โลกอนาคต : ป่า

วันนี้เอาบทความของนักวิชาการมาให้อ่านครับ ยาวเชียว ค่อยๆอ่าน พร้อมกับซึมซับความรู้จากการที่ได้อ่านนั้น เอามาเป็นค่านิยมที่ถูกต้องในชีวิตเรา เราจะเป็นคนที่ไม่ทำอันตรายโลก มีอะไรที่สามารถทำได้เพื่อกอบกู้โลกใบนี้ เราจะช่วยกันทำ อธิษฐานเผื่อผมด้วยนะครับ ถ้าเป็นน้ำพระทัยพระเจ้าและพระเจ้าประทานโอกาสให้ทำสิ่งนี้ ผมก็จะทำครับ

ความสามารถในการดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์ของป่าไม้

โดย ครูโอ

        เพื่อศึกษาผลกระทบของกาซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อสิ่งแวดล้อม และศึกษาถึงความสามารถที่ป่าไม้ดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์ อันเป็นทางออกของการแก้ปัญหาของปรากฏการณ์เรือนกระจก (Green House Effect) และปัญหาสิ่งแวดล้อมอันเกิดจากการกระทำของมนุษย์ ซึ่งเราควรตระหนักในคุณค่าของป่าไม้ ได้เรียนรู้ เข้าใจถึงความสำคัญของทรัพยากรป่าไม้ว่ามีความสำคัญมากอย่างไรต่อระบบนิเวศน์และชีวิตของเราทุกคน

       

การสูญเสียป่าไม้ที่มีความอุดมสมบูรณ์ที่สุดของโลกบริเวณแถบทวีปแอฟริกา เอเชียและบริเวณหมูเกาะในเขตร้อน ซึ่งในปัจจุบันมีอยู่ 18,500 ล้านไร่หรือร้อยละ 20 ของพื้นที่โลกที่เป็นพื้นดิน ได้ถูกทำลายไปกว่าครึ่งจากเมื่อ 100 ปีก่อนนี้ หากอัตรการทำลายป่าไม้ยังคงเป็นอยู่ในปัจจุบันป่าไม้เขตร้อนจะถูกทำลายไป 1,400 ล้านไร่ในเวลาอีกไม่ถึง 20 ปีจากนี้ไป

       

การทำลายนั้นส่งผลเสียต่อระบบนิเวศน์ บรรยาการของโลกและการดำรงชีวิตของประชากรโลกโดยตรงโดยตรง

1. ทรัพยากรป่าไม้

ป่าไม้คือพื้นที่หรืออาณาบริเวณที่ปกคลุมไปด้วยต้นไม้หลายชนิดและมีขนาดลดหลั่นกันลงมา รวมทั้งมีสัตว์ป่านานาชนิดเป็นองค์ประกอบ เป็นระบบนิเวศวิทยาขนาดใหญ่ ที่มีการสร้างและถ่ายทอดพลังงานอย่างสมดุล ป่าไม้เป็นต้นกำเนิดชีวิต เป็นแหล่งพลังงาน แหล่งอาหาร ยา-สมุนไพร เป็นต้นกำเนิดแม่น้ำ ลำธาร คอยดูดซับความชื้น เป็นเครื่องปรับอากาศปอดของโลกอีกด้วย

        ถึงแม้ว่าเราจะจัดป่าไม้เป็นทรัพยากรหมุนเวียนที่สามารถสร้างขึ้นทดแทนขึ้นใหม่ได้ แต่ต้องใช้ระยะเวลานาน หากมนุษย์ใช้ทรัพยากรป่าไม้โดยปราศจากการดูแลรักษา หรือขาดการจัดการอย่างถูกต้องและยั่งยืน ย่อมส่งผลให้ป่าไม้เสื่อมโทรม ขาดความอุดมสมบูรณ์ ซึ่งผลเสียที่กระทบต่อมนุษย์และระบบนิเวศน์จะเป็นไปอย่างรุนแรง จนไม่อาจควบคุมภัยธรรมชาติต่างๆได้

1.1 ประเภทของป่าไม้ในประเทศไทย

        จากสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ของประเทศไทยที่ส่งผลให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพ สภาพภูมิอากาศเอื้ออำนวยให้พืชพันธ์ไม้ต่างๆเจริญได้ดี อีกทั้งมรความต่างระดับของพื้นที่จึงเกิดสภาพป่าไม้หลากหลายประเภทดังต่อไปนี้

ก.   ป่าไม้ผลัดใบ(Deciduous Forest)

ป่าไม้ประเภทนี้จะพบขึ้นอยู่ตามที่ดอนหรือเนินเขาและภูเขาที่มีความสูงต่ำกว่า 1000 เมตร ต้นไม่ในป่าจะผลัดใบในฤดูแล้ง เนื่องจากความชื้นในดินไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตและมักพบว่ามีไฟป่าเกิดขึ้นทุกปี ได้แก่ป่า

1.     ป่าเบญจพรรณ ( Mixed Deciduous Forest) มีไม้ไผ่เป็นไม้พันธ์เด่น เป็นป่าโปร่งประกอบด้วยไม้ขนาดกลางเป็นส่วนมาก มีพันธ์ไม้ต่างขึ้นคละกันจำนวนมาก ได้แก่ ไม่สัก ไม้ประดู่ ไม้เต็ง ไม้มะค่า พบในทุกภาคยกเว้นภาคใต้

2.     ป่าแดง ป่าโคก ป่าแพะหรือป่าเต็งรัง (Deciduous  Dipterocarp Forest) พบในดินที่มีความอุดมและความชื้นต่ำกว่าป่าเบญจพรรณ บนพื้นที่ดินโดน ดินลูกรัง  มีหญ้าเพ็ก ไม้เต็ง ไม้รัง ไม้เหียง ไม้พะยอม ไม้พลวงเป็นต้น

3.     ป่าหญ้า(Savana Foerest) เป็นป่าที่ขึ้นบนดินเสื่อมโทรมหรือพื้นที่ป่าธรรมชาติถูกทำลายจนไม่มีพืชอื่นขึ้นอยู่ได้ เป็นพื้นที่รกร้าง ไร่ร้าง พืชที่ขึ้นเป็นไม้พุ่ม หญ้า เช่น หญ้าคา หญ้าพง สาบเสือ กระถินป่า ประดู่ ต้นกระโดน

ข.  ป่าไม้ไม่ผลัดใบ (Evergreen Forest)

มีลักษณะเขียวชอุ่มตลอดทั้งปี ได้แก่

1.     ป่าดิบเมืองร้อน (Tropical Evergreen Forest) พบกระจายตั้งแต่ภาคเหนือลงไปจนถึงภาคใต้ ทั้งที่ราบและภูเขาสูง แต่ต้องเป็นบริเวณที่มีมรสุมพัดผ่านตลอดทั้งปี โดยป่าดิบเมืองร้อนจะเรียกออกตามความสูงและความชื้นดังนี้

·         ป่าดิบชื้น(Tropical Rain-Forest) หรือเรียกว่าป่าดงดิบ พบทุกภาคในประเทศไทย โดยเฉพาะชายฝั่งตะวันออกและภาคใต้ เป็น ป่ารกทึบมีพันธุ์ไม้หนาแน่น แสงส่องถึงพื้นได้ยากมาก ไม้ชั้นยอด(ไม้ที่มีความสูงเด่นเหนือไม้อื่นๆ) ได้แก่ไม้ยางที่มีลำต้นสูงตั้งแต่ 30-50 เมตร และตะเคียน สยา ไข่เขียง กะบาก เป็นต้น ไม้พุ่มจำพวกหวาย ปาล์ม ไผ่และเถาวัลย์ มีความชื้นสูงและแทบไม่เกิดไฟป่า

·         ป่าดิบแล้ง(Dry Evergreen Forest) พบกระจายตามภาคต่างๆ ตามที่ราบและหุบเขาสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 500 เมตร และมีปริมาณน้ำฝน 1000-1500 มม. เป็นป่าค่อนข้างโล่ง แสงส่องถึงพื้น ไม้ประจำได้แก่ ไม้กะแบกดำ  กะแบกโคก ยางนา ยางแดง มะค่าโมง จนถึงหวาย ข่า ขิง ปาล์ม เป็นต้น

·         ป่าดิบเขา ( Hill Evergreen Forest) พบบริเวณเทือกเขาสูงจากระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 1000 เมตรขึ้นไป และมีปริมาณน้ำฝน 1000-1200 ม.ม. ส่วนใหญ่พบตามภูเขาสูงในภาคเหนือและบางแห่งในภาคกลางและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พันธุ์ไม้สำคัญได้แก่ ก่อชนิดต่างๆ เช่นก่อสีเสียด ก่อแป้น ก่อตาหมูน้อย ก่อเลือด ก่อเดือย ก่อแป้น ก่อนก มะขามป้อมแดง สามพันปี พญาไม้ ยมหอม สนแผง กำลังเสือโคร่ง กำยาน บางครั้งพบมีไม้สนขึ้นปะปนอยู่ด้วย ไม้พื้นล่างได้แก่ เฟรินส์ กล้วยไม้ดิน มอสต่างๆ

·         ป่าสน(Coniferous Forest) พบกระจายอยู่ในภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และบริเวณที่ราบที่สูงเกินกว่า 700 เมตร บางครั้งพบบริเวณป่าเต็งรัง มักขึ้นอยู่ในที่ดินไม่อุดมนัก พันธุ์ไม้ส่วนใหญ่เป็นไม้เนื้ออ่อน เช่น สนสองใบ สนสามใบ ไม้เหียง ไม้พลวง ไม้ก่อ ส่วนไม้พื้นล่างเป็นจำพวกหญ้า ที่มักเป็นเชื้อเพลิงสำหรับไฟป่า

·         ป่าบึงหรือป่าพรุ(Swamp Forest) เป็นป่าที่เกิดในพื้นที่ราบลุ่มที่มีน้ำขัง และตามฝั่งทะเลที่มีโคลนเลน มีปริมาณฝนตกมากกว่า 2000 มม. ต้นไม้ในป่านี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ที่พัฒนาส่วนต่างๆ ให้เหมาะสมในการดำรงชีวิต เช่น มีรากหายใจ ใบหนาอวบ ป่าชนิดนี้แบ่งออกตามลักษณะดังนี้

1.     ป่าชายเลน( Mangrove Swamp Forest) พบตามชายทะเลเขตร้อนเท่านั้น บริเวณดินเลนโคลน และมีน้ำทะเลท่วมถึง พันธุ์ไม้ทนทานต่อความเค็ม และสภาพน้ำขึ้นน้ำลง ได้แก่ ไม้โกงกางใหญ่ โกงกางเล็ก แสม ลำพู ลำแพน เป็นต้น พืชเหล่านี้มีรากค้ำยัน เพื่อให้ทรงลำต้นอยู่ได้

2.     ป่าพรุ( Peat Swamp Forest) หรือป่าบึงน้ำจืด บางแห่งเรียกว่าป่าเสม็ด เป็นป่าที่มีน้ำจืดท่วมตลอดทั้งปี ดินมีลักษณะเป็นเลน มีความเป็นกรดสูง ซึ่งเกิดจากการหมักของใบไม้และเศษซากอินทรีย์สาร ไม้ที่ขึ้นได้แก่ เลือดควายใบใหญ่ รัศมีเงิน (พบในป่าชนิดนี้เท่านั้น) ป่าชนิดนี้กระจายทั่วไปในภาคใต้ เช่นป่าพรุโต๊ะแดง จ. นราธิวาส เป็นต้น

1.2 ประโยชน์ของป่าไม้

       

        ป่าไม้มีประโยชน์ต่อมนุษย์ทั้งทางตรงและทางอ้อมดังนี้

ก.    แหล่งต้นน้ำลำธาร

ป่าไม้ที่จะเป็นแหล่งต้นน้ำลำธารต้องเป็นป่าที่อุดมสมบูรณ์ มีพันธุ์ไม้ขึ้นอยู่หนาแน่น มีอินทรียวัตถุสมบูรณ์จะช่วยปรับโครงสร้างดินให้รูพรุน มีช่องว่างสำหรับเก็บเก็บกักน้ำ เมื่อน้ำฝนตกลงถึงพื้นดิน ผ่านต้นไม้ไหลซึมไปตามรากพืช และไหลซึมลงสู่แหล่งน้ำเป็นลำธาร แม่น้ำต่อไป

ข.   แนวป้องกันลมพายุ

โดยปกติแล้วเมื่อลมพายุพัดผ่าน ป่าไม้เป็นแนวป้องกันโดยธรรมชาติ ก่อนเข้าสู่ชุมชน และลดความรุนแรงของภัยธรรมชาติ

ค.    เป็นที่อาศัย แหล่งอนุบาลตัวอ่อนสัตว์ต่างๆ โดยเฉพาะป่าชายเลน

ง.     สถานที่ท่องเที่ยวพักผ่อนหย่อนใจ ทำรายได้ให้กับประเทศ

จ.    อนุรักษ์ดินและน้ำ ยึดหน้าดิน ดูดซับน้ำฝนไว้ ก่อนไหลลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป

ฉ.   เป็นแหล่งเชื้อเพลิง

ช.   ปรับสภาพบรรยากาศ  ให้อุณหภูมิไม่สูงและร้อนเกินไป ทำให้ฝนตกตามฤดูกาล นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มปริมาณออกซิเจนในอากาศอีกด้วย ดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นกาซเรือนกระจก

