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警惕!南极臭氧层再现大洞,能装下两个美国!专家:局部接近于0

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自20世纪70年代末起,人们观测到南极平流层会出现明显的季节性臭氧损耗现象。这一现象通常于每年7-8月(南半球冬季)开始出现,9-10月(春季) 达到顶峰,11-12月逐渐减小消失,被称为“臭氧层空洞”。而自20世纪90年代末起,南极春季臭氧层空洞面积出现急剧明显扩大,引起了全球人类的关注。

根据NOAA和NASA的最新报告,目前南极洲上空的平流层再次出现了一个极大的的臭氧层空洞,它的范围超过2200万平方公里,可以装进两个美国,比常年同期范围高出了962万平方公里。

除了臭氧空洞的面积之外,科学家还跟踪臭氧层消耗的情况——2020年10月1日,从NOAA南极大气天文台发射的气象气球记录到的低值臭氧值为104杜布森。美国国家航空航天局(NASA)的《臭氧观察》(Ozone Watch)于10月6日报告了最低的日均值94杜布森单位。在1970年代南极臭氧洞出现之前,9月和10月南极上方的平均臭氧量为250至350杜布森单位。据南极测量,海拔13到21公里(8到13英里)之间的臭氧量已接近今年以来的最低点。 NOAA全球监测实验室的科学家布莱恩·约翰逊(Bryan Johnson)说:“我们所能测量的臭氧几乎接近零。”

这一空洞的形成,与极夜期平流层低温环境下形成的珠母云(极地平流层云,PSCs)和臭氧损耗物质有关。南极进入极夜后,平流层温度显著下降;当温度低于-78度时,就可形成由水合硝酸晶体或纯水冰形成的这类云。这类云为氟氯烃等臭氧损耗物质分解出氯自由基提供了环境,而氯自由基正是直接破坏臭氧的物质;当南极极夜期逐步结束后,在阳光作用下会出现氯自由基与臭氧的光化学反应,此时臭氧损耗达到峰值;随着逐渐进入夏季,南极平流层气温大幅上升,这些珠母云逐渐消散,消耗臭氧的光化学反应也明显减弱,因此目前NASA也认为,空洞将在11-12月逐渐缩小消失。

从这个原因上看,臭氧层空洞变化受到气象条件(特别是温度)和臭氧损耗物质的影响,目前科学家们已经找到了南极今年臭氧层异常庞大的原因——南极极涡显著偏强,导致南极平流层偏冷,因此极地平流层云大量生成,使得氯自由基损耗臭氧的光化学反应较强,臭氧过度消耗。

来自NASA的科学家也指出,臭氧消耗物质(受《蒙特利尔议定书》限制的一系列物质)在大气层中的浓度持续下降,因此虽然今年过冷的南极平流层使得臭氧空洞偏大,但实际上仍然比很多年份小。NASA戈达德太空飞行中心的臭氧层专家兼首席地球科学家保罗·纽曼指出,如果平流层中的氯仍然像2000年那样多,那么这个洞将比现在大250万平方公里。即便如此,臭氧空洞的存在仍然值得警惕,它将导致南极地区接受过多的紫外线辐射,从而对该地区的生物可能有害,一些研究指出,极地臭氧的损耗在南极变暖的过程中也起到了作用,因此,虽然南极臭氧层的情况在好转,但还没到完全恢复的时候。