天空之光

去年九月，美国国家航空航天局（NASA）发射了 QuikTOMS 卫星，以便密切监测地球的臭氧层。然而，发射后 83 秒的火箭故障导致航天器进入了一个毫无用处的轨道，并让科学家们陷入了小小的恐慌。现在，他们不得不依赖 QuikTOMS 老旧的前辈、已经服役 6 年的 TOMS（总臭氧测绘光谱仪）卫星提供的越来越不稳定的数据，来监测这层保护我们免受有害紫外线伤害的脆弱臭氧层。

紫外线与可见光相似，但其波长更短。波长在 400 至 320 纳米之间的紫外线波段——刚好在彩虹的蓝色端之外——被称为 UV-A。这种很容易穿透我们大气的辐射，与恶性黑色素瘤的关联日益增加。接下来是 UV-B，波长在 320 至 280 纳米之间。它会导致晒伤和皮肤癌，但受到臭氧层的限制。能量最强的紫外线辐射是 UV-C，其波长最短，延伸至大约 100 纳米。地球大气层有效地阻挡了 UV-C，以至于每隔一百万年只有一个光子能到达地面。

大多数比紫外线长的辐射——可见光、红外线、无线电波——都太弱，无法干扰分子的原子键。但紫外线足够强大，可以引发导致突变和基因缺陷的化学转化。照射在日光浴者身上的所有射线中，约有 1% 是紫外线——每秒约一百万万亿个光子，其中大部分都携带有足够的能量来改变细胞的 DNA。

这张全球臭氧图，由卫星和地面数据汇编而成，显示了 2001 年 11 月 12 日臭氧层的健康状况。南极洲上方的吸收紫外线气体严重耗损（紫色），东欧上空也出现了短暂的稀薄（深蓝色）。图片由加拿大环境部/世界臭氧和紫外线辐射数据中心提供

流行病学家发现，终生暴露于紫外线辐射每增加 1%，患黑色素瘤的风险就会增加 1%。而且很难逃避紫外线。躲在沙滩伞下并非万全之策：三分之一的紫外线会在大气中散射，从侧面照射过来。雪会反射约 80% 的入射紫外线，导致滑雪者即使忘记采取防护措施也会晒伤。草地只反射 3%，但夏季野餐通常是在刺眼的夏日阳光下进行的。最好选择冬季（不含雪）阳光低垂时外出，这时 UV-A 水平会减半，UV-B 射线会减少 80%。或者，隔着关闭的窗户看世界：玻璃可以完全阻挡 UV-B。

地球抵御 UV-B 的第一道屏障是臭氧，一种由三个氧原子组成的分子。平流层中的臭氧层非常稀薄，如果所有臭氧都降到地表，也只有两枚硬币那么厚。由于氯氟烃 (CFCs) 和哈龙 (halons) 等破坏臭氧的化学物质，这一层变得更薄了。过去 20 年，紫外线水平显著升高，尤其是在两极附近。“在温带国家，紫外线增加最严重的地区——每十年高达 5%——位于 35 度纬度以上的区域，”NASA 马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的大气物理学家 Jay Herman 说。这些地区包括欧洲、加拿大和美国大部分地区。

戈达德的大气物理学家 Paul Newman 表示，冬季，南极洲上空 8 到 13 英里（约 13 到 21 公里）处的臭氧已完全消失。“自 1993 年臭氧空洞达到最严重以来，情况并没有真正改变。你可以说它已经稳定了，因为在这些区域臭氧为零，不可能再低了，”他说。

尽管最有害的臭氧消耗化学品已被禁止，但科学家预测臭氧层需要大约 50 年才能恢复；与此同时，紫外线水平仍在继续上升。NASA 正在努力组装一枚替换卫星来追踪这些变化。我们其他人只能关注，而且不像疯狗和英国人那样，尽量避免在正午的阳光下活动。