北極出現臭氧空洞只是因為太冷了？或將自行恢復

臭氧層位于距離地球上空10—50千米的大氣層中，是地球的一個(gè)保護層，它能有效阻擋來(lái)自太陽(yáng)的紫外線(xiàn)輻射，對地球上包括人類(lèi)在內的生物進(jìn)行保護。臭氧層在地球表面并不是均勻分布，世界三極地區即南極、北極和青藏高原的臭氧層會(huì )明顯稀薄。如果某處臭氧層中臭氧含量減少到正常值的50%以下，科學(xué)家們就會(huì )形象地說(shuō)這是個(gè)臭氧洞。

據《自然》雜志報道，目前，北極中部的大部分地區(覆蓋面積約為格陵蘭島的3倍)上空的臭氧含量創(chuàng )下了歷史新低，作為一種非凡的大氣現象，它將被載入史冊。

為什么南極的臭氧空洞每年都會(huì )出現，但是北極很少出現臭氧空洞?北極這次出現臭氧空洞的原因是什么，會(huì )產(chǎn)生什么影響?記者帶著(zhù)這些問(wèn)題采訪(fǎng)了南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授楊洋。

空洞由低溫和極地渦旋引發(fā)

楊洋指出，南極臭氧空洞頻發(fā)的一個(gè)很重要的原因，就是因為在冬季，南極上空都會(huì )出現一個(gè)深厚的極地渦旋，所謂極地渦旋，是指空氣在下沉過(guò)程中遇到山脈或其他地形受阻，會(huì )停止環(huán)流而改為就地旋轉，吸入冷空氣形成一股很強的圍繞極地旋轉的渦旋。氣流沿著(zhù)南極高原作順時(shí)針旋轉，把南極大陸封閉起來(lái)形成一個(gè)天然的“網(wǎng)罩”，阻止了含有高濃度臭氧的空氣從外部進(jìn)入南極。受大氣波動(dòng)影響，南極的極地渦旋比北極更強，持續時(shí)間更長(cháng)。

而相較北極來(lái)說(shuō)，南極更易出現臭氧空洞還有另一個(gè)原因——南極通常擁有比北極更低的低溫環(huán)境，當溫度低于-80℃時(shí)會(huì )形成含有冰晶成分的極地平流云，氯化物會(huì )以極地平流云為載體發(fā)生分解反應，釋放出氯;當早春來(lái)臨時(shí)，在太陽(yáng)紫外線(xiàn)的照射下，氯原子也會(huì )更容易分解出來(lái)，進(jìn)而引發(fā)化學(xué)反應侵蝕臭氧層。不過(guò)隨著(zhù)南極春末到來(lái)，極地渦旋會(huì )漸漸殘缺或消失，富含臭氧的中緯度空氣再次補充到南極，臭氧空洞便又會(huì )匆匆消失。

“但是這種情況在北極很少見(jiàn)，當地溫度沒(méi)有南極那么低，不易形成極地平流層云，通常情況下不會(huì )導致大面積的臭氧損耗。”楊洋說(shuō)，北極地區除2011年經(jīng)歷過(guò)臭氧消耗，近些年比較正常，然而今年出現了較強冷空氣，加上強勁的西風(fēng)環(huán)繞，將冷空氣困在極地渦旋當中，才誘發(fā)了類(lèi)似南極的臭氧空洞事件。

3月末，北極觀(guān)測站釋放的氣象氣球的測量結果顯示，在距離北極地面18千米的高空，臭氧含量減少了近90%。德國阿爾弗雷德·魏格納極地與海洋研究所的大氣科學(xué)家Markus Rex表示，通常該處氣象氣球的正常測量結果約為3.5ppm(百萬(wàn)分率)，而這次的測量結果僅約為0.3ppm。此次北極上空出現的臭氧空洞，可能是北極有記錄以來(lái)最大的一個(gè)，它與每年在南極地區形成的臭氧空洞大小相當。

或將自行恢復不會(huì )威脅人類(lèi)健康

科學(xué)研究表明，大氣中的臭氧每減少1%，照射到地面的紫外線(xiàn)就增加2%，人類(lèi)會(huì )面臨皮膚癌、白內障、免疫系統缺陷和發(fā)育停滯等疾病的威脅。同時(shí)，紫外線(xiàn)的輻射增強還會(huì )使農作物大量減產(chǎn)，甚至殺死某些魚(yú)類(lèi)和海洋生物?？茖W(xué)家首次發(fā)現南極上空出現臭氧層空洞的時(shí)候，人類(lèi)曾一度以為，地球生物可能將因此而毀滅。

20世紀80年代，科學(xué)家發(fā)現，除了自然因素之外，人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的含氯化合物，也是南極臭氧空洞出現的重要原因。為此，1987年9月，由聯(lián)合國環(huán)境規劃署主持，各國簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，約定必須分階段削減含氟氯烴的產(chǎn)量和消耗，最大限度減小人類(lèi)社會(huì )活動(dòng)對臭氧層的破壞。在全世界人類(lèi)的共同努力下，近年來(lái)，南極臭氧空洞已經(jīng)呈逐漸縮小的趨勢。

那么，這次出現的北極臭氧空洞會(huì )不會(huì )影響地球生態(tài)?

“目前還不會(huì )對自然界造成太大影響。”楊洋表示，這個(gè)空洞接下來(lái)偏移到較低緯度地區的概率很小，即便有所偏移，人們也可以通過(guò)涂抹防曬霜達到防護效果。正常情況下，隨著(zhù)太陽(yáng)慢慢升高，極地渦旋破裂，臭氧層很快就可以恢復到往常狀態(tài)?！蹲匀弧冯s志也指出，這個(gè)臭氧層空洞可能會(huì )在未來(lái)幾周內自然恢復，不會(huì )威脅人類(lèi)健康。

雖然此次北極臭氧空洞值得關(guān)注，但科學(xué)家更相信這是一種罕見(jiàn)的自然現象，并非地球生態(tài)危機。(記者 張 曄 通訊員 嚴常坤)

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