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台灣現場

2026唐獎〉她修補了南極天空!唐獎永續獎得主索羅門靠「3P行動」搶救臭氧危機

唐獎永續獎得主蘇珊.索羅門(Susan Solomon)。黃菁慧攝

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從臭氧洞到氣候變遷,人類曾證明全球環境危機並非無解。2026年唐獎得主蘇珊.索羅門以40年研究揭示,科學、政策、產業與公民如何共同推動改變。

1980年代,南極上空臭氧層快速崩解,成為全球重大環境危機。40年後,人類不只找出氟氯碳化物(CFCs)這個元凶,也透過國際合作讓臭氧層逐步復原。站在這場「修復天空」行動核心的,正是2026年唐獎永續發展獎得主、麻省理工學院(MIT)教授蘇珊.索羅門(Susan Solomon)。

索羅門曾深入零下40°C的南極追查臭氧洞成因,提出顛覆當時主流理論的科學解釋,研究也成為《蒙特婁議定書》的重要科學基礎。她的經歷顯示,科學研究不只揭露環境危機,也能推動國際政策與產業轉型。如今全球面對氣候變遷、極端野火與AI能源需求等新挑戰,臭氧洞的成功經驗也再次提出問題:「人類曾經解決一場全球環境危機,今天還能不能再做到一次?」

圖/麻省理工學院(MIT)教授蘇珊.索羅門(Susan Solomon)。黃泓瑜攝

延伸閱讀:2026唐獎永續獎》她解開臭氧層消失之謎!「害羞女孩」索羅門修復天空的科學傳奇

深入南極破譯天空之洞,顛覆既有科學理論

接近地面的臭氧是空氣汙染來源之一,但臭氧並不全是汙染物,距離地表約15至25公里的平流層臭氧能阻擋有害紫外線,如同地球的天然防曬層,只是臭氧層變薄,會增加皮膚癌與白內障等健康風險。

1974年,科學家馬里歐.莫里納(Mario Molina)與舍伍德.羅蘭(Sherwood Rowland)提出,人造CFCs進入平流層後會釋放氯原子並破壞臭氧。不過,當時主流理論認為反應主要發生在「氣相」環境,即使人類持續大量使用CFCs,一個世紀後臭氧總量可能也只減少5%至10%。

1985年的南極觀測卻完全超出預期。臭氧沒有緩慢下降,而是在短時間內大幅減少,部分高度甚至幾乎測不到臭氧。索羅門提出,關鍵不只在氣體之間的反應。南極冬季低溫會形成「極地平流層雲」(PSCs),含氯化合物在雲粒表面發生異質化學反應,到了春季陽光重新照射,大量活性氯被釋放,快速啟動破壞臭氧的連鎖反應。

「當我最初提出這個過程可能發生時,一些同事甚至笑了。」索羅門回憶,當時許多人認為平流層只需考慮氣相化學,「結果證明,那是一個完全錯誤的典範。」

為驗證假說,年僅30歲的索羅門於1986至1987年間擔任美國國家臭氧考察隊首席計畫科學家,率隊前往南極麥克默多研究站。團隊透過可見光光譜觀測,測得二氧化氯(OClO)濃度比預期高出約100倍,成為CFCs造成南極臭氧大量消耗的重要直接證據。1994年南極「索羅門冰川」與「索羅門鞍部」也以她命名,表彰其研究貢獻。

圖/南極臭氧探空儀剖面圖,8月臭氧還正常,9月就掉下來了。黃泓瑜攝

找到元凶還不夠,臭氧危機靠「3P」走向行動

科學證明危機存在,不代表社會一定會採取行動。索羅門認為,臭氧問題能從科學發現進一步形成全球行動,關鍵在於同時具備Personal(切身性)、Perceptible(可感知性)與Practical(可行性)三個條件。

首先是切身性。臭氧層破壞會增加紫外線照射,帶來曬傷、皮膚癌與白內障風險。「這是一個非常個人化的問題。」她指出,當環境風險直接影響身體與生活,更容易引起大眾關注。

其次是可感知性。1980年代的衛星影像與觀測數據直接呈現大片臭氧低值區,不具大氣化學背景的人也能看出異常。相比長期累積、難以察覺的慢性問題,這類「看得見」的危機更容易形成社會壓力。

最後是可行性。當時約75%的CFCs使用在髮膠、除臭劑等噴霧產品,只要改用不含CFC的產品,消費者不必大幅改變生活;清潔溶劑與冷媒也陸續找到替代方案。

「個人化、可察覺、可行性,」索羅門總結,「除非具備這三個要素,否則很難解決任何環境問題。」這套3P也說明,科學成果真正改變世界,還需要讓民眾理解自身風險,並提供可以接受的替代方案,這股社會與科學力量,最後進一步走進國際談判。

197個國家簽署《蒙特婁議定書》,科學走進全球政策

1987年所簽署的《蒙特婁議定書》獲得197個締約方普遍參與,並透過後續談判逐步淘汰破壞臭氧層物質。聯合國統計,至今約99%受管制的臭氧層破壞物質已被淘汰,臭氧層也逐步走向復原。

