自2020年以来，全球许多国家实施了封锁政策，旨在减缓新冠肺炎新型冠状病毒的传播速度，严格限制人员流动，导致经济活动大量减少。与此同时，全球大气污染物排放量也有所下降，但令人惊讶的是，全球对流层臭氧也在短时间内迅速减少。
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封城使改善空污进度超前 15 年
根据美国宇航局的一项新研究2，新冠肺炎冠状病毒的流行导致2020年初全球商业活动大幅减少。2020年4月至5月，全球氮氧化物(NOX)人为排放量下降15%，区域排放量下降约18%至25%。由于氮氧化物排放的减少，到2020年6月，全球对流层臭氧负担下降了2%，这是政策制定者认为通过实施法规和其他常规方法至少需要15年才能达到的标准。
看到这里，你可能会想：臭氧会对我们造成什么危害？
我们通常所知的臭氧，就是位于平流层，能够吸收短波紫外线的“臭氧层”。然而，对流层中的臭氧对人体是一种污染物。据2019年《全球健康报告》 3统计，全球因长期接触地面臭氧导致的死亡人数约为36.5万人。
2019年臭氧导致的死亡人数。图/臭氧对健康的影响氮氧化物排放和对流层臭氧之间的关系是什么？
这要从对流层的臭氧是怎么来的说起。我们通常说平流层臭氧来源于紫外线辐射，紫外线将氧分子光解成氧原子，然后与氧原子结合。而对流层中的短波紫外线较弱，主要是因为含有氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOCs)的空气受到阳光照射，二氧化氮(NO2)光解产生的氧原子与氧分子结合形成4。
人类活动会产生大量的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，如汽车、发动机和工厂的排放。大部分NO会被快速氧化成二氧化氮(NO2)，间接导致对流层臭氧浓度的增加，而挥发性有机物(VOCs)会强化这一过程。因此，氮氧化物和挥发性有机化合物(VOCs)被称为“臭氧前体(Oz
氮氧化物和挥发性有机化合物都与臭氧的形成有关。图/行政院环境保护署
从卫星监测 COVID-19 时期全球臭氧变化
这项研究是由美国宇航局巨型发射推进实验室领导的国际团队进行的。他们利用NASA和ESA(欧洲航天局)的5颗卫星观测氮氧化物、臭氧和其他大气气体的结果，并利用数据分析系统将观测结果输入气象和大气化学模型。他们发现模型中的大气变化与卫星观测结果基本一致。
这项研究的作者表明，事实上，在新冠肺炎流行之前的十年，许多国家就已经实施了环境政策，主要是通过改变人类活动和改进技术来减少空气污染物的排放。但这些政策在改变大气成分方面的收益往往很难量化，因为除了会造成大气污染排放的因素，如气候条件、大气化学等背景条件，数据都会受到影响，得到的结果几乎不能排除长期背景因素造成的变化。
但是，在新冠肺炎时期，排放变化的速度和幅度非常特殊，而且这些变化发生的时间很短，可以使科学家以相对稳定和一致的尺度观测结果，让我们知道当人类活动和大气污染物排放大幅减少时，大气成分会有什么样的变化。研究人员还表示，分析新冠肺炎关闭期间大气变化的目的是为未来的环境政策制定提供科学依据。
此外，由于氮氧化物排放量和臭氧含量之间的关系是非线性的，而且不同国家和城市的情况也不尽相同，环境政策制定者需要考虑空气污染物排放量和大气成分之间的复杂关系。这项研究提供了大气变化的全球评估，我们希望在未来分析更精细尺度的变化。
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