北极上空出现罕见的巨大臭氧层空洞，原因竟然是......

最近，北极上空出现了一个罕见的臭氧层空洞，面积约650万平方公里，是格陵兰岛面积的三倍。过去，当我们谈论臭氧层黑洞时，我们总是想到南极洲。这一次很少在北极看到这么大的臭氧层黑洞！

(见水印的来源)

什么是臭氧洞？

南极臭氧浓度变化动态图(来源:凤凰网)

在我们知道臭氧层上的洞之前，我们必须知道什么是臭氧层。众所周知，地球大气层主要分为五层，即对流层(0公里~ 7至11公里)、平流层(7至11公里~50公里)、中间层(50公里~ 80至85公里)、热层(80至85公里~ 800公里)和逃逸层(800公里~2000公里~ 3000公里)。臭氧从地面分布到70公里的高度，但臭氧层指的是大气平流层中相对较高的臭氧浓度。

在地球大气中形成臭氧的主要原因是太阳发出的紫外线导致氧分子分解成两个氧原子，这两个氧原子又与那些没有被光分解的氧分子结合，最终产生臭氧分子。当这些臭氧分子大量聚集时，臭氧层就形成了。

臭氧形成的反应模式(来源:cimss.ssec.wisc.edu)

臭氧洞是如何形成的？

目前，科学界广泛接受的臭氧空洞的形成主要是由于大量使用臭氧消耗物质，如甲基溴、氟利昂、四氯化碳等。这些物质经人类排放后进入平流层，在紫外线的作用下分解成氯和溴*基，成为分解臭氧的催化剂。根据研究，一种氯*基可以消耗近100个臭氧分子。自20世纪30年代以来，人类已经生产了2000多万吨含氯氟烃，这可以想象为对地球大气臭氧层的破坏程度。

就众所周知的南极臭氧层空洞而言，自1957年以来，南极上空开始出现大规模的臭氧消耗。今天，南极上空的臭氧层非常薄，形成了一个直径数千公里的“洞”，这个“洞”严重威胁着南极生物的生存。

臭氧卫星观测仪器测量的臭氧层厚度，来源:nasa.gov

为什么臭氧层如此重要？

臭氧层在我们星球上的每一个生命中都扮演着不可替代的角色。总的来说，臭氧层对地球上生命最重要的作用是吸收太阳发出的短波紫外线(波长280-315纳米)，从而保护地球上的生命免受紫外线的致命伤害。

一旦臭氧层被破坏，暴露在阳光和紫外线下的生命免疫系统将会改变，最终导致肿瘤发病率的显著增加。不仅如此，地球表面更多的紫外线辐射还将增加地球表面附近大气中臭氧的浓度，这也将严重破坏附近的生态:动物的呼吸道将发炎，甚至直接中毒，植物的生存和繁殖将受到威胁...

为什么北极臭氧洞如此罕见？

我们可能经常在新闻中看到关于南极臭氧空洞扩大的报道，但是我们没有听说过北极臭氧空洞。为什么？

一些学者认为，南极上空存在臭氧空洞的原因是，当南极处于冬季(10月)，南极气候寒冷，因此形成平流层云。这些平流层云含有大量人类排放的氯或溴物质。这些物质在极低的温度下会转化为高活性的氯或溴*基，从而不断破坏臭氧分子。

尽管北极地区的臭氧层厚度也在不断减小，但由于北极地区的温度变化，臭氧层通常没有明显的空洞。

这个洞是怎么来的？

然而，令我们担忧的是，今年，随着强劲的西风绕过北极，冷空气被困在“极地涡旋”中。因此，北极上空的冷空气比1979年以来的任何一个冬天都多。同样，在寒冷的温度下，北极附近形成了高空云，开始破坏臭氧。

研究人员用北极释放的气象气球测量了海拔18公里处的臭氧浓度:臭氧浓度下降了近90%！这超过了我们过去看到的任何臭氧损失。

谢天谢地，春天已经来到北半球，太阳已经开始在高纬度地区升起，臭氧洞地区的大气温度也开始上升。随着“极地涡旋”在未来几周内的破裂，臭氧层可能会很快恢复。

我们能做什么？

随着对臭氧层空洞的不断深入研究，许多国家也采取行动保护地球大气层中的臭氧层。1987年，许多联合国会员国签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，这是一项于1996年停止氟利昂生产的国际公约。《蒙特利尔议定书北京修正案》于1999年12月3日通过，宣布中国将在2010年完全淘汰消耗臭氧层物质。通过各国的努力，南极臭氧洞目前正在恢复。我们认为北极臭氧洞只是一个偶然现象。

作为“生物圈一号”的成员，我们应该树立一个榜样，不购买和使用诸如氯代溴烃等会产生臭氧消耗物质的产品，为保护地球生态做出微薄的贡献。

“绿水青山是金山和银山”。只有我们与自然和谐相处，人类才能有更长远的发展。

参考:

[1]亚历山德拉·威茨。北极上空出现罕见的臭氧空洞——它是[的一个大黑洞。https://www.nature.com/articles/d41586-020-0090w.27 MArch 2020/29 MArch 2020

[2]姜恒。破坏臭氧层的化学物质[。低碳世界[]。北京:中国科学技术情报研究所，2017:00027-02

[3]钱乙。臭氧层破坏对生态的影响[]。南京:国家环保总局南京环境科学研究所，1990:7-10