協議成功不只靠禁用CFC。各國同時建立資金機制,協助開發中國家負擔技術轉換成本,也促使產業開發新的推進劑、清潔劑與冷媒,讓管制與技術替代同步推進。

索羅門之後把研究延伸至氣候變遷。她與研究團隊在2009年指出,即使停止排放二氧化碳,部分由CO₂造成的氣溫、降雨與海平面變化,仍可能持續超過千年。

2002年至2008年間,她共同領導政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)第一工作組,參與第四次評估報告。報告指出「氣候系統的暖化是毫不含糊的」,並認為20世紀中葉以來大部分全球升溫,很可能與人為溫室氣體增加有關。IPCC也於2007年獲頒諾貝爾和平獎。

然而,氣候變遷比臭氧危機更難處理。CFC主要集中在特定化學品與產品,化石燃料卻深入電力、交通、製造與整體經濟體系。更換一罐髮膠相對容易,重建全球能源系統則困難得多。

圖/氣體化學反應會破壞少量的臭氧。黃泓瑜攝

野火、冷氣到AI,臭氧成功經驗面臨新考驗

即使臭氧層逐步恢復,新的風險仍持續出現。索羅門團隊發現,2020年澳洲大規模野火將大量煙塵送進平流層,煙霧粒子促進含氯化合物活化,造成南半球中緯度臭氧下降。研究於2023年刊登在《Nature》,顯示極端野火增加可能拖慢臭氧層復原。

冷媒也面臨新的取捨,淘汰CFC後,產業一度轉向不破壞臭氧層的氫氟碳化物(HFCs),後來卻發現部分HFC具有高度全球暖化潛勢。全球因此再透過《蒙特婁議定書》吉佳利修正案逐步削減HFC,並發展HFO等低暖化潛勢冷媒。

AI則帶來另一種能源壓力,索羅門指出,AI未來可望協助智慧電網,在太陽能、風能等不同電源之間平衡供需,但現階段「數據中心的成長對能源系統造成愈來愈大的需求」。在全球電力仍高度仰賴化石燃料下,資料中心快速擴張短期可能拖慢能源轉型。

但是,真正棘手的仍是政策如何跟上,索羅門認為,環境問題不能只期待企業自律。從DDT、含鉛汽油到CFC的歷史來看,企業可以提供技術與替代方案,但改變市場規則仍需要政策。「解決氣候變遷的方案必須來自政府,而政府的行動源於人民的意願。」

但面對全球對於永續行動逐漸放緩與逆風的狀況,包括川普上任後美國再度退出《巴黎協定》、歐盟對於永續政策進度緩慢等,反映全球氣候治理正面臨新的政治與經濟拉鋸。

索羅門以「沒有真正永遠的天使或惡魔」形容各國角色變化,美國過去曾積極推動《蒙特婁議定書》,如今氣候政策方向已明顯不同;歐洲與中國則在再生能源與產業轉型上扮演更重要角色。她也以過去中國部分企業違規排放CFC為例指出,全球監測發現異常後,中國政府加強管制,排放問題隨後獲得改善。

這也呼應她2024年著作《可解決的》(Solvable)的核心觀點。臭氧危機能夠逆轉,不是靠單一科學發現,而是科學證據、政府政策、企業轉型與公民參與共同推動。人類已證明全球環境危機並非無解。面對氣候變遷與新科技帶來的下一場考驗,真正的問題是,人類能否再次把科學證據轉化為集體行動。

圖/(左至右)唐獎教育基金會執行長陳振川、諾貝爾化學獎得主李遠哲院士、2026年唐獎永續發展獎得主蘇珊索羅門、2026年永續發展獎的評選召集人中研院院士劉兆漢。黃泓瑜攝
🏆 唐獎得主索羅門與永續啟示 重點 QA
Q1:蘇珊.索羅門對保護臭氧層有何重大科學貢獻?
她於1980年代率隊深入零下40°C的南極,證實人造氟氯碳化物(CFCs)會在極地平流層雲表面發生異質化學反應並大量破壞臭氧。這項顛覆當時主流理論的重大發現,成為促使197國簽署《蒙特婁議定書》的關鍵科學基礎。
Q2:索羅門提出的「3P」環境行動心法是什麼?
她認為環境危機要轉化為全球行動,必須同時具備三個條件:切身性(Personal,如紫外線引發皮膚癌威脅健康)、可感知性(Perceptible,如衛星影像可見的臭氧洞),以及可行性(Practical,如能輕易找到無CFC的替代產品)。
Q3:為什麼現在的氣候變遷挑戰比過去的臭氧危機更難解決?
破壞臭氧層的CFCs主要集中在特定的噴霧與冷媒產品,尋找替代方案相對容易。然而,引發氣候變遷的化石燃料早已深植於全球電力、交通與製造等經濟體系中,加上極端野火破壞平流層,以及AI資料中心帶來的龐大能源需求,使重建全球能源系統面臨更複雜的考驗。

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