1.3 สถานการณ์ป่าไม้

       

        ปัจจุบันความเสื่อมโทรมของทรัพยากรป่าไม้ ได้เข้าสู่ภาวะอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยิ่ง แม้ว่ารัฐบาลจะเห็นความสำคัญ และบรรจุเรื่องป่าไม้ไว้ในนโยบายรัฐบาล ในแผนพัฒนาเศรษฐกิจทุกฉบับ ตั้งแต่ฉบับที่ 1-6 แต่ปัญหาความเสื่อมโทรมและการถูกทำลายของทรัพยากรป่าไม้ก็ยิ่งทวีความรุนแรงดังสังเกตได้จากพื้นที่ป่าไม้ลดลงเรื่อยๆ จากร้อยละ 53 ในปี พ.ศ.2504 ลงจนถึงร้อยละ 25.28 ในปี 2541 ซึ่งมีอัตราลดลงโดยเฉลี่ยสูงถึงกว่าปีละ 3.24 ล้านไร่ ในขณะที่การปลูกป่าทดแทนนั้นกระทำได้ไม่ถึงปีละ 3 ล้านไร่ พื้นที่ป่าไม้ในช่วงระยะกว่า 30 ปีที่ผ่านมากถูกทำลายไปกว่า 90 ล้านไร่ และคาดว่าจะมีพื้นที่ถูกทำลายลดลงอีก

ตารางแสดงพื้นที่ป่าไม้ในประเทศไทยระหว่างปี 2504-2541

ปี พ.ศ.	พื้นที่ป่าไม้	ร้อยละของพื้นที่ในประเทศ
2504 2516 2519 2521 2525 2528 2531 2532 2534 2536 2538 2541	171,017,812 138,578,125 124,010,625 109,515,000 97,875,000 94,291,349 89,877,182 89,635,625 85,436,284 83,450,623 82,178,161 81,076,428	53.33 43.21 38.67 34.15 30.25 29.40 28.03 27.95 26.64 26.02 25.62 25.28

ที่มา : อนาคาริกา สุภาพรรณ ณ บางช้าง ป่าไม้กับมนุษย์

ตารางแสดงสภาพความเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าของประเทศไทยในช่วงระหว่างปี 2538-2541

ภาค	เนื้อที่ป่าที่เหลืออยู่(ไร่)		เนื้อที่ป่าที่เปลี่ยนแปลง(ไร่)
	2538	2541	3 ปี	1 ปี
ภาคเหนือ	46,178,701	45,660,825	517,876	172,625.3
ภาคตะวันออกเฉียง เหนือ	13,290,417	13,114,948	175,469	58,489.7
ภาคตะวันออก	4,744,797	4,692,142	52,655	17,551.7
ภาคกลาง	10,180,105	10,030,312	149,793	49,931.0
ภาคใต้	7,784,141	7,578,201	205,940	68,646.7
รวมทั้งประเทศ	82,178,161	81,076,428	1,101,733	367,244.3
	25.62%	25.28%	0.34%	0.11%

ที่มา : ธงชัย จารุพพัฒน์ ส่วนวิเคราะห์ทรัพยากรป่าไม้ กรมป่าไม้ สถานการณ์ป่าไม้ของประเทศไทย

1.4 ปัญหาและสาเหตุ

        ปัญหาและสาเหตุการลดลงของพื้นที่ป่าไม้มีหลายประการโดยแบ่งเป็นสาเหตุหลักๆ 8 ประการดังนี้

1. ปัญหาการขาดแคลนที่ดินทำกิน

เนื่องจากการเพิ่มจำนวนของประชากรอย่างรวดเร็ว ที่ดินของประเทศมีจำนวนจำกัด ก่อให้เกิดความกดดัน และความต้องการที่ดินทำกินเพิ่มขึ้น และเกิดการบุรุกทำลายป่ากล่าวคือ

1.1  การโค่นล้มเผาผลาญป่าไม้บริเวณภูเขา อันเป็นพิ้นที่ต้นน้ำลำธารของแม่น้ำสายสำคัญๆของประเทศ เช่นแม่น้ำปิง วัง ยม น่าน ฯลฯ ความเสียหายดังกล่าวมีทั้งที่เกิดจากชาวไทยภูเขาซึ่งมีจำนวนถึง 522,636 คน และกลุ่มนายทุนผู้แสวงหาผลประโยชน์ การทำลายอยู่ในรูปของการทำไร่เลื่อนลอย ซึ่งเป็นการทำลายป่าไม้ที่รุนแรงที่สุด

1.2  การบุกรุกป่าไม้ใกล้ๆและโดยรอบเส้นทางคมนาคม โดยไม่คำนึงถึงพื้นที่ดังกล่าวว่าเหมาะสมต่อการเพาะปลูกหรือไม่ มีความสุญเสียเกิดขึ้นในทุกภาคเกิดการสูญเสียพันธุ์ไม้มีค่า สูญเสียความอุดมของหน้าดิน

1.3  การจัดสร้างสาธารณูปโภคของภาครัฐ ได้แก่เขื่อนกั้นน้ำทุกประเภท ได้ทำลายพื้นที่ป่าไม้เหนือเขื่อนไปมหาศาล เราไม่ปฏิเสธประโยชน์ คุนูปการของเขื่อน แต่การสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ในประเทศ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า มักเกิดขึ้นในพื้นที่ภาคเหนือ อันเป็นพื้นที่ต้นน้ำลำธารทั้งสิ้น

2. ความล่าช้าในการวางแผนครอบครัว การวางแผนครอบครัวในประเทศไทยได้เริ่มช้าไป 10 ปี คืออยู่ในแผนพัฒนาฯ ฉบับที่ 3(2515-2519) เพราะในระยเวลา 23 ปีจก 2504-2528 ประชากรไทยเพิ่มขึ้นเฉลี่ยร้อยละ 2.7 ต่อปี คือได้เพิ่มขึ้นถึง 26.4 ล้านคน โดยแรงงานส่วนใหญ่อยู่ในภาคเกษตรกรรมกว่าร้อยละ 70 ขณะที่ประเทศที่พัฒนาแล้วจะมีแรงงานภาคเกษตรกรรมไม่ถึงร้อยละ 10 จากกรเพิ่มนี้ทำให้ประเทศไทยมีความจำเป็นต้องใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติ โดยเฉพาะที่ดินทางการเกษตรเพื่อผลิตปัจจัยยังชีพ สาเหตุนี้จึงเป็นอีกปัจจัยที่เร่งให้เกิดการทำลายป่าไม้ในอีกทางหนึ่ง

3. การใช้ที่ดินผิดประเภทและขาดประสิทธิภาพ จากพื้นที่ทำการเกษตรทั้งสิ้น 146.9 ล้านไร่ เป็นการใช้ที่ดินไม่เหมาะสมถึง 33.7 ล้านไร่หรือร้อยละ 22.9 องพื้นที่ทั้งหมด ดังนี้

- การทำนาข้าวบนพื้นที่ไม่เหมาะสม                      13.48 ล้านไร่

- การปลูกพืชไร่บนพื้นที่ไม่เหมาะสม                     14.58 ล้านไร่

- การปลูกไม้ยืนต้นบนพื้นที่ไม่เหมาะสม         1.7 ล้านไร่

-การปลูกพืชบนพื้นลาดเทกว่า 35 เปอร์เซ็นต์         3.9 ล้านไร่

        นอกจากนี้มีการนำที่ดินมาใช้อย่างไม่เหมาะสมได้แก่ การนำที่ดินทางการเกษตรมาเพื่อกิจกรรมอื่นๆ เช่น โรงงานอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย

4. การพัฒนาการเกษตรในอดีตเน้นที่ปริมาณผลผลิตโดยไม่เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต จึงต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก ก่อเกิดปัญหาบุกรุกทำลายป่าสงวนแห่งชาติประมาณ 33 ล้านไร่หรือร้อยละ 25.8 ของพื้นที่ป่าสงวนทั้งหมดของประเทศ

5. การปลูกป่าและการทำลายป่าไม่สมดุลกัน ตั้งแต่ 2549-2529 ได้ปลูกป่าไปเพียง 3.7 ล้านไร่ ซึ่งเป็นตัวเลขที่แตกต่างจากการทำลายป่าอย่างมาก นอกจากนี้ยังขาดการดูแลอย่างเพียงพอ ทำให้ไม้ที่ปลูกมีอัตราการรอดต่ำ อีกทั้งขาดงบประมาณและบุคลากร นอกจากนี้ทรัพยากรป่าไม้นั้นเต็มไปด้วยผลประโยชน์ ทำให้เกิดการขัดผลประโยชน์กับนายทุน ผู้มีอิทธิพล การให้สัมปทานการทำไม้ในอดีตที่ผ่านมายังขาดการคำนึงถึงผลกระทบต่อระบบนิเวศน์คือ เป็นการทำไม้ในระบบตัดทั้งหมด แทนการเลือกตัด

6. ปัญหาหนี้สินของเกษตรกร การเพิ่มจำนวนของประชากร เฉพาะอย่างยิ่งภาคเกษตรกรรมทำให้ที่ดินในทางการเกษตรถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ และไม่เพียงพอต่อการใช้ประโยชน์ และในแง่การผลิตที่ขาดประสิทธิภาพ เกษตรกรจำนวนมากมีหนี้สินและต้องนำที่ดินไปจำนองหรือขาย ตกอยู่ในสภาพที่ต้องเช่าที่ดินทำกิน และบางส่วนก็แก้ปัญหาด้วยการบุกรุกทำลายป่าในทีสุด

7. ปัญหาด้านบุคลากร ขาดการประสานงานเพื่อปฏิบัติการอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างองค์กร หน่วยงานของรัฐและภาคเอกชน ในการดูแล รับผิดชอบ ภาระจึงตกแก่กรมป่าไม้ ซึ่งขาดบุคลากร อีกทั้งการทุจริต แสวงหาประโยชน์ส่วนตน กานสนับสนุนผู้มีอิทธิพลในท้องถิ่นในบุกรุกทำลายป่า

8.     ปัญหาโครงสร้างของหน่วยงานผู้รับผิดชอบ เช่น กรมป่าไม้ยังขาดความเป็นเอกภาพ วิสัยทัศน์และความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันในการจัดการป่าไม้ กล่าวคือ ยังขาดความสมดุลระหว่างการอนุรักษ์กับการจัดการป่าไม้ในเชิงเศรษฐกิจ ทำให้การดำเนินงานบริหารจัดการองค์กรเกิดความขัดแย้งและขาดประสิทธิภาพจึงส่งผลต่อการอนุรักษ์และพัฒนาพื้นที่ป่าไม้

2.กาซเรือนกระจก

        โดยธรรมชาติแล้วกาซบางชนิดในบรรยากาศจะทำหน้าที่เป็นเสมือนกำแพงสกัดกั้นไม่ให้รังสีความร้อนของโลกแผ่ออกไปยังอวกาศเพื่อสร้างความอบอุ่นให้กับโลก ทำให้โลกมีอุณหภูมิพอเหมาะต่อการดำรงชีวิต ในสภาวะอบอุ่น ไม่หนาวเกินไป ประกอบด้วยกาซต่างๆ ลอยอยู่เหนือผิวโลกได้แก่ กาซคาร์บอนไดออกไซด์(CO₂ ) กาซมีเทน(CH₄) กาซไนตัสออกไซด์(N₂O) และสารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน(CFC_s) โดยปกติแล้วกาซชนิดนี้มีปริมาณน้อย แต่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศโลก

        หากกาซเรือนกระจกมีประมาณมากเกินไป ก็จะเก็บและสะท้อนความร้อนกลับลงมาโลกในอีกภูมิภาคหนึ่ง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านภูมิอากาศอ่างมาก เช่น เกิดภาวะอากาศร้อนแห้งแล้งหรือ เอลนีโน่ และภาวะน้ำท่วม อทุกภัยรุนแรงหรือลานีญ่า นั่นเอง

        เอลนีโน่และลานีญ่า โดยปกติแล้วจะมีคาบการเกิด 5-7 ปี แต่เพราะการเพิ่มปริมาณของกาซเรือนกระจก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นการเพิ่มในเชิงอุตสาหกรรม ทำให้คาบการเกิดปรากฏการณ์นี้ร่นเข้ามาเป็นทุก 2 -3 ปี

        เอลนีโน่คือการที่กระแสน้ำได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์น้อยลง มีอุณหภูมิต่ำลง หรือกระแสน้ำอุ่นเกิดการเปลี่ยนทิศทางเดิน ส่งผลให้มีการระเหยไอน้ำสู่บรรยากาศในภูมิภาคนั้นน้อยลง ลงผลให้ไม่มีเมฆฝน และปริมาณมรสุมน้อยลง เกิดความแห้งแล้งอย่างรุนแรง

        ในทางตรงข้ามปรากฏการณ์ลานีญ่าก็เกิดขึ้นในทางกลับกัน กล่าวคือกระแสน้ำเย็นได้รับพลังความร้อนมากขึ้น ทำให้ระเหยกลายเป็นวัตถุกำเนิดฝน ในที่สุดก็เกิดฝนตกหนัก น้ำท่วม ในภูมิประเทศที่ไม่เคยมีปรากฏการณ์เช่นนี้มาก่อน ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศน์และชุมชุนอย่างรุนแรง

