一、取自「http://www.tcssh.tc.edu.tw/lib/extend/artcile/931031/306-1.pdf」
2006/8/23
二十年前，人類發現南極上空的臭氧層破了一個大洞，經過世界各國加強環保之後，科學家最近發現，臭氧層的破洞已經逐漸縮小，預計在六十年後就能夠補好。人類保護臭氧層的努力終於有了回報，在科學家發現南極上空臭氧層破洞廿週年之後，科學家22號在華盛頓表示，臭氧層的破洞已經逐漸變小，預計2065年就能全部補好。由於臭氧層能阻隔大氣中有害的紫外線，減少人類皮膚癌及其他疾病的發生，而臭氧層的破洞又是因為人類大量排放氟氯碳化物等有害化學物質造成，因此世界各國在1987年簽署蒙特婁議定書，逐年減少排放氟氯碳化物等有害臭氧層的化學物質。科學家原本預計2050年臭氧層破洞就能補好，但是由於忽略了全球氣候變遷、火山爆發以及太陽風暴等其他因素，臭氧層破洞預計要晚上15年，也就是2065年才能補好，儘管晚了一點，對於人類而言還是天大的好消息。
2007/4/5
氟利昂是美國杜邦公司30年代開發的一個引為驕傲的產品被廣泛用于制冷劑、溶劑。塑膠發泡劑、氣溶膠噴霧劑及電子清洗劑等，哈龍在消防等行業發揮著重要作用、當科學家研究令人信服地揭示出人類活動已經造成臭氧層嚴重損耗的時候，『補天』行動非常迅速。實際上，現代社會很少有一個科學問題像『大氣臭氧層』這樣由激烈的反對、不理解，迅速發展到全人類採取一致行動來加以保護。
1985年，也就是Monlina和Rowland提出氯原子臭氧層損耗機制後11年，同時也是南極臭氧洞發現的當年由聯合國環境署發起.通過保護臭氧層的維也納公約.首次在全球建立了共同控制臭氧層破壞的一系列原則方針。
1987年，大氣臭氧層保護的重要歷史性文件《蒙特利爾議定書》通過。在該議定書中，規定了保護臭氧層的受控物質種類和淘汰時間表.要求到2000年全球的氟利昂消減一半，並制定了針對氟利昂類物質生產、消耗、進口及出口等的控制措施。
由於進一步的科學研究顯示大氣臭氧層損耗的狀況更加嚴峻，1990年通過《蒙特利爾議定書》倫敦修正案。1992年通過了哥本哈根修正案，其中受控物質的種類再次擴充.完全淘汰的日程也一次次提前。
從這里我們不僅可以看到人類日益緊迫的步伐，而目也發現，即使如此努力地彌補我們上空的『臭氧洞』，但由於臭氧層損耗物質從大氣中除去十分困難.採用哥本哈根修正案.也要在2050年左右平流層氫原子濃度才能下降到臨界水平以下.到那時，我們上空的『臭氧洞』可望開始恢復。臭氧層保護是近代史上一個全球合作十分典型的範例。這種合作機制將成為人類的財富，並為解決其他重大問題提供借鑒和經驗。
蒙特利議定書
基於繼續使用氯氟碳化物等化學物質，將導致地球臭氧層被破壞之共識，聯合國環境規劃署(UNEP)召集世界各國共商對策，1985年共有28個國家於維也納達成保護臭氧層協議(Vienna Convention)，並決定研議一國際管制公約以補該協議之不足。1987年9月16日再於加拿大蒙特利市舉行國際會議，並由全世界二十六個國家共同簽署「蒙特利破壞臭氧層物質管制議定書(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer)」﹐管制氟氯碳化物使用之國際公約，也於1989年1月起正式生效。而後，為挽救日益惡化之臭氧層，於1990年6月在倫敦召開之蒙特利議定書締約國第二次會議，對議定書內容作了大幅之修正，其中最為重要者即為擴大列管物質，除原先列管之氯氟碳化物-11、氯氟碳化物-12、氯氟碳化物-113、氯氟碳化物-114、氯氟碳化物-115 等五項及三項海龍外，另增加氯氟碳化物-13等10種，四氯化碳及三氯乙烷，計12種化學物質，並加速管制時程，提前於2000年完全禁用氟氯碳化物、海龍及四氯化碳。最近更由於臭氧層仍日趨惡化，1992年11月在丹麥哥本哈根召開之第四次締約國大會，決議將氟氯碳化物禁產時程提前於1996年1月起實施，而消費量除必要用途外應減為零。香港身為國際社會的一份子，亦須遵行，加強列管化學品之管制使用，並積極研發替代品以順應此一世界性的環保潮流。
2007年4月14日 星期六
2007年3月29日 星期四
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