别担心,北极出现臭氧空洞只是因为太冷了
来源:科技日报
发布时间:2020-04-14
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        臭氧层位于距离地球上空10—50千米的大气层中,是地球的一个保护层,它能有效阻挡来自太阳的紫外线辐射,对地球上包括人类在内的生物进行保护。臭氧层在地球表面并不是均匀分布,世界三极地区即南极、北极和青藏高原的臭氧层会明显稀薄。如果某处臭氧层中臭氧含量减少到正常值的50%以下,科学家们就会形象地说这是个臭氧洞。

       据《自然》杂志报道,目前,北极中部的大部分地区(覆盖面积约为格陵兰岛的3倍)上空的臭氧含量创下了历史新低,作为一种非凡的大气现象,它将被载入史册。

       为什么南极的臭氧空洞每年都会出现,但是北极很少出现臭氧空洞?北极这次出现臭氧空洞的原因是什么,会产生什么影响?记者带着这些问题采访了南京信息工程大学环境科学与工程学院教授杨洋。
 

       空洞由低温和极地涡旋引发

       杨洋指出,南极臭氧空洞频发的一个很重要的原因,就是因为在冬季,南极上空都会出现一个深厚的极地涡旋,所谓极地涡旋,是指空气在下沉过程中遇到山脉或其他地形受阻,会停止环流而改为就地旋转,吸入冷空气形成一股很强的围绕极地旋转的涡旋。气流沿着南极高原作顺时针旋转,把南极大陆封闭起来形成一个天然的“网罩”,阻止了含有高浓度臭氧的空气从外部进入南极。受大气波动影响,南极的极地涡旋比北极更强,持续时间更长。

       而相较北极来说,南极更易出现臭氧空洞还有另一个原因——南极通常拥有比北极更低的低温环境,当温度低于-80℃时会形成含有冰晶成分的极地平流云,氯化物会以极地平流云为载体发生分解反应,释放出氯;当早春来临时,在太阳紫外线的照射下,氯原子也会更容易分解出来,进而引发化学反应侵蚀臭氧层。不过随着南极春末到来,极地涡旋会渐渐残缺或消失,富含臭氧的中纬度空气再次补充到南极,臭氧空洞便又会匆匆消失。

       “但是这种情况在北极很少见,当地温度没有南极那么低,不易形成极地平流层云,通常情况下不会导致大面积的臭氧损耗。”杨洋说,北极地区除2011年经历过臭氧消耗,近些年比较正常,然而今年出现了较强冷空气,加上强劲的西风环绕,将冷空气困在极地涡旋当中,才诱发了类似南极的臭氧空洞事件。

       3月末,北极观测站释放的气象气球的测量结果显示,在距离北极地面18千米的高空,臭氧含量减少了近90%。德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所的大气科学家Markus Rex表示,通常该处气象气球的正常测量结果约为3.5ppm(百万分率),而这次的测量结果仅约为0.3ppm。此次北极上空出现的臭氧空洞,可能是北极有记录以来最大的一个,它与每年在南极地区形成的臭氧空洞大小相当。
 

       或将自行恢复不会威胁人类健康

       科学研究表明,大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人类会面临皮肤癌、白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的威胁。同时,紫外线的辐射增强还会使农作物大量减产,甚至杀死某些鱼类和海洋生物。科学家首次发现南极上空出现臭氧层空洞的时候,人类曾一度以为,地球生物可能将因此而毁灭。

       20世纪80年代,科学家发现,除了自然因素之外,人类活动产生的含氯化合物,也是南极臭氧空洞出现的重要原因。为此,1987年9月,由联合国环境规划署主持,各国签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,约定必须分阶段削减含氟氯烃的产量和消耗,最大限度减小人类社会活动对臭氧层的破坏。在全世界人类的共同努力下,近年来,南极臭氧空洞已经呈逐渐缩小的趋势。
 

       那么,这次出现的北极臭氧空洞会不会影响地球生态?

       “目前还不会对自然界造成太大影响。”杨洋表示,这个空洞接下来偏移到较低纬度地区的概率很小,即便有所偏移,人们也可以通过涂抹防晒霜达到防护效果。正常情况下,随着太阳慢慢升高,极地涡旋破裂,臭氧层很快就可以恢复到往常状态。《自然》杂志也指出,这个臭氧层空洞可能会在未来几周内自然恢复,不会威胁人类健康。

       虽然此次北极臭氧空洞值得关注,但科学家更相信这是一种罕见的自然现象,并非地球生态危机。

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