       กาซคาร์บอนไดออกไซด์

1. คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นกาซไม่มีสี ไม่มี กลิ่น ไม่ช่วยในการเผาไหม้ จุดไฟไม่ติด เกิดจากการสีนดาป เผาไหม้เชื่อเพลิงทุกชนิด รวมทั้งการหายใจของสิ่งมีชีวิต มีน้ำหนักมากกว่าอากาศประมาณ 1.5 เท่า อยู่ได้ทั้งในสถานะกาซ ของแข็งและของเหลว สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมด้านต่างๆเช่น อุตสาหกรรมการบรรจุน้ำอัดลม โซดา การแสดงต่างๆ และใช้ในการทำฝนเทียม เป็นต้น
2. แหล่งที่มาของคาร์บอนไดออกไซด์ ปกตินั้นอยู่ในธรรมชาติซึ่งมีวัฏจักรของคาร์บอนอยู่แล้ว คือมีการหมุนเวียนคาร์บอนในลักษณะต่างๆ แหล่งของคาร์บอนมีทั้งใน อากาศ พื้นดินและมหาสมุทร โดยประมาณว่า มหาสมุทรจะเป็นแหล่งคาร์บอนที่มากที่สุดประมาณ 38,500x10⁹ เมตริกตัน และเป็นตัวกลางแลกเลี่ยนคาร์บอนในวัฏจักรทั้งหมดอีกด้วย

สาเหตุการเพิ่มปริมาณกาซคาร์บอนไดออกไซด์

1)           กิจกรรมสำคัญในการปลดปล่อยคาร์บอนก็คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งมีแนวโน้มปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศมากขึ้นเรื่อยๆ การเผาไหม้น้ำมันทุกชนิด

2)           การทำลายป่าไม้เพราะป่าไม้เป็นระบบนิเวศน์ที่สามารถจับคาร์บอนไดออกไซด์ลับเข้าสู่วัฏจักรของสารได้ โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง ที่ช่วยรักษาสมดุลของกาซนี้ แต่เมื่อป่าไม้ถูกทำลายลงความสมดุลของวัฏจักรคาร์บอนก็เริ่มเสียไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรทำลายป่าไม้เขตร้อน ที่เรียกกันว่าเป็นปอดของโลก ประมาณได้ว่าทำให้คาร์บอนเพิ่มมากขึ้นในบรรยากาศประมาณร้อยละ 15-30

3.ความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์เรือนกระจกกับป่าไม้

    การเปลี่ยนรูปแบบของสังคมจากสังคมเกษตรกรรมไปสู่สังคมเมืองและอุตสาหกรรม การเพิ่มจำนวนของประชากรอย่างรวดเร็ว การบริโภค-อุปโภคทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ โดยขาดการวางแผนจัดการที่ดี การทำลายทรัพยากรป่าไม้จากคนกลุ่มต่างๆ จึงส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศน์ทั้งดิน น้ำ อากาศ อย่างเลี่ยงไม่ได้

    ป่าไม้จัดว่ามีบทบทต่อการอนุรักษ์ดินและน้ำอย่างมาก การปกคลุม-ยึดหน้าดิน สะสมความชื้น เป็นแหล่งน้ำให้กับธรรมชาติ หากพื้นที่ป่าถูกแผ้วถางทำลายก็จะมีผลก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อสภาวะอากาศทั้งในเรื่องอุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม ปริมาณน้ำฝน ป่าไม้จะช่วยดูดจับเอากาซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ เช่นเดียวกับแพลงตอนพืชในมหาสมุทร ในกระบวนการเดียวกับคือกระบวนการสังเคราะห์แสงดังนี้

                        คลอโรฟิลด์+แสง

6O₂ + 6H₂O     -------------------------> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

ซึ่งตรงกับข้ามกับกระบวนการหายใจ       

    C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -----------------------à 6O₂ + 6H₂O + พลังงาน

จะเห็นได้ว่าหากการสังเคราะห์แสงดำเนินไปอย่างต่อเนื่องก็จะสามารถลดปริมาณกาซคาร์บอนได้ออกไซด์และเพิ่มจำนวนกาซออกซิเจนได้อีกด้วย ในทางกลับกันกาซคาร์บอนได้ออกไซด์จะเพิ่มปริมาณขึ้นได้มากก็ด้วยการเผาไหม้นั่นเอง

ตารางอัตราการจับคาร์บอนจากบรรยากาศตามลักษณะพื้นที่

ลักษณะพื้นที่	อัตราการจับคาร์บอน(CO2) กิโลกรัม/ตารางเมตร
ป่าเขตร้อน เขตทุนดราหรือทะเลทรายว่างเปล่า ป่าเขตอบอุ่นหรือบริเวณเพาะปลูก	1-2 0.01-0.02 0.2-0.4

ที่มา : Bolin , 1970

            จากตารางเปรียบเทียบเราทราบได้ทันทีว่าป่าเขตร้อนก็คือปอดของโลก ดูจากการความสามารถจับกาซคาร์บอนไดออกไซด์ ป่าเขตร้อนสามารถทำได้ดีกว่าพื้นป่าบริเวณอื่นมาก

ตารางปริมาณสุทธิของคาร์บอนในป่าเขตร้อนปี คศ. 1980

แหล่ง	ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์(พันล้านตัน)
ปริมาณคาร์บอนที่สะสมในองค์ประกอบพืชโดยน้ำหนัก กาซคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชปลดปล่อยออกมา กาซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดินปล่อยออกมา(พืชคลุม) กาซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดินปล่อยออกมา(พืชไม่คลุม)	0.49 0.31 - 0.24

หมายเหตุ : เป็นการวิจัยในป่าโปร่ง

ที่มา : FAO (1981)

ตารางแสดงปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลดปล่อยออกมาจากการใช้ประโยชน์จากที่ดิน

สภาพการใช้ดิน	ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลดปล่อยออกมา(ล้านตัน)
พื้นที่เกษตรกรรม พื้นที่ปศุสัตว์ พื้นที่ตัด-ชักลากไม้ พื้นที่ที่มีการเผาป่า	8.9 0.4 1.3 12.4

ผลการศึกษาพบว่า พื้นที่ป่าไม้ที่ถูกทำลายกับอัตราการปล่อยกาซคาร์บอนไดออกไซด์แปรผันตามกัน โดยประเทศไทยมีอัตราการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ต่อพื้นที่ป่าถูกทำลายสูงมากคือ 179 ตันต่อเฮกตาร์ เพราะเป็นการทำลายป่าเพื่อทำไร่เลื่อนลอย เป็นการเปิดหน้าดินโล่งโดยไม่ใช้ประโยชน์

หากพื้นที่ประเทศไทยปราศจากป่าไม้แล้วจะก่อให้เกิดกาซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 2.45 พันล้านตัน จากการศึกษาพบว่าในปี 2031 อุณหภูมิโลกจะสูงขึ้น 3 องศาเซลเซียส ซึ่ง 1.5 องศาเซลเซียสเกิดขึ้นเพราะกาซคาร์บอนไดออกไซด์เพียงกาซเดียวเท่านั้น นอกจากนั้นเป็นเพราะกาซเรือนกระจกอื่นๆ

ป่าไม้กับโลกร้อนมีความสัมพันธ์กัน เพราะป่าไม้มีผลต่อการเพิ่ม-ลดกาซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมาก ปัญหาสิ่งแวดล้อมต่างๆที่เกิดขึ้น ล้วนเกิดขึ้นด้วยอิทธิพลของกาซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสาเหตุหลัก การควบคุมให้กาซคาร์บอนไดออกไซด์ลดปริมาณลงเป็นหนทางสำคัญที่จะแก่ปัญหาโลกร้อนอันเนื่องจากปรากฏการณ์เรือนกระจกได้

4.ความสามารถในการดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์ของป่าไม้

        พืชในป่าโดยเฉพาะพืชในป่าเขตร้อนมีความสามารถในการดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมาก โดยปัจจัยหลักของการดูดซับกาซนี้ก็คือใบของพืชนั่นเอง ใบมีบทบาทในการดูดซับกาซคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุด โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง อีกปัจจัยหนึ่งทีเกี่ยวข้องกับการดูดซับกาซก็คือปริมาณน้ำที่พืชดูดขึ้นมาด้วย นอกจากนี้ก็ขึ้นอยู่กับปริมาณความเข้มของแสงอาทิตย์อีกด้วย

        ผลจากการสังเคราะห์แสงพืชจะนำคาร์บอนไปสร้างอาหาร มวลสารพืชไปเป็นการเจริญเติบโตของลำต้นและส่วนต่างๆ

        ความเข้มข้นของกาซคาร์บอนไดออกไซด์มีผลต่อการเปิดปากใบ รวมถึงปริมาณธาตุและสารอาหารในดิน เพราะเหล็กมีผลต่อการสังเคราะห์แสง ไนโตรเจนและมักเนเซี่ยมก็เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลด์ แมงกานิสและคลอรีนจำเป็นต่อการแตกตัวของน้ำในการสังเคราะห์แสงอีกด้วย

        เนื้อไม้สามารถเก็บกักคาร์บอนได้คือ การสร้างเนื้อไม้(ปลูกต้นไม้) 1 ตันจะใช้กาซคาร์บอนไดออกไซด์ 1.81 ตันและยังปล่อยกาซออกซิเจน 1.32 ต้น นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่า หากผปลูกต้นไม้ใหม่เฉพาะในป่าเขตร้อนรอบๆเส้นศูนย์สูตรพื้นที่ 2.6 ล้านตารางกิโลเมตรจะช่วยลดกาซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 2.5 ล้านล้านตัน(สมศักดิ์ สุขวงศ์,2543) หรืออาจคำนวณปริมาณคาร์บอน โดยนำน้ำหนักแห้งคูณด้วยค่าคงที่ 0.5 จะได้น้ำหนักคาร์บอน เช่น ไม้ตะบูนอายุ 15 ปีมีน้ำหนักแห้ง 20 ตันซึ่งจะมีคาร์บอน 10 ตันต่อไร่

        การรณรงค์ให้ปลูกป่าเป็นความจำเป็นเร่งด่วนที่ทุกฝ่ายต้องเร่งปฏิบัติ และมีสำนึกรับผิดชอบ เพราะเป็นหนทางเดียวที่จะสามารถกำจัดและลดปริมาณกาซคาร์บอนไดออกไซด์ลงได้ ก่อนที่โลกจะร้อนขึ้น ระบบนิเวศน์ได้รับผลกระทบรุนแรง และสุดท้ายประชากรโลกก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงหรือเอาชนะภัยธรรมชาติที่ตนเองเป็นผู้ก่อขึ้นได้

5. การดำเนินงานเพื่อแก้ปัญหาป่าไม้

1. กำหนดแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติให้มุ่งเน้นการพัฒนาทรัพยากรป่าไม้อย่างต่อเนื่องและยั่งยืน
2. ปรับแผนพัฒนาการเกษตรและอุตสาหกรรมให้สอดคล้อง มีความสัมพันธ์ต่อกันและสิ่งแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลต่อการพัฒนา นำทรัพยากรมาใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่าและสร้างขึ้นทดแทนอย่างสมดุล ปรับลดจำนวนแรงงานภาคเกษตรกรรมสู่ภาคอุตสาหกรรม น่าจะเป็นการลดแรงกดดันในความต้องการที่ดินเพื่อการเกษตรลงได้
3. นโยบายและมาตรการพัฒนาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ตลอดจนนโยบายป่าไม้แห่งชาติควรปรับปรุงให้ทันสมัย และมีมาตรการที่ชัดเจน มีผู้ปฏิบัติและดำเนินการอย่างต่อเนื่อง วัดผลได้จริง
4. เร่งดำเนินการปลูกป่า โดยเฉพาะในพื้นที่ต้นน้ำลำธาร อุทยานแห่งชาติและเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า สร้างแรงจูงใจ ให้ชุมชนมีส่วนร่วมในการอนุรักษ์และพัฒนา
5. ประชาสัมพันธ์และให้การอบรมการศึกษาแก่เยาวชน ให้เห็นคุณค่า เกิดจิตสำนึกแห่งการอนุรักษ์ สร้างจิตสำนัก ความสุจริต ชอบธรรมกับเจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติตามนโยบาย รณรงค์ให้ประชาชนมีวินัย เคารพต่อกฎหมายและระเบียบข้อบังคับของทางราชการ
6. ส่งเสริมและควบคุมให้มีการใช้ดินตามมาตรการและพื้นที่ ให้ถูกต้องและมีประสิทธิภาพตามชั้นคุณภาพของลุ่มน้ำที่กำหนด
7. ปรับปรุงกฎหมายเกี่ยวกับป่าไม้ ให้มีบทลงโทษรุนแรง ทันต่อสถานการณ์บังคับใช้ได้จริง
8. เพิ่มงบประมาณ พัฒนาแผนงานอนุรักษ์ สนับงานเจ้าหน้าที่ป่าไม้ นำองค์กรเอกชนและประชาชนมามีส่วนร่วมมากขึ้น
9. หาทรัพยากรทดแทน โดยการศึกษาวิจัยทางวัสดุศาสตร์ เพื่อผลิตวัสดุที่ใช้ทดแทนทรัพยากรป่าไม้
10. เพิ่มคุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตทางการเกษตรนำเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พัฒนาและปลูกฝังภูมิปัญญาพื้นบ้าน อันนำมาสู่การพัฒนาที่ยั่งยืนในที่สุด

