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孔垂燊臭氧层怪现象:南极空洞在愈合,中纬度地区在变薄-上品云商

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我们都知道,臭氧层分布在从地表到 70 千米的高空,其最大浓度在中纬度 24 千米的高空,向极地缓慢降低,最小浓度在极地 17 千米的高空。
从 1970 年代开始,臭氧层以每十年 4% 的速度递减。在两极地区的部份季节,递减速度甚至超过每十年 4%,而在春季时连对流层的臭氧也在减少,由此形成了所谓的臭氧层空洞。


南极的臭氧空洞在逐年减小
去年NASA公布了一个好消息,观察发现,2017 年臭氧层空洞比往年要小,同2016年相比,减少了 340万平方公里,创下了近 30 年来空洞面积的新低。

△2017年观测到的臭氧层空洞
臭氧层可以充当地球上的保护罩,阻挡紫外线辐射,NASA 把它比作大气层的防晒霜,如果没有臭氧层来保护我们免受太阳紫外线辐射的影响,我们的地球将是不可居住的。
NASA 和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)自 1985 年首次发现臭氧层空洞以来就一直在进行监测。
这些机构使用地球卫星、气象气球和地面仪器来研究和追踪这个臭氧层空洞。臭氧层空洞面积全年都在发生变化,在2017年 9 月 11 日面积达到最低峰值。


臭氧层出现空洞的原因
臭氧层为什么会出现“空洞”呢?许多科学家认为,使用氟利昂作制冷剂是一个重要原因。氟利昂由碳、氯、氟组成,其中的氯离子释放出来进入大气后,能反复破坏臭氧分子,自己仍保持原状,因此尽管其量甚微,也能使臭氧分子减少到形成“空洞”。

我国科学家新近提出,仅仅是氟利昂的作用还不够,太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中,并破坏了那里的臭氧分子,这才是主要原因。
臭氧层的恶化主要发生在南极洲上空,并成为生活在南半球的人们最担忧的问题。
科学家们表示,地球如果没有臭氧层的保护,可能会导致人类更高的皮肤癌和白内障发病率,同时也会破坏植物的生长。

对臭氧层进一步减少的担忧,促使 24 个国家于 1987 年签署了《蒙特利尔议定书》,目前,已有 197 个国家签署此协议。
科学家们预测,到 2070 年,臭氧层才有可能会恢复到 20 世纪 80 年代的面积。

人群居住的中纬度臭氧层在变薄

2018年1月《地球物理研究通讯》上发表的研究指出,南极上空的平流层臭氧层正在愈合。2月6日出版在《大气化学和物理》杂志中的一篇分析报告认为,在大多数人居住的中纬度地区,平流层下方的臭氧层变得更加脆弱,这让科学家难以理解。
瑞士世界辐射中心的大气物理学家威廉姆·鲍尔说:“我不希望人们恐慌或过度担心,但这确实是正在发生的重要的事。”
1987年“蒙特利尔议定书”规定,要求全球淘汰含氯氟烃(CFCs)等其他消耗臭氧的化合物,南极地区已见到了显著效果,但全球范围内修补臭氧层的运动远未结束。

鲍尔和同事将卫星数据结合起来,研究了中纬度地区的臭氧层,结果发现,从1998年到2016年,平流层下层的臭氧减少了2.2多布森(一种衡量臭氧厚度的单位),而平流层上层的臭氧仅上升了0.8多布森。鲍尔说:“我们几乎在每个维度的距地面25公里以下的每个高度,都能看到这种情况存在,而这种不为人知的真相让我们非常担心。”
鲍尔怀疑,造成这种局面的罪魁祸首是“非常短命的物质”(VSLSs),主要来自海洋生物产生的二溴甲烷,但近年来人造二氯甲烷(一种溶剂和脱漆剂成分)的数量也翻了一番。二氯甲烷是一种消耗臭氧的化学物质,它在逃逸到大气层以后的6个月内会分解。

美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室科学家肖恩·戴维斯说:“阻挡地球表面紫外线辐射的效果取决于臭氧总量。”
研究人员此前认为,VSLSs物质因寿命短暂很难到达平流层,但2015年的一项研究表明,这些物质可能消耗了平流层下层臭氧总量的25%。

臭氧层的完全修复需要漫长的过程,人类尚未完全掌握臭氧变化的机制,面对这一难题,必须首先唤醒全人类保护臭氧层的意识,这场保护地球生命体系的斗争才能最终赢得胜利。
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