臭氧层：认识它、破坏它、修复它

武夷山

（发表于2020年7月9日《中国科学报》）

2020年2月，美国芝加哥大学出版社发行了美国国家大气研究中心大气化学观测与建模实验室主任、德国科学院院士、世界气候研究计划联合科学委员会主席Guy P.Brasseur（盖伊·P.布拉瑟尔）的著作The Ozone Layer：From Discovery to Recovery（本文作者译为“臭氧层：从发现到恢复”）。

本书追溯了臭氧层研究的历史。18世纪，人们发现了臭氧层的存在。1987年，为保护人类免受平流层臭氧耗竭之害，有关国家签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的蒙特利尔公约。到目前为止，已有150多个国家的政府批准了这项公约。为讲清楚这段历史，布拉瑟尔将大气质量问题和平流层化学及动力学相关科学知识的演化过程捋了一遍。

臭氧层研究的历史特别清晰地表明，科学方法是多么重要，知识是如何进步的。一开始，关于臭氧层的不同假说相互博弈，最终人们接受或拒斥了相关假说；原先被认为是普遍永久真理的东西也会受到质疑；科学家之间的辩论和分歧之解决，靠的是实验室和现场试验提供的数据信息。

当然，科学方法也能引发新的观察。比如，人们观察到臭氧层空洞时，这一发现使科研人员大吃一惊，从而导致新的研究和科研计划的出台。

本书是对臭氧层研究的第一次完整梳理。梳理之后，布拉瑟尔更深地体会到了基础研究对于解决全球性环境、气候和人类健康问题有着多么关键的作用。更重要的是，本书证明了科学方法的有效性。如何让政府决策者相信并接受与其价值观念或与某些商业群体的利益相抵牾的科研结果，是利用科学造福人类所遇到的最严峻挑战。

本书共有11章：最初的步骤；大气层中的臭氧；臭氧的光谱测定；最初的几项理论研究；臭氧垂直分布之测定；理论进展；臭氧与超音速飞机；臭氧和氟氯烃；南极臭氧洞；对流层中的臭氧；成功故事。

说到“成功故事”，我想到一段往事。笔者上世纪90年代中期在驻美使馆科技处工作，那时美国已经开始控制含氟制冷剂的使用。按规定，所有单位的空调机维修技师都得参加相关环保知识考试，必须了解哪些制冷剂含氟氯烃，哪些不含氟氯烃。考试未通过者的所在单位是不允许购买任何制冷剂的。

当时，驻美使馆一位负责所有电器维护的工人师傅不会英语，但也得参加环保知识考试。我就陪他去参加一对一的考前辅导培训，为他做口译。并在考试那天做他的现场翻译，因为没有中文试卷。

类似这样的举措，世界各地都有。在全世界的共同努力下，从2000年国际社会禁止使用氟氯烃起到2015年9月间，南极臭氧层空洞的面积减少了400万平方公里，相当于印度面积。研究认为，臭氧层空洞的成功修复，主要归功于源自氟氯烃的大气氯持续减少。但由于大气氯的生命周期为50至100年，因此估计臭氧层要到2050年至2060年左右才会完全修复。

对自身所属学科领域的历史知之不详的大学生、起步期科研人员甚至是专家都能从本书提供的大图景中获益，因为布拉瑟尔在几十年来的臭氧层研究中一直起着领导作用。他在这个领域的感悟对其他领域亦有启发。

布拉瑟尔在比利时获得博士学位。他主要从事全球气候变化、化学与气候的关系、生物圈—大气圈相互作用和臭氧层损耗等方面的研究。他发展的全球大气化学模式Mozart被世界各地的学术同行广泛应用。他已经发表论文近200篇，包括在Nature、Science上发表的多篇论文。他的论著的被引用总数超过2.3万次，他的H指数高达70（意思是他至少有70篇被引次数超过70次的论文），他还有7本专著，与别人合著的著作更多。

布拉瑟尔不是个只坐在书斋里做研究的学者，他也十分关心社会现实问题，为解决现实问题献计献策。他曾当选为比利时众议院议员，在1977—1981年期间行使了国会议员的职责。

《中国科学报》 (2020-07-09 第7版 书评)