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน(ChloroFluoroCarbon)กับสิ่งแวดล้อม

     

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอนเป็นอนุพันธ์ของมีเทน(CH₄),อีเทน(C₂H₆)และโพรเพน(C₃H₈) โดยไฮโดรเจนทุกอะตอมในโมเลกุลจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของคลอรีน(Chlorine)และฟลูออรีน(Fluorine) CFC เป็นสารไม่มีสี ไม่มีกลิ่นหรือมีกลิ่นเพียงเล็กน้อย ไม่ติดไฟ มีความเป็นพิษต่ำมาก มีประโยชน์หลายอย่างโดยเฉพาะสารทำความเย็น สเปรย์ แต่ในปัจจุบันเป็นสารควบคุมทั้งในการผลิตและในการใช้ เพราะหาก CFC ถูกปล่อยสู่บรรยากาศจะทำลายโอโซนในบรรยากาศชั้นสตาร์โตสเฟียร์(Startoshere) จึงมีสัญยาระหว่างประเทศเพื่อลดและเลิกใช้ CFC พร้อมทั้งมีการนำเอาสารอื่นที่ทำลายโอโซนน้อยกว่ามาใช้ได้แก่ มีเทนและไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน( HydroFluoroCarbon) มาใช้ทดแทน

ตารางแสดงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของสารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน

สาร	จุดหลอมเหลว c	จุดเดือด c	การละลายน้ำ mg/l	ความหนาแน่น g/l
CFC-11	-111	23.82	1100	5.86
CFC-12	-158	-29.79	280	6.33
CFC-13	-181	-81.4	90	7.01
CFC-112	26	92.8	120	7.02
CFC-112a	40.6	91.5	-	-
CFC-113	-35	47.57	110	7.38
CFC-113a	14.2	45.8	-	-
CFC-114	-94	3.77	90	7.83
CFC-114a	-94	3.6	-	-
CFC-115	-106	-39.1	60	8.37

1. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับโอโซน

ในบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกนั้นบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ นับว่าเป็นชั้นที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลกมากที่สุด เพราะสามารถกรองรังสีอุลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีส่วนสำคัญ ที่ทำให้อุณหภูมิของโลกอบอุ่นขึ้นอีกด้วย ดังนั้นการศึกษาสถานภาพของโอโซน และสารประกอบที่สามารถทำลายโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ จึงมีความสำคัญมากโอโซนในบรรยากาศมีปริมาณน้อยมาก เฉลี่ยประมาณ 3 ใน 10 ล้านโมเลกุลอากาศ แม้ว่าจะมีปริมาณเล็กน้อยแต่มีบทบาทสำคัญในบรรยากาศมาก โดยปกติพบมากใน 2 บริเวณคือร้อยละ 90 พบในชั้นบรรยากาศ สตราโตสเฟียร์ที่ความสูงประมาณ 8 ถึง 50 กิโลเมตร พบโอโซนหนาแน่นที่ประมาณ 15 - 35 กิโลเมตร เรียกว่า ชั้นโอโซน ส่วนที่เหลือร้อยละ 10 พบที่บริเวณชั้นล่างลงมา คือชั้นโทรโพสเฟียร์ ดังภาพ

โอโซนในบรรยากาศ

โมเลกุลของโอโซนใน 2 บริเวณ นี้มีลักษณะทางเคมีเหมือนกัน เพราะว่าประกอบด้วอะตอมออกซิเจน 3 อะตอมรวมกันด้วยสูตรเคมี O3 แต่มีผลกระทบต่อความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตต่างกัน โอโซนในบรรยากาศสตราโตสเฟียร์มีบทบาทสำคัญ ในการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายทางชีวภาพ ที่เรียกว่า UV-B ซึ่งมีเพียงส่วนน้อยที่ส่องถึงพื้นโลก การดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลต ทำให้เกิดความอบอุ่นในบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งมีลักษณะอุณหภูมิสูงขึ้นตามความสูง โอโซนจึงมีความสำคัญต่อระบบอุณหภูมิในบรรยากาศโลก หากปราศจากการกรองรังสีอัลตราไวโอเลต แล้วจะมีรังสีส่องถึงพื้นโลกมากขึ้น และส่งผลกระทบต่อมนุษย์ สัตว์ และพืชส่วนที่ผิวพื้นโลก โอโซนกลับเป็นอันตราย เพราะว่าทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น และระดับโอโซนที่สูงจะเป็นพิษกับสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นผลกระทบเชิงลบตรงกันข้ามกับคุณประโยชน์ในการช่วยกรองรังสีUV-B

บทบาททั้งสองประการของโอโซนนำไปสู่เรื่องของสิ่งแวดล้อมที่แยกประเด็นกันชัดเจน คือความเป็นห่วงในโอโซนผิวพื้นที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นส่วนประกอบในหมอกโฟโตเคมิคัลที่บริเวณผิวพื้นในเมืองใหญ่ และในชนบท และความเป็นห่วงเรื่องการสูญเสียโอโซนในบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ เครื่องมือต่างๆ ทั้งภาคพื้นดิน และดาวเทียมตรวจพบว่ามีโอโซนลดลงมากเหนือทวีปแอนตาร์กติกถึงร้อยละ 60 ระหว่างเดือนกันยายน-พฤศจิกายนของทุกปีที่เรียกปรากฏการณ์ "รูรั่วโอโซนในทวีปแอนตาร์กติก" (Antarctic Ozone Hole) และเกิดการลดลงทำนองเดียวกันในขั้วโลกเหนือคือทวีปอาร์กติก ในฤดูหนาวถึงฤดูใบไม้ผลิตามปกติคือเดือนมกราคม-มีนาคมในช่วงเวลากว่า 10 ปีที่ผ่านมา อัตราการลดลงของโอโชนเฉลี่ยถึงร้อยละ 20-25 และมีค่าสูงกว่านี้สำหรับช่วงสั้นๆ ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยา เช่นการเกิดของเมฆสตราโตสเฟียร์บริเวณขั้วโลกหรือ Polar Stratosphere Clouds (PSC) ซึ่งเป็นตัวการสำคัญในการนำสารประกอบ CFCs ไปสู่บรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ถึงแม้อัตราการลดลงจะรุนแรงน้อยกว่าในขั้วโลกใต้แต่มีความสำคัญมาก เพราะว่าเป็นที่อยู่อาศัยของประชากรส่วนใหญ่ เพราะการเพิ่มขึ้นของรังสี UV-B ที่ตรวจพบนั้นสัมพันธ์กับการลดลงของโอโซนอย่างเห็นได้ชัด

จากการตรวจวัดภาคพื้นและดาวเทียมซึ่งได้ใช้เวลาศึกษามากกว่า 2 ทศวรรษโดยประชาคมผู้วิจัยจากนานาประเทศได้แสดงให้เห็นว่า สารเคมีที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นทำให้ชั้นโอโซนบางลง สารประกอบที่ทำลายโอโซนประกอบด้วยคลอรีน (Cl) ฟลูออรีน (F) โบรมีน (Br) คาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H) มักเรียกรวมกันว่า ฮาโลคาร์บอน (Halocarbon) ส่วนสารที่ประกอบด้วยเพียง คลอรีน ฟลูออรีนและคาร์บอน เรียกว่า คลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือ CFCs(Chlorofluorocarbon) สารประกอบ CFCs คาร์บอนเตตระคลอไรด์(CCl4) และเมธิลคลอโรฟอร์ม(methyl Chloroform or 1,1,1-Trichloroethane) เป็นก๊าซสังเคราะห์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็นเช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ การเป่าโฟม การใช้ทำความสะอาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และใช้เป็นสารชะล้างอื่นๆ สามารถทำลายโอโซนได้เป็นอย่างมาก อีกกลุ่มหนึ่งคือ ฮาลอน (Halon) ประกอบด้วย C, Br, F และ Cl มักใช้เป็นสารดับเพลิง ประเทศต่างๆได้ตัดสินใจหยุดผลิตและบริโภค ยกเว้นเพื่อการใช้กรณีจำเป็น และในอุตสาหกรรมได้พัฒนาสารทดแทนที่ไม่ทำลายโอโซนขึ้นมาใหม่ ( Ozone-Friendly)

ปัญหาที่เกิดขึ้นกับโอโซน มี 2 ประเด็น คือ

1. เราสามารถฟื้นฟูโอโซนที่เสียไปได้หรือไม่
2. เราจะป้องกันปัญหาที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้อย่างไร

การเยียวยาแก้ไขมี 3 ทางเลือกคือ

1. หาทางเอา CFCs ออกจากบรรยากาศ
2. หยุดปล่อยคลอรีนที่ทำลายโอโซนก่อนที่จะเกิดความเสียหายมากกว่านี้
3. ทดแทนโอโซนที่สูญเสียไปในบรรยากาศ หรือ บางทีควรจะนำโอโซนมลพิษในเมืองที่มากเกินไปฉีดขึ้นไปชดเชยส่วนที่ขาดหาย หรือสร้างขึ้นใหม่

อย่างไรก็ตามเนื่องจากโอโซนทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นได้ง่าย จึงไม่เสถียรพอที่จะถูกสร้างและส่งขึ้นไปในบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ได้ เมื่อพิจารณาปริมาตรของบรรยากาศและขนาดของโอโซนที่หายไป ที่มีขนาดมหาศาล จะเป็นการลงทุนที่สูง และใช้พลังงานมากจึงเป็นสิ่งปฏิบัติยากและเป็นการทำลายสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

การฟื้นฟูชั้นโอโซน ด้วยการมีพิธีสารมอนทรีออล และการแก้ไขต่างๆ ซึ่งเป็นข้อตกลงเรื่องการหยุดผลิต และบริโภคสารทำลายโอโซนต่างๆ โดยการหยุดผลิตอย่างสิ้นเชิงและการใช้กรณีวิกฤตเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยกำหนดให้ปี ค.ศ. 1996 เป็นหมายกำหนดการเลิกผลิต และใช้สำหรับประเทศพัฒนาแล้ว และปี ค.ศ. 2000 เป็นหมายกำหนดการเลิกผลิตและใช้สำหรับประเทศกำลังพัฒนา ผลลัพธ์คือปริมาณคลอรีนในบรรยากาศชั้นล่างๆ ที่จะสามารถขึ้นไปถึงสตราโตสเฟียร์ได้ถึงจุดสูงสุดแล้ว และความเข้มข้นในชั้นสตราโตสเฟียร์จะถึงจุดสูงสุดในปลายศตวรรษที่ 20 และจะเริ่มลดลงอย่างช้าๆ โดยขบวนการธรรมชาติ และชั้นโอโซนจะกลับคืนมาเหมือนเดิมในอีกประมาณ 50 ปีข้างหน้า

2. การเปลี่ยนแปลงชั้นโอโซน

เชื่อกันว่าหลายล้านปีมาแล้วที่องค์ประกอบของบรรยากาศไม่มีการเปลี่ยนแปลง แม้แต่สารประกอบที่หายากเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทราบกันว่าได้เปลี่ยนแปลงไป ในขณะนี้ โมเลกุลโอโซนซึ่งมีความเข้มข้นมากที่ความสูง 15-35 กิโลเมตร ได้กำหนดโครงสร้างของอุณหภูมิในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ และปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกด้วยการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย แต่กว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา มนุษย์ได้ทำให้ชั้นโอโซนอยู่ในภาวะอันตราย เนื่องจากการปล่อยสารประกอบที่มีส่วนทำลายชั้นโอโซนที่ผ่านมาได้ทำให้ธรรมชาติขาดสมดุลย์ไป

