Processed with VSCO with a6 preset
自 2020 年起，全世界有許多國家都實施了封城 (lockdown) 政策，目的是為了減緩 COVID-19 新型冠狀病毒的傳播，嚴格限制人員流動，導致經濟活動減少許多1，同時全球範圍內的空氣污染物排放量也隨之下降，但令人驚訝的是，全球對流層臭氧也在短時間內迅速減少。
根據 NASA 一項新研究2，COVID-19 冠狀病毒流行造成 2020 年初全球商業活動大幅減少，在 2020 年 4 月至 5 月間，全球氮氧化物 (NOX ) 的人為排放量下降了 15% ，而在區域範圍內的排放量約下降 18% 至 25%。由於氮氧化物排放量的減少，截至 2020 年 6 月，全球對流層臭氧總負擔下降了 2% ，是政策制定者認為透過法規制定等常規方式，實施至少需 15 年才能達到的標準。
看到這邊，大家可能會好奇：臭氧會對我們造成什麼危害呢？
通常我們知道的臭氧，是位於平流層臭氧濃度較高的一部分，能夠吸收短波紫外線的「臭氧層」；但若是位於對流層的臭氧，對人體而言便是一種汙染物，根據 2019 年《全球健康報告》3的統計指出，全世界因長期暴露於地面臭氧而導致死亡的人數約 365,000 人。
那氮氧化物排放和對流層臭氧有什麼關係呢？
這就要從對流層中的臭氧是怎麼來的講起。通常我們說的平流層臭氧來自於紫外線的照射將氧分子光解成氧原子，再與氧原子結合而成；但對流層中短波紫外線較微弱，主要是含有氮氧化物 (NOX ) 、一氧化碳 (CO) 和揮發性有機化合物 (volatile organic compounds , 簡稱VOCs) 的空氣受到日光照射後，由二氧化氮 (NO2) 光解後產生的氧原子，再與氧分子結合形成4。
人類活動中的汽機車引擎、工廠排放等，都會產生大量一氧化氮 (NO) 和二氧化氮 (NO2)，大部分的一氧化氮 (NO) 也會迅速氧化成二氧化氮 (NO2)，間接造成對流層臭氧濃度上升，而揮發性有機化合物 (VOCs) 則會加強這個過程5，因此，將氮氧化物及揮發性有機化合物 (VOCs) 稱為「臭氧前驅物 (ozone precursors) 」。
這次的研究由 NASA 火箭噴射推進實驗室 (Jet Propulsion Laboratory) 帶領國際團隊進行，他們使用五顆分別來自 NASA 及 ESA（歐洲太空總署）的衛星，觀測氮氧化物、臭氧及其他大氣氣體的結果，並利用數據分析系統將觀測結果輸入氣象及大氣化學模型，他們發現模型中大氣的變化和衛星觀測結果大多一致。
此研究的作者說明，其實在 COVID-19 開始大流行的十年前，許多國家便已經實施環境政策，主要藉由改變人類活動及提高技術層面來減少空氣汙染物排放。然而，這些政策改變大氣成分的效益往往難以量化，因為除了會造成空汙排放的因素外，像是氣候條件、大氣化學等背景狀態等，都會影響數據，得到的結果難以排除長期背景因素造成的變化。
然而，COVID-19 時期在排放量變化的速度和幅度是很特殊的，而且這些變化發生在短時間內，能夠讓科學家以較穩定、一致的尺度來觀測結果，讓我們了解：人類活動及空氣污染物排放大量減少的情況下，大氣成分會有什麼樣的變化。研究者也表示，分析 COVID-19 封城時期的大氣變化目的在於，為未來環境政策制定提供科學依據。
此外，因氮氧化物排放與臭氧含量的關係並非線性，各國家、城市的情況也不大相同，環境政策決策者需要考慮空氣污染物排放及大氣成分之間的複雜關係，這個研究提供了全球範圍的大氣變化評估，未來希望能夠再分析到更精細的尺度變化。