การตรวจวัดโอโซนเริ่มต้นประมาณปีทศวรรษที่ 1920 แต่เริ่มมีการตรวจวัดที่เป็นระบบเมื่อกว่า 40 ปีที่ผ่านมา โดยสมาชิกกว่า 60 ประเทศได้ก่อตั้งระบบการตรวจโอโซนทั่วโลกภายใต้องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO\GO3OS) ขี้นเพื่อเตรียมข้อมูลสำหรับการพิสูจน์ และทำความเข้าใจสภาวะชั้นโอโซนและการเปลี่ยนแปลงไป ข้อมูลเหล่านี้ได้ใช้ในการวิเคราะห์อย่างละเอียดตั้งแต่ช่วงปีทศวรรษที่ 1970 เมื่อมีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ชี้ว่าสารประกอบพวกคลอโรฟลูออโรคาร์บอนและฮาลอนมีศักยภาพสูงต่อการทำลายชั้นโอโซน อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งประมาณทศวรรษที่ 1980 โอโซนที่ลดลงเหนือทวีปแอนตาร์กติกในฤดูใบไม้ผลิ ได้รับความชัดเจน เนื่องจากการศึกษาวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกว่า 25 ปีได้แสดงให้เห็นว่า สารประกอบที่ปล่อยสู่บรรยากาศโดยมนุษย์นั้น กำลังทำลายโอโซนเนื่องจากบรรยากาศไม่มีขอบเขตของประเทศใดประเทศหนึ่ง ดังนั้นกิจกรรมการเยียวยารักษาจึงควรเป็นภารกิจของทุกประเทศ องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกได้รับผิดชอบการทำงานกับประเทศต่างๆ เพื่อเตรียมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ และเป็นกระบอกเสียงให้กับรัฐบาลในเรื่องสภาวะและพฤติกรรมของบรรยากาศ และภูมิอากาศโลก ในปี ค.ศ. 1975 ได้ออกแถลงการณ์ฉบับแรกเรื่อง "การเปลี่ยนแปลงไปของชั้นโอโซนเนื่องจากกิจกรรมมนุษย์และผลกระทบต่อภูมิอากาศ 2 ปีต่อมา องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกและองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) มีการประชุมผู้เชี่ยวชาญ เพื่อวางแผนการดำเนินการเพื่อพิทักษ์ชั้นโอโซน ณ กรุงวอชิงตัน ดีซี ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1977 นับเป็นความสำเร็จของการร่วมมือขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก และองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ที่ได้มีการประเมินทางวิทยาศาสตร์ของสภาวะชั้นโอโซน เป็นระยะ ๆ โดยนักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่างๆ เพื่อเป็นพื้นฐานการต่อรองโดยองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติต่อข้อสรุป ของอนุสัญญาการพิทักษ์ชั้นโอโซนนั่นคือ อนุสัญญาเวียนนา ในปี ค.ศ. 1985 และพิธีสารมอนทรีออล ค.ศ.1987 ตลอดจนการแก้ไขพิธีสารมอนทรีออล ณ กรุงลอนดอน ปี ค.ศ.1990 การแก้ไขพิธีสารมอนทรีออล ณ กรุงโคเปนฮาเกน ปี ค.ศ. 1992 ณ กรุงเวียนนา 1997 และ ณ กรุงปักกิ่ง ค.ศ. 1999 สำหรับความจำเป็นในการหยุดใช้สาร ซีเอฟซี ฮาลอน และสารทำลายโอโซนชนิดอื่นๆ ที่เป็นตัวการหลักในการทำลายโอโซน ในเวลาต่อมา ข้อตกลงเหล่านี้เป็นสนธิสัญญาการจัดการความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมโลกครั้งแรก ซึ่งอยู่ภายใต้สหประชาชาติ เพื่อป้องกันปัญหาที่กำลังเกิดขึ้น เรื่องของสนธิสัญญาเหล่านี้ถือเป็นกรณีพิเศษ และจะถือเป็นแบบอย่างการดำเนินการระดับนานาประเทศที่นอกเหนือจากการบำบัดสิ่งแวดล้อมโลก การดำเนินการหรือกิจกรรมเพื่อพิทักษ์ชั้นโอโซน ถือเป็นความสำเร็จระดับนานาประเทศที่สำคัญยิ่งในศตวรรษนี้ และเป็นเครื่องบอกความร่วมมือระหว่างรัฐบาล วงการอุตสาหกรรม องค์กรสิ่งแวดล้อมและประชาชน ทำให้เราได้รับความมั่นใจในความปลอดภัยและความยั่งยืนของโลก

นับแต่ราวๆ ปี ค.ศ.1970 เป็นต้นมา ความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์กลุ่มย่อยได้กลายมาเป็นความสนใจระดับโลก การเปลี่ยนแปลงอย่างก้าวกระโดดนี้ ก็เพราะว่านักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า ความเข้มข้นของโอโซนในบรรยากาศถูกรบกวนด้วยกิจกรรมโดยมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงนี้ ตรวจพบโดยข้อมูลจากการตรวจวัดทั่วโลกตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1950 มากกว่า 150 สถานีในอดีต 15 ปี จากดาวเทียมพิเศษ และจากการศึกษาวิจัยในห้องปฏิบัติการ การตรวจนอกสถานที่ต่างๆ การค้นคว้าเชิงทฤษฎี เหล่านี้ได้สร้างการเชื่อมโยงระหว่างสารสังเคราะห์ และการสูญเสียโอโซน โดยข้อมูลเหล่านี้ที่ประเทศต่างๆ ตอบสนองการเรียกร้องโดยองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ขอให้ลงนามใน อนุสัญญาเวียนนา เพื่อพิทักษ์สิ่งแวดล้อมโอโซน ฉบับแรก ในปี ค.ศ. 1985 ร้อยละ 99 ของอากาศที่เราหายใจเข้าไปประกอบด้วยไนโตรเจน ถึง 78 ออกซิเจน 21 และสัดส่วนนี้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาหลายล้านปี นอกจากนี้เป็นส่วนประกอบอื่นๆ เช่น ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ โอโซนและก๊าซเฉื่อย (เช่นอาร์กอน ฮีเลียม นีออน) รวมกันแล้วน้อยกว่าร้อยละ 1 ของปริมาณอากาศทั้งหมด เฉพาะโอโซนแล้วประกอบด้วยโดยเฉลี่ย 3 ใน10 ล้านโมเลกุล (ถ้าทุกโมเลกุลโอโซนถูกกดลงที่ผิวพื้นโลกจะมีความหนาประมาณ 3 มิลลิเมตร) แม้ว่าจะมีสัดส่วนน้อยแต่โมเลกุลโอโซนก็มีบทบาทสำคัญมากต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกมาก โดยที่การดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า 320 นาโนเมตร จะช่วยป้องกันอันตรายให้กับมนุษย์สัตว์และพืช และโอโซนยังไปกำหนดโครงสร้างทางอุณหภูมิของอากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ 10-50 กิโลเมตร ทำให้มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามความสูงดังรูป

จากรูป ร้อยละ 90 ของโอโซนอยู่ในสตราโตสเฟียร์หนาแน่นมากที่ความสูง 19-23 กิโลเมตร เหนือจากพื้นโลกดังกราฟแสดงด้วยเส้นซ้ายมือ และอุณหภูมิอากาศหลังจากที่ลดลงอย่างรวดเร็วตามความสูงชั้นโทรโพสเฟียร์แล้วกลับเพิ่มขึ้นตามความสูง เนื่องจากการดูดกลืนรังสีของกาซโอโซนดังเส้นขวามือ แม้ว่าการเกิดโอโซนจะขึ้นกับพลังงานจากดวงอาทิตย์ แต่ก็สามารถสลายตัวได้เองโดยสารประกอบ พวกไนโตรเจน ออกซิเจน และคลอรีนหรือโบรมีน ในธรรมชาติ สารเคมีเหล่านี้มีอยู่ในบรรยากาศสตราโตสเฟียร์มานานก่อนที่มนุษย์ จะเป็นผู้สร้างมลภาวะในอากาศ โดยปกติการประกอบไนโตรเจนมักมาจากภาคพื้นดินและมหาสมุทร ส่วนไฮโดรเจนมาจากไอน้ำในอากาศ และคลอรีนมาจากมหาสมุทรในรูปเมธิลคลอไรด์และเมธิลโบรไมด์ ขณะนี้มนุษย์เป็นผู้ทำลายความสมดุลย์ระหว่างการเกิดและการสลายตัวของโอโซน โดยการปล่อยสารประกอบจำพวกคลอรีนและโบรมีน เช่น คลอโรฟลูออโรคาร์บอน(CFC) เข้าไปในบรรยากาศ เราจึงเป็นผู้ทำลายโอโซนให้มีปริมาณต่ำกว่าเดิมในสตราโตสเฟียร์

ขบวนการที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้นที่ผิวโลกหรือบรรยากาศชั้นล่างที่ 0- 12 กิโลเมตรที่เรียกว่าโทรโพสเฟียร์ ส่วนมากเป็นผลจากขบวนการสันดาป ความเข้มข้นของโอโซนในละติจูดกลางทางซีกโลกเหนือเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าของเมื่อ 100 ปีก่อน การเพิ่มขึ้นของโอโซนนี้ไม่สามารถชดเชยการลดลงของโอโซนในชั้นบนได้ ซึ่งความเปลี่ยนแปลงนี้มีผลต่อสมดุลของระบบบรรยากาศทั่วโลก

3. โอโซนในบรรยากาศ

โมเลกุลโอโซน (O3) ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน 3 อะตอม แทนที่จะเป็นโมเลกุลออกซิเจน(O2)ตามปกติ รวมตัวกันในบรรยากาศ เมื่อโมเลกุลออกซิเจนได้รับรังสีดวงอาทิตย์ ในขบวนการโฟโตไลซิส(Photolysis)โมเลกุลออกซิเจนจะแตกตัวเป็นอะตอมออกซิเจน 2 อะตอม ซึ่งจะกลับไปรวมตัวกัน 3 อะตอมเกิดเป็นโอโซนอีกครั้งหนึ่งโอโซนถูกทำลายโดยธรรมชาติผ่านวัฏจักรคะตาไลติก (Catalytic Cycle)หรือที่เกี่ยวข้องกันของออกซิเจน ไนโตรเจน คลอรีน โบรมีนและไฮโดรเจน ชั้นสตราโตสเฟียร์ (สูง 10-50 กิโลเมตร)ประกอบด้วย โอโซนในบรรยากาศร้อยละ 90 และหนาแน่นมากที่สุดที่ประมาณ 19-23 กิโลเมตร

โอโซนถูกทำลายโดยธรรมชาติผ่านวัฏจักรคะตาไลติก (Catalytic Cycle) หรือที่เกี่ยวข้องกันของออกซิเจน ไนโตรเจน คลอรีน โบรมีน และไฮโดรเจน ชั้นสตราโตสเฟียร์ (สูง 10-50 กิโลเมตร)ประกอบด้วย โอโซนในบรรยากาศร้อยละ 90 และหนาแน่นมากที่สุดที่ประมาณ 19-23 กิโลเมตร (รูปที่ 1) รังสีดวงอาทิตย์กับการลดลงของโอโซนในสตราโตสเฟียร์เริ่มแรก เกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์จึงมีผลต่ออัตราการเกิดโอโซน พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่ปล่อยออกมาในส่วนที่เป็นสเปคตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต จะแปรตามวัฏจักรในรอบ 11 ปี ของจุดในดวงอาทิตย์ จากการตรวจวัฏจักรของดวงอาทิตย์นับจากปี ค.ศ. 1950 แสดงให้เห็นว่าระดับโอโซนลดลงร้อยละ 1-2 จากค่าสูงสุดถึงต่ำสุดของวัฏจักรดวงอาทิตย์ (Solar Cycle) ปกติ

การดูดกลืนรังสีดวงอาทิตย์โดยโอโซน

รังสีอัลตราไวโอเลตไม่ส่องถึงพื้นที่ช่วงคลื่น UV-B (320 นาโนเมตร) เนื่องจากมีโอโซนดูดกลืน

4. การตรวจวัดและการกระจายโอโซน

ผู้ค้นพบโอโซนชื่อ C.F. Sch?nbein (ขณะตรวจวัดการคายประจุไฟฟ้าใน ค.ศ. 1839) ต่อมาหลังจากปี 1850 มีการหาส่วนประกอบของบรรยากาศในธรรมชาติ) ชื่อโอโซนมาจากภาษากรีก แปลว่า "กลิ่น" เนื่องจากมีกลิ่นฉุนเป็นพิเศษเมื่อมีความเข้มข้นมากๆ เริ่มมีการตรวจวัดโอโซนผิวพื้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1860 ต่อมาในปี ค.ศ. 1880 มีการทดลองที่แสดงว่าโอโซนดูดกลืน รังสีอัลตราไวโอเลตในช่วงสเปคตรัมแสงอาทิตย์ ปี ค.ศ. 1913 มีข้อพิสูจน์ว่าโอโซนส่วนมากอยู่ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่ความสูง 19-23 กิโลเมตร (ตามรูปที่ 1) ปี ค.ศ. 1920 มีการตรวจวัดโอโซนรวมในแนวดิ่งโดยนาย G.M.B.Dobson นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ แห่งมหาวิทยาลัย ออกซ์ฟอร์ด โดยเครื่องมือที่ประดิษฐ์ขึ้นชื่อ ด็อบสันสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ (Dobson Spectrophotometer) ต่อมาเครื่องมือนี้ได้กลายเป็นมาตรฐาน และมีการใช้ตรวจวัดโดยระบบกรตรวจโอโซนทั่วโลก (GO3OS) ต่อเนื่องมาจนปัจจุบันใช้ตรวจกว่า 100 สถานี รวมทั้งประเทศไทยโดยกรมอุตุนิยมวิทยา นับแต่ปี พ.ศ.2522
ปริมาณโอโซนปกติจะรายงานเป็นความหนาของโอโซนรวมในแนวดิ่ง ที่เรียกกันว่าหน่วยด็อบสัน (Dobson Unit) ปลายทศวรรษที่ 1950 มีการใช้เครื่องวัดแบบ ฟิลเตอร์ โอโซโนมิเตอร์ (filter ozonometer) ในรัสเซียถึง 44 สถานี ปัจจุบันมีเครื่องมือ บรูเวอร์ สเปคโตรโฟโตมิเตอร์ (Brewer Spectrophotometer) ได้ถูกพัฒนาขึ้น โดยที่มีเครื่องมือชนิดต่างๆ จำนวนมากขึ้นจึงเริ่มมีการรายงานข้อมูลโอโซน การตรวจวัดภาคพื้นดินได้ขยายออกไปเป็นระบบดาวเทียมพิเศษ เช่น Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) มีการตรวจวัดฝุ่นละอองในบรรยากาศ (Stratospheric Aerosol) และการตรวจหาก๊าซอื่นๆ ตลอดจน Solar Backscatter Ultraviolet Spectrometer (SBUV) ได้รับการพัฒนาขึ้น เพื่อตรวจวัดรังสีอัลตราไวโอเลต

ปี ค.ศ.1929 ค้นพบวิธีที่เรียกว่า อัมเคอร์ เอฟเฟค (Umkehr Effect) ที่ใช้หาโอโซนในแนวดิ่ง เริ่มใช้กันในปี ค.ศ. 1930 ที่ได้จากการพัฒนาทฤษฎีโฟโตเคมีคัลของการรวมตัวโอโซน (Chapman) ต่อมามีการตรวจวัดด้วยบอลลูน โอโซนซอนด์ ซึ่งให้ข้อมูลโอโซนตามความสูง

เครือข่ายการตรวจโอโซนทั่วโลกได้ตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1957 ซึ่งเป็นปีภูมิฟิสิกส์สากลหรือ(International Geophysical Year, IGY) โดย WMO เป็นผู้รับผิดชอบการเก็บข้อมูลโอโซนจาก IGY โดยร่วมมือกับประชาคมโอโซนสากล จึงมีมาตรฐานคุณภาพการตรวจวัดที่ดี กิจกรรมนี้คือ GO3OS และปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ เฝ้าติดตามบรรยากาศโลก หรือ Global Atmospheric Watch (WMO-GAW)

การศึกษาโอโซนได้เน้นไปถึงจุดประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ เช่นการหาบทบาทของโอโซนในสมดุลย์เชิงการแผ่รังสี หรือศักยภาพในการใช้เป็นตัวแปรหลักของการหมุนเวียนบรรยากาศ การเชื่อมโยงระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้น และมะเร็งผิวหนัง ซึ่งเป็นสิ่งน่าสงสัย แต่โลกก็ยังคงไม่ระมัดระวังในกิจกรรมที่เสี่ยงต่อการสูญเสียโอโซน

โอโซนจะเกิดขึ้นตลอดทั้งปีในชั้นสตราโตสเฟียร์เหนือแถบศูนย์สูตร แล้วเคลื่อนที่ไปทางแถบละติจูดขั้วโลก บริเวณสตราโตสเฟียร์ชั้นล่างๆ จะมีโอโซนมากที่สุด ขึ้นอยู่กับความสูงของโทรโพพอส การเคลื่อนที่ขึ้นไปกับกระแสอากาศไปทางขั้วโลก โอโซนจะมีค่าสูงสุดเหนือแคนาดาถึงอาร์กติกและเหนือเขตไซบีเรีย ระหว่างฤดูหนาวในซีกโลกใต้ จะมีมวลอากาศเย็นก่อตัวเป็นวงรอบขั้วโลกใต้ เกือบมีลักษณะสมมาตร ซึ่งจะป้องกันมวลอากาศที่มีโอโซนมากจากเขตร้อนศูนย์สูตร ไม่ให้เข้าถึงละติจูดบริเวณขั้วโลกใต้ ความเข้มโอโซนจึงมีค่าสูงเหนือละติจูดกลาง จนกว่าจะถึงฤดูร้อนของทวีปออสเตรเลีย (ซีกโลกใต้) สภาวะทางอุตุนิยมวิทยาเหนือแอนตาร์กติกเช่นนี้ ประกอบกับปริมาณของรีแอคทีฟคลอรีน เป็นเหตุกระตุ้นให้เกิดการทำลายโอโซน

ที่ตั้งของสถานีตรวจวัดโอโซนทั่วโลก นำมาซึ่งค่าเฉลี่ยและการกระจายโอโซน โดยมีค่าต่ำในเขตศูนย์สูตรและมีค่าสูงในละติจูดกลางและขั้วโลก สำหรับประเทศไทยมีค่าเฉลี่ยรายปี 240-280 หน่วยด็อบสัน

5. การตรวจวัดโอโซนและหน่วย

โอโซนรวมคือ ปริมาณโอโซนทั้งหมดในแนวดิ่งต่อพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร ที่ความกดอากาศและอุณหภูมิมาตรฐาน สามารถแสดงในหน่วยของความดันโดยปกติประมาณ 0.3 เซนติเมตรบรรยากาศ ถ้าเป็นมิลลิ บรรยากาศ เซนติเมตร (m atm cm) มักเรียก หน่วยด็อบสัน (Dobson Unit) และสอดคล้องกับความเข้มบรรยากาศเฉลี่ย 1 ส่วนต่อพันล้านส่วนโดยปริมาตร (ppbv) โอโซนจะไม่กระจายสม่ำเสมอตลอดแนวดิ่ง โดยมีค่าเฉลี่ยทั่วโลกคือ 300 หน่วยด็อบสัน แปรตามที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ จากประมาณ 230-500 หน่วยด็อบสัน ค่าโอโซนเฉลี่ยต่ำสุดที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรและสูงขึ้นตามละติจูดที่เพิ่มขึ้น

อัมเคอร์เอฟเฟค (Umkehr Effect)

6. โอโซนถูกคุกคาม

ไม่มีใครนึกฝันว่ากิจกรรมมนุษย์จะนำมาซึ่งการคุกคามชั้นโอโซน จนกระทั่งทศวรรษที่ 1970 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชี้ว่าที่มาของปัญหามี 2 สาเหตุ คือไอเสียเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง (Supersonic Transport; SST) ที่บินในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนล่าง และสารเคมีที่ใช้ในเครื่องทำความเย็น และละอองของสเปรย์ต่างๆ โดยในปี ค.ศ. 1971 นาย H.S. Johnston มหาวิทยาลัยเบิร์กเลย์แห่งแคลิฟอเนียร์ชี้ว่าเครื่องบิน SST ต่างๆ จะปล่อยไนตริกออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ตอนล่าง และเป็นไปได้ในการไปกระตุ้นการสลายโอโซนในธรรมชาติ 3 ปีต่อมา F.S. Rowland และ Mario J. Molina ได้ชี้ให้เห็นว่าการใช้ก๊าซเฉื่อยอย่างคลอโร ฟลูออโรคาร์บอนซึ่งได้เคลื่อนย้ายไปสู่บรรยากาศ โดยการเคลื่อนที่แบบยกตัวของบรรยากาศ สามารถดูดกลืน โฟตอนพลังงานสูงจากแสงอาทิตย์และปล่อยอะตอมคลอรีนอิสระออกมา และอะตอมคลอรีนนี้สามารถไปสลายโมเลกุลโอโซน ได้โดยปฏิกิริยาคะตาไลติก ต่อมาทั้งคู่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี ค.ศ.1995 เราทราบว่าโบรมีนในสารจำพวกฮาลอนที่ใช้ในอุปกรณ์ดับเพลิง ก็ถูกปล่อยสู่บรรยากาศสตราโตสเฟียร์ และมีผลทำลายโอโซนได้มากกว่า ทั้งคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) และฮาลอนสามารถอยู่ในบรรยากาศได้นานมากกว่าร้อยปี ฮาโลคาร์บอน (ประกอบด้วยอะตอม คลอรีน (Cl) ฟลูออรีน(F) โบรมีน (Br) คาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H))ที่ถูกปล่อยออกมาในช่วง 6 ปีที่ผ่านมาจะมีผลทำลายโอโซนในสิบปีถัดไป คลอรีน และโบรมีนที่เคลื่อนที่ขึ้นไปนับเป็นปริมาณหลายพันตัน นั้นถือว่ามากกว่าคลอรีนที่ปล่อยจากมหาสมุทรในรูปเมธิลคลอไรด์ และโบรไมด์โดยธรรมชาติหลายเท่า

ปี ค.ศ.1975 องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกมีการประชุมผู้เชี่ยวชาญ และออกแถลงการณ์เรื่อง "การเปลี่ยนแปลงชั้นโอโซนเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ และผลกระทบทางภูมิฟิสิกส์" (Modification of the ozone layer due to human activities and some possible geophysical consequences) ซึ่งเน้นผลกระทบจากการคมนาคมโดยอากาศยานความเร็วเหนือเสียง และ CFCs นับเป็นสัญญาณเตือนภัยและข้อเสนอแนะ ต่อการดำเนินการเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น ถึงอันตรายของโอโซนที่ลดลงกระทันหันต่อนานาประเทศ ปีต่อมาองค์การอุตุนิยมวิทยาโลกตั้งโครงการวิจัย และติดตามโอโซนทั่วโลกเพื่อให้คำปรึกษาต่อสมาชิกสหประชาชาติ และองค์การระหว่างประเทศอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น

- การขยายผลไปถึงมลพิษอื่นๆ ที่ทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์
- ผลกระทบต่อแนวโน้มของภูมิอากาศและรังสีอัลตราไวโอเลตที่ผิวพื้น
- การชี้ให้เห็นความจำเป็นในการตรวจติดตามโอโซนในระยะยาว

จากการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคนซึ่งได้รับการสนับสนุนจากหน่วยงานรัฐบาลทั่วโลก ได้เพิ่มความรู้ความเข้าใจเรื่องการถูกคุกคามจากชั้นโอโซน และองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ร่วมกับองค์การอุตุนิยมวิทยาโลกได้ออกรายงานทางวิทยาศาสตร์ 38 ฉบับ ประกอบด้วยการประเมินโอโซน 6 ฉบับซึ่งได้เป็นพื้นฐานการเตรียมสนธิสัญญาโอโซนระหว่างประเทศ และการแก้ไขพิธีสารมอนทรีออล ในเวลาต่อๆ มา

การประชุมสุดยอดวิชาการของประชาคมด้านโอโซน ในเมือง Halkidiki ปี ค.ศ. 1984 โดย S. Chubachi จากหน่วยงานอุตุนิยมวิทยาแห่งญี่ปุ่นได้รายงานว่า มีการตรวจวัดโอโซนได้ค่าต่ำสุดประมาณ 200 มิลลิ บรรยากาศ เซนติเมตร ณ สถานีไซโยวา (Syowa) เป็นเวลาหลายวันในช่วงฤดูหนาวในทวีปแอนตาร์กติกในปี ค.ศ. 1982 ความชัดเจนจากข้อมูลดังกล่าวได้เพิ่มขึ้นเมื่อมีการตีพิมพ์ข้อมูล จากสถานีสำรวจแอนตาร์กติกของอังกฤษ ณ สถานีฮัลเลย์ (Halley) แสดงการลดลงของโอโซนในปี 1985 แสดงให้เห็นถึงช่องว่างของชั้นโอโซน เกิดขึ้นทุกๆ ฤดูใบไม้ผลินับจากปี 1980 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่านี่เป็นสัญญาณว่าฮาโลคาร์บอน ได้เริ่มกัดเซาะชั้นโอโซนเข้าแล้ว เมื่อมีการตรวจพบรีแอคทีฟคลอรีน เช่น คลอรีนโมโนออกไซด์ (ClO) ดังรูปที่ 5 แสดงให้เห็นว่า สารสังเคราะห์อย่าง CFC กำลังทำลาย และเปลี่ยนสมดุลโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์เหนือทวีปแอนตาร์กติก

รูปที่ 3 การปล่อย CFC-11 และ CFC-12 ที่ใช้กันแพร่หลาย สูงขึ้นกว่าใน ทศวรรษที่ 1950 มากกว่า 700,000 ตันต่อปี ในต้น ทศวรรษที่ 1970 และลดลงในปีหลังๆ ซึ่งผลจาก พิธีสารมอนทรีออลแต่ความเข้มข้น ในบรรยากาศยังคงสูงขึ้น แสดงให้เห็นว่าสารประกอบเหล่านี้มีช่วงชีวิตที่ยาวนาน

เปอร์เซ็นต์การใช้ CFCs ปี ค.ศ.1986

ฮาโลคาร์บอน เป็นก๊าซสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนและพวกฮาโลเจน (เช่น ฟลูออรีน คลอรีน และโบรมีน) ฮาโลคาร์บอนประกอบด้วย คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) และฮาลอน เริ่มมีการสังเคราะห์ครั้งแรกในปี ค.ศ.1928นับจากนั้นมามีการใช้แพร่หลาย เช่นใช้เป็นสารผลักดันในกระป๋องสเปรย์ โฟม เครื่องทำความเย็น เครื่องปรับอากาศและเป็นสารชะล้าง ในอุตสาหกรรมอิเลคทรอนิกส์ ด้วยสัดส่วนดังรูป ฮาโลคาร์บอนในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์จะเป็นก๊าซเฉื่อย ไม่มีพิษ ไม่ติดไฟ ไม่มีกลิ่น ไม่มีสี อย่างไรก็ตาม เมื่อไปถึงชั้นบรรยากาศ โดยเฉพาะที่ความสูงช่วงโอโซนหนาแน่นคือ 19-23กิโลเมตรเมื่อได้รับพลังงานสูง จากโฟตอนของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ทำให้สารประกอบแตกตัวให้คลอรีน หรือโบรมีนอะตอมอิสระ อะตอมเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาคะตาไลซิส กับอะตอมออกซิเจนจากโมเลกุลโอโซน ดังนี้จะเปลี่ยนโมเลกุลโอโซน เป็นโมเลกุลออกซิเจน ดังรูปที่ 6-7 นอกจากนี้ยังสีช่วงชีวิตยืนยาว เช่น

CFC-11 จะอยู่ในบรรยากาศถึง 50 ปี
CFC-12 จะอยู่ในบรรยากาศถึง 102 ปี
CFC-115 อยู่ในบรรยากาศถึง 1,700 ปี
Halon 1301 อยู่ในบรรยากาศถึง 65 ปี ใช้ในอุปกรณ์ดับเพลิง
คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4) อยู่ในบรรยากาศถึง 42 ปี ใช้เป็นสารชะล้าง
เมธิลคลอโรฟอร์ม (CH3CCl3 or 1,1,1,-trichloroethane)อยู่ในบรรยากาศถึง 5.4 ปี
ไฮโดรโบรโมฟลูออโรคาร์บอน (HBFCs) ใช้ไม่ค่อยกว้างขวางนักแต่รวมในพิธีสารเพื่อป้องกันการนำมาใช้
ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFCs) พัฒนาขึ้นมาเพื่อทดแทน CFC มีผลทำลายน้อยกว่า CFCs แต่สามารถทำลายโอโซนได้เช่นกัน อยู่ในบรรยากาศ ได้ 19.5 ปี
เมธิลโบรไมด์ (CH3Br) ใช้ในการบำบัดโรคระบาดในปศุสัตว์ การรมผลผลิตทางการเกษตรเพื่อทำลายศัตรูพืชก่อนการส่งออก สามารถอยู่ในบรรยากาศถึง 0.7 ปี

ปี ค.ศ.1988 มีการตรวจเพิ่มขึ้นหลายชนิดในแถบขั้วโลกเหนือ เช่น จากเครื่องบิน บอลลูน และดาวเทียมทั้งจากภาคพื้นดิน ให้ผลว่าชั้นสตราโตสเฟียร์เหนือทวีปอาร์คติก ในฤดูหนาวถึงใบไม้ผลิมีสารเคมี เช่นคลอรีนและโบรมีน เป็นปริมาณสูงเช่นเดียวกัน แต่อย่างไรก็ตามทวีปอาร์กติกก็ไม่ได้รุนแรงเท่าทวีปแอนตาร์ก-ติก ด้วยเหตุผล คืออุณหภูมิบนสตราโตสเฟียร์ ไม่ค่อยต่ำกว่า - 80 องศา เซลเซียส เนื่องจากมีการแลกเปลี่ยนมวลอากาศ กับละติจูดกลางบ่อยกว่า และวงอากาศหมุนเวียน มักจะกระจายหายไปในฤดูหนาวตอนปลายก่อนที่แสงอาทิตย์ จะเป็นเหตุให้เกิดการทำลายโอโซน จากรายงานขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก ปี ค.ศ. 1988 ได้ข้อเท็จจริงว่า

-ระดับโอโซนลดลงหลายหลายเปอร์เซ็นต์ระหว่าง 17 ปี ที่ผ่านมา ในระหว่างฤดูหนาวถึงใบไม้ผลิเหนือละติจูดกลาง และขั้วโลก

-ขบวนการธรรมชาติไม่สามารถอธิบายสาเหตุ ที่ทำให้โอโซนลดลงได้ทั้งหมด แต่สาเหตุที่เด่นชัดคือสารประกอบฮาโลคาร์บอนที่สังเคราะห์ขึ้น

จากรายงานการประเมินโอโซนในปี ค.ศ. 1991 พบค่าโอโซนต่ำลงในฤดูร้อนด้วย และเมื่อผู้คนอยู่กลางแจ้งจะได้รับแสงอัลตราไวโอเลตสูงสุดในฤดูร้อน เนื่องจากโอโซนสูญเสียไปในเวลาเดียวกัน และในปีหลังๆ พบว่ามีปัญหาสุขภาพมากขึ้น การลดลงของโอโซนอย่างต่อเนื่องทุกปีนับจากปี ค.ศ. 1970 ทั่วโลกยกเว้นเขตศูนย์สูตร ซึ่งได้จากการตรวจวัดโดยระบบตรวจวัดโอโซนทั่วโลก (GO3OS) รวมทั้งข้อมูลดาวเทียม แสดงให้เห็นว่าโอโซนลดลงเหนือละติจูดกลางและขั้วโลก ประมาณ ร้อยละ 10 (ได้พิจารณาความเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติจากทั้งสองซีกโลกด้วยแล้ว) นับความรุนแรงในฤดูหนาวถึงใบไม้ผลิเป็นร้อยละ 6-7 ต่อ 10 ปี และเปลี่ยนไปประมาณร้อยละ 3-3.5 ในฤดูร้อนถึงใบไม้ร่วง การศึกษาอย่างละเอียดแสดงความเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนประมาณ ร้อยละ 1.5-2 ในช่วง ปี 1981-1991 (เทียบกับปี 1970-1980) การแสดงแนวโน้มเชิงตัวเลขเหนือละติจูดกลาง และซีกโลกเหนือทั้งหมด และซีกโลกใต้แสดงดังตาราง

7. การสูญเสียโอโซนในซีกโลกเหนือ

โอโซนที่ลดลงในซีกโลกเหนือมากสุดในปี 1992-1993 และ 1995 ถึงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ในเดือนกุมภาพันธ์ถึงเดือนมีนาคม ปกติอยู่ในช่วง 9-20 เปอร์เซ็นต์ สาเหตุเกิดจากคลอรีน และโบรมีนที่มาจากสารประกอบ ซีเอฟซีและฮาลอน เช่น การตรวจพบ คลอรีนโมโนออกไซด์ ในมวลอากาศเคลื่อนที่ไปทางใต้จากทวีปอาร์กติกลงไปถึงละติจูดประมาณ 45-65 องศาเหนือ และองค์ประกอบอื่นๆ อีก เช่น

ชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนล่างมีความหนาวเย็น และเกิดเมฆในชั้นสตราโตสเฟียร์บริเวณขั้วโลก และเกิดการทำลายโอโซนที่ผิวเมฆ การกวัดแกว่งรอบสองปี หรือ QBO ในปี 1993 และ 1995 เฟสเป็นลมตะวันตก การหมุนเวียนอากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์ทำให้โอโซนลดลงไป 6-8 เปอร์เซ็นต์ ในปี 1993 การกั้นมวลอากาศที่ประกอบด้วย โอโซนในเขตร้อนไม่ให้เคลื่อนที่ไปบริเวณขั้วโลกด้วยพายุหมุน (anti-cyclone) ที่เกิดบริเวณมหาสมุทรแอตแลนติคเหนือ และทวีปยุโรปเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ภูเขาไฟปินาตูโบระเบิด ในฟิลิปปินส์ ในเดือนมิถุนายน 1991 สามารถทำให้โอโซนลดลงได้ 1-2 เปอร์เซ็นต์ ในปี 1992-1993 ในเดือน มกราคม ถึง มีนาคม ปี 1995 การสูญเสียโอโซนมีความรุนแรง 15-25 เปอร์เซ็นต์ เหนือละติจูดกลางของทวีปยุโรปตะวันออกและเอเชีย โดยเฉพาะเหนือเขตไซบีเรีย (ใกล้ 35 เปอร์เซ็นต์) โดยพบ คลอรีนโมโนออกไซด์ และลมตะวันตกที่รุนแรงของ QBO

การเปลี่ยนแปลงโอโซนเดือนมีนาคม 1993 เหนือละติจูดกลางของซีกโลกเหนือ สังเกตว่าบริเวณขั้วโลกจริงๆ โอโซนลดลงน้อยกว่าบริเวณที่ได้รับแสงแดดมากกว่าส่วนโอโซนที่ลดลงเหนือทวีปยุโรป และอเมริกาเหนือ ประมาณเกือบร้อยละ 10 เห็นได้ชัด  รูปแสดงการเปลี่ยนแปลงโอโซนรวมจากค่าเฉลี่ยปี 1964-1980 ทั้งปี ในทวีปยุโรปและอเมริกาเหนือ แสดงแนวโน้มนับจากปี 1970 การกวัดแกว่งในรอบ 2 ปี (QBO) เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในชั้นสตราโตสเฟียร์

การกวัดแกว่งระหว่างปีเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของมวลอากาศในสตราโตสเฟียร์ ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนเฟสของการกวัดแกว่งรอบ 2 ปี หรือ QBO (Quasi-biennial-oscillations) ในชั้นสตราโตสเฟียร์เขตศูนย์สูตร อย่างไรก็ตาม แนวโน้มทั้งหมดจากแบบจำลองให้ผลสรุปว่ากับคลอรีน และโบรมีนทำให้มีการทำลายโอโซนQBO (Quasi-Biennial Oscillation) เป็นการสลับกันของลมตะวันออก และลมตะวันตกในชั้นสตราโตสเฟียร์บริเวณศูนย์สูตร ในช่วง 24 -30 เดือน เป็นเหตุให้เกิดผลกระทบหลายประการต่อการเคลื่อนที่ของบรรยากาศ เมื่อลมสตราโตสเฟียร์ เป็นลมตะวันตก จะพบว่าโอโซนลดลงร้อยละ 6-8 ในเขตละติจุดกลางถึงขั้วโลก ขณะเป็นลมตะวันออกก็จะมีผลมากกว่านั้น ระหว่าง 10 ปีที่ผ่านมา (1984-1993) ระดับโอโซนเฉลี่ยตกลงไปที่ 297 มิลลิ บรรยากาศ เซนติเมตร จาก 306 (ในปี 1964-1980) แตกต่างประมาณร้อยละ 3 (ดังรูป 13) ยกเว้นในแถบศูนย์สูตรซึ่งไม่มีการเปลี่ยนแปลงโอโซนมาก

รูปที่ 13 โอโซนเฉลี่ยรายเดือนทั่วโลกระหว่างปี 1980 และ 1984-1993 ชัดเจนว่าลดลงมาก โดยเฉพาะเดือนกันยายนถึงมกราคม การเฉลี่ยนี้รวมทั้งในเขตร้อนด้วย ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงในเขตอื่นที่แท้จริงจึงสูงกว่านี้

8. แผนปฏิบัติการแก้ไขโอโซน

แถลงการณ์จากองค์การอุตุนิยมวิทยาฉบับแรกถึงอันตรายของชั้นโอโซนปี ค.ศ. 1975 เพื่อเป็นพื้นฐานของแผนปฏิบัติตามกฎหมาย องค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP)เรียกร้องให้มี "การทดสอบความจำเป็นและการตัดสินมาตราการควบคุมการปล่อยสารสังเคราะห์ในประเทศ และระหว่างประเทศ" ปี 1976 และจัดประชุมผู้เชี่ยวชาญทั้งภาครัฐและองค์กรเอกชน ร่วมกับองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) ณ กรุงวอชิงตันดีซี วันที่ 1-9 มีนาคม 1977 องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกออกรายงาน "การสำรวจสถานะความรู้ความเข้าใจต่อชั้นโอโซน" ที่รวมข้อเสนอแนะเรื่องการตรวจติดตามโอโซน และอื่นๆที่เกี่ยวข้อง เช่น การวิเคราะห์ข้อมูล การทำแบบจำลองและปฏิบัติการโฟโตเคมีคัล และการตรวจวัดรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบี เป็นต้น องค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ได้ตั้งกองทุนสำหรับแผนปฏิบัติระหว่างประเทศตัวแทนจาก 32 ประเทศ รับข้อเสนอแผนปฏิบัติเกี่ยวกับชั้นโอโซน แผนวิจัยต่างๆ 21 เรื่องครอบคลุมไปถึงการตรวจติดตามโอโซน และรังสีดวงอาทิตย์ การประเมินผลกระทบจากโอโซนลดลงต่อสุขภาพมนุษย์ ระบบนิเวศน์และภูมิอากาศ และการพัฒนาวิธีการประเมินต้นทุนและกำไรของมาตรการควบคุมต่างๆ โดยที่ องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก รับผิดชอบแผนวิจัยด้านบรรยากาศ องค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ให้ความร่วมมือระหว่างประเทศ โดยการรับแผนปฏิบัติการ ผู้เชี่ยวชาญยอมรับว่ายังมีอุปสรรค อย่างไรก็ตามได้มีความพยายามในบางประเทศ ก่อนเช่น อเมริกา คานาดา นอรเวย์ และสวีเดน ในการเริ่มหยุดใช้ กระป๋องสเปรย์ ในปี 1980 ประชาคมยุโรป มีข้อตกลงไม่เพิ่มการผลิต CFC-11 และ CFC-12 และลดการใช้ในกระป๋องสเปรย์ ลง 30 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี 1982ในการส่งเสริมแผนปฏิบัติ นั้น องค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ได้ตั้งคณะกรรมการประสานงานเรื่อง ชั้นโอโซน ซึ่งประกอบด้วยตัวแทนจากประเทศต่างๆ องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก องค์การอนามัยโลก (WHO) และองค์กรเอกชน(NGO) ซึ่งมีการพบปะประสานงาน จนกระทั่งกลางทศวรรษ 1980 ได้กลายมาเป็นจุดศูนย์กลางปฏิบัติการระหว่างประเทศ สมมุติฐาน ต่างๆ ได้รับการถกเถียงกันระหว่างนักวิทยาศาสตร์ และความท้าทายในภาคอุตสาหกรรม จนกระทั่งความต้องการที่จะควบคุมสารซีเอฟซีกลายมาเป็นที่ยอมรับ

รูปแสดง คลอรีนส่วนใหญ่ในบรรยากาศ 82 เปอร์เซ็นต์ มาจากการสังเคราะห์ และ 18 เปอร์เซ็นต์มาจากธรรมชาติ

อนุสัญญาเวียนนา นับเป็นเวลาหลายปีที่ความห่วงใยอย่างต่อเนื่อง และข่าวสารทางวิทยาศาสตร์ที่เพิ่มขึ้น นำไปสู่การยอมรับระหว่างประเทศมากขึ้น ในความต้องการที่จะปฏิบัติตามแผน เพื่อปกป้องชั้นโอโซนในเดือนมกราคม ปี 1982 องค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ จัดให้มีการประชุมครั้งแรกของกลุ่มผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านกฏหมาย และวิชาการเพื่อความร่วมมือต่อการพิทักษ์ชั้นโอโซน องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกเตรียมการด้านวิทยาศาสตร์ และที่ประชุมได้กำหนดข่ายงานของอนุสัญญา หลังจาก 3 ปี ของการเจรจาระหว่าง โดยองค์การสิ่งแวดล้อมแห่ง สหประชาชาติ อนุสัญญาจึงได้รับการยอมรับ ณ กรุงเวียนนา ในเดือนมีนาคม ค.ศ.1985 โดยทั้ง 21 มาตราของอนุสัญญาเป็นการให้คำมั่นของสมาชิก เพื่อปกป้องสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจากผลกระทบที่โอโซนลดลง โดยส่งเสริมความร่วมมือในการวิจัยโอโซนในบรรยากาศ การตรวจอย่างเป็นระบบ โอโซน การตรวจติดตามการผลิตสารทำลายโอโซน และการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร พิธีสารมอนทรีออลหลังจากองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ ได้ผลักดันให้มีการลงนามใน อนุสัญญาเวียนนา ว่าด้วยการพิทักษ์ชั้นโอโซน ในปี พ.ศ.2528 (1985) ปัจจุบันมี สมาชิก 176 ประเทศ รวมทั้งประเทศไทย ต่อมาได้มีข้อกำหนดที่เรียกว่า พิธีสารมอนทรีออล ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 กันยายน พ.ศ.2530 (1987) ณ นคร มอนทรีออล โดยประเทศต่างๆทั่วโลกจำนวน 47 ประเทศได้ให้สัตยาบันต่อข้อกำหนด ว่าด้วยการลด และเลิกใช้สารทำลายชั้นโอโซน รัฐบาลต่างๆ เห็นความจำเป็นของมาตรการที่แข็งแกร่งเพื่อลด และเลิกใช้สารทำลายโอโซน ซึ่งได้แก่ CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114, CFC-115 และ Halon -1211, Halon-1301, Halon-2402 จึงมีหมายกำหนดเลิกใช้บนพื้นฐานการประเมินทางวิทยาศาสตร์ นับจากนั้นมาได้มีประเทศอื่นที่ให้สัตยาบันต่อพิธีสารแล้วกว่า 175 ประเทศ (ข้อมูลวันที่ 20 กรกฎาคม 2543) รวมทั้งประเทศไทย (โดยได้ให้สัตยาบัน เมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม 2532 ) และได้มีการแก้ไขเพิ่มเติมในปีต่อๆ มาอีก 5 ครั้ง เพื่อเพิ่มมาตรการในการควบคุมสารทำลายโอโซนให้รัดกุมและได้ผลเร็วขึ้น ได้แก่ - การแก้ไขข้อกำหนดในการควบคุมสารทำลายชั้นโอโซนในการประชุมประเทศภาคีสมาชิกครั้งที่ 2 ณ นครลอนดอน พ.ศ.2533 หรือ London Amendment 1990 มีเนื้อหาเพื่อลดการใช้ CFC-13, 111, 112, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 รวมทั้ง คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4)และ เมธิลคลอโรฟอร์ม (CH3CCl3) ปัจจุบันมีสมาชิก 141 ประเทศรวมทั้งประเทศไทย การแก้ไขข้อกำหนดในการควบคุมสารทำลายชั้นโอโซนในการประชุมประเทศภาคีสมาชิกครั้งที่ 4 ณ นครโคเปนฮาเกน พ.ศ.2535 หรือ Copenhagen Amendment 1992 มีเนื้อหาเพื่อลดการใช้ เมทธิลโบรไมด์ (CH3Br) ไฮโดรโบรโมฟลูออโรคาร์บอน (HBFCs) และ ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFCs) ปัจจุบันมี สมาชิก 108 ประเทศ รวมทั้งป000ระเทศไทย การแก้ไขข้อกำหนดในการควบคุมสารทำลายชั้นโอโซน ในการประชุมประเทศภาคีสมาชิกครั้งที่ 7ณ กรุง เวียนนา พ.ศ.2538 หรือ Vienna Adjustment 1995 มีกำหนดการควบคุมเมทธิลโบรไมด์ การแก้ไขข้อกำหนดในการควบคุมสารทำลายชั้นโอโซน ในการประชุมประเทศภาคีสมาชิกครั้งที่ 9 ณ นครมอนทรีออล พ.ศ.2540 หรือ Montreal Amendment 1997 มีกำหนดเลิกใช้ เมทธิลโบรไมด์ ปัจจุบันมี สมาชิก 39 ประเทศ การแก้ไขข้อกำหนดในการควบคุมสารทำลายชั้นโอโซน ในการประชุมประเทศภาคีสมาชิกครั้งที่ 11 ณ นครปักกิ่ง พ.ศ.2542 หรือ Beijing Amendment 1999 เพิ่มเติมการควบคุมสาร โบรโมคลอโรมีเทน และ ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (ปัจจุบันมี สมาชิก 1 ประเทศ)

หมายเหตุ พันธกรณีสำหรับประเทศไทยรับผิดชอบโดย กรมโรงงานอุตสาหกรรม ผลที่จะเกิดหากไม่มีพิธีสารมอนทรีออล ประมาณปี ค.ศ. 2050 จะมีการสูญเสียโอโซนเพิ่มขึ้นเป็น 50 เปอร์เซ็นต์ ในแถบละติจูดกลางของซีกโลกเหนือ และ 70 เปอร์เซ็นต์ในซีกโลกใต้ ซึ่งมีความรุนแรงกว่าปัจจุบันถึง 10 เท่า ผลที่ตามมาจะทำให้รังสีอัลตราไวโอเลตส่องถึงพื้นโลกได้ 2 เท่าตัว ในเขตละติจูดกลางซีกโลกเหนือ และ 4 เท่าในซีกโลกใต้ ปริมาณสารทำลายโอโซน ที่มีการปลดปล่อยจะมากกว่าเดิมถึง 5 เท่า อันตรายจากมะเร็งผิวหนังชนิดนอนมีลาโนมา จะเพิ่มขึ้นเป็น 19 ล้านราย และ มะเร็งมีลาโนมาจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.5 ล้านราย และโรคตาจะเพิ่มเป็น 130 ล้านราย โดยประมาณ นักวิทยาศาสตร์ทำนายผลการสูญเสียโอโซน จะถึงจุดสูงสุดภายในไม่กีปีข้างหน้านี้แล้วจะค่อยๆ รุนแรงน้อยลงจนกระทั่งกลับคืนสภาพปกติประมาณปี ค.ศ.2050 โดยสมมุติฐานที่พิธีสารมอนทรีออลได้รับความร่วมมืออย่างเต็มที่ แม้ว่าการปลดปล่อยสารซีเอฟซีจะน้อยลง ความเข้มข้นในชั้นสตราโตสเฟียร์จะยังคงเพิ่มขึ้น แม้ว่าในบรรยากาศชั้นล่างๆ จะลดลงแล้ว เนื่องจากสารซีเอฟซีมีช่วงชีวิตยาว และจะขึ้นไปอย่างต่อเนื่องในชั้นสตราโตสเฟียร์ ปริมาณของสารซีเอฟซี คาร์บอนเตตระคลอไรด์ และ เมทธิลคลอโรฟอร์ม กำลังลดน้อยลงแล้ว ส่วนความเข้มข้น ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (สารทดแทน) กำลังสูงขึ้นความสำเร็จของการพิทักษ์ชั้นโอโซนมีความเป็นไปได้เพราะว่า วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมสามารถพัฒนา และใช้สารทดแทนสารเคมีที่ทำลายโอโซนในเชิงพานิชย์ ประเทศพัฒนาแล้วได้สิ้นสุดการใช้สารซีเอฟซีเร็วกว่า และด้วยราคาที่ต่ำกว่าในฐานะเป็นผู้นำต้นแบบสารทดแทนที่สำคัญ โดยเฉพาะด้านอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ ได้หันมาใช้ น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน และ ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน ในการทำโฟม ส่วนของเครื่องทำความเย็นได้หันมาใช้สารทดแทน ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอนซึ่งมีศักยภาพการทำลายชั้นโอโซนต่ำ รวมไปถึง ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) แอมโมเนีย และไฮโดรคาร์บอนในเครื่องทำความเย็นแบบ Greenfreeze เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้มีการนำเอาสารดับเพลิงที่มีอยู่กลับมาใช้ใหม่ ในระหว่างการพัฒนาสารทดแทน และประเทศอุตสาหกกรรมพยายามใช้สารทดแทนในกรณีจำเป็น เพราะว่ายังมีศักยภาพในการทำลายเช่นกันการทำนายอนาคตของคลอรีน เนื่องจากการมีพิธีสารแสดงดังรูปที่ 20

รูปแสดง การตรวจวัดสมดุลคลอรีนในบรรยากาศนับแต่ปี ค.ศ.1960 และการทำนายเนื่องจากการลดเลิกใช้สารซีเอฟซีและสารทำลายโอโซนต่างๆ ตัวเลขข้างล่างชี้การลดลงของโอโซนต่อสิบปี หากพิธีสารมอนทรีออลประสบความสำเร็จ สมดุลคลอรีนการคืนสู่สภาพเดิมของโอโซน ขึ้นอยู่กับปริมาณคลอรีนและโบรมีนจะน้อยลงเร็วเพียงใดนักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณความเข้มข้นเหล่านี้ เป็นค่าการมี สมดุลคลอรีนในสตราโตสเฟียร์ เพื่อนำไปใช้ประมาณการลดลงของโอโซน เมทธิลโบรไมด์(CH3Br) เป็นสารเคมีที่ใช้กันกว้างขวางอีกตัวหนึ่งและให้อะตอมโบรมีน ซึ่งมีผลทำลายโอโซนได้มากกว่าคลอรีนถึง 30-60 เท่า ใช้เป็นสารรมดิน(fumigant) และพืชผลต่างๆ รวมทั้ง การบำบัดโรคติดต่อในผลิตภัณฑ์บางชนิด และเติมในน้ำมันเชื้อเพลิง มีปริมาณการปล่อยมากกว่า 40,000 ตัน หรือ 2 เท่าในทศวรรษที่ ค.ศ. 1980 นอกจากนี้ยังมาจากแหล่งธรรมชาติเช่นการเผาไหม้มวลชีวภาพมีถึง 30,000-50,000 ตันต่อปี มากกว่าครึ่งหนึ่งของเมทธิลโบรไมด์ที่ผลิตขึ้นจะถูกปล่อยสู่บรรยากาศ และปัจจุบันมีความเข้มข้นอยู่ระหว่าง 8-15 ส่วนต่อพันล้านส่วนโดยปริมาตร และยังไม่มีสารเคมีทดแทนในปัจจุบัน กองทุนพหุภาคีและสิ่งแวดล้อมโลก(The Multilateral Fund and Global Environment Facility)กองทุนพหุภาคีเป็นกลไกเพื่อความช่วยเหลือด้านการเงิน กับประเทศกำลังพัฒนาในการเลิกใช้และผลิตสารทำลายโอโซน ก่อตั้งขึ้นภายใต้พิธีสารมอนทรีออลในเดือนมิถุนายนค.ศ.1990 ส่วนกองทุนพหุภาคีและสิ่งแวดล้อมโลก (GEF) ก่อตั้งโดยประชาคมโลกเพื่อช่วยเหลือประเทศกำลังพัฒนา ในกิจกรรมการเลิกใช้สารทำลายโอโซน การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ การเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยา และน่านน้ำสากล กองทุนทั้งสองได้รับการส่งเสริมจาก องค์การสหประชาชาติและธนาคารโลก รูรั่วโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติกา  1.9 อัพเดทรูรั่วโอโซนเหนือทวีปแอนตาร์กติก

หน่วยวัดโอโซนในบรรยากาศ "หน่วยด็อบสันหรือ Dobson Unit" เราวัดโอโซนในบรรยากาศเป็นความหนาเหนือพื้นที่คอลัมน์ ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสและที่ความกดอากาศ 1 บรรยากาศ หน่วยเป็น มิลลิ-บรรยากาศ-เซนติเมตร (milli-atmosphere-centimetre or m-atm-cm) หรือ หน่วยด็อบสัน โดยที่ 1 m-atm-cm = 1 D.U. = 10-5 m = 10-3 cm ของโอโซนบริสุทธิ์ที่ STP = 2.687x1016 molecules.cm-2 = 2.141 mg.cm-1 1 mm at STP = 0.1 D.U. = 2.687x1015 molecules.cm-2 = 1 part per million metre (=1.0 ppmm at STP)

http://www.greentheearth.info/