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南极上空的臭氧层空洞通常会在9月和10月扩大，然而，美国国家海洋与大气管理局（NOAA）和美国国家航空航天局（NASA）近日发布的联合公告称，南极上空的臭氧层空洞创下自1982年以来的年度最小值。 人类努力起效了？ 今年9月8日臭氧层空洞达到峰值，约为1640万平方公里，随后在9月和10月的剩余时间内减小至1000万平方公里以下。37年来最小，是什么原因呢？ 根据美国国家海洋与大气管理局的分析，这主要与大气层异常变暖有关。实际上，是大气上层不同寻常的天气形势限制了臭氧层损耗。温度较低的大气层中的云颗粒会产生破坏臭氧分子的反应，而当温度升高时，这些云就不会形成，从而限制臭氧层的损耗。 这是40年来第三次平流层温度升高，从而限制了臭氧层空洞的发展，类似情形曾出现在1988年和2002年。当前还无法确定这种天气类型发生的原因，对其发展机理尚未有清晰的认识。科学家还表示，他们并没有证实与气候变化有关。 今年9月，距地表约19.3公里处的温度比平均高出16℃，达到自有观测记录以来的最高值。除了把臭氧空洞限制在最小程度内，这样的气象条件有助于减弱南极极地涡流，使涡流的平均风速从约259公里每小时降至108公里每小时。缓慢的涡旋使平流层空气变暖并抑制云的形成，抑制臭氧的大量损耗。 大多数年份，平流层至少有某些部分完全没有臭氧。美国国家海洋与大气管理局地球系统研究实验室的大气科学家布赖恩·约翰逊表示：“今年，南极的臭氧无线电探测仪测量显示南极上空几乎没有任何臭氧完全缺失的部分。” 从10月16日起，南极洲上空的臭氧层空洞面积较小但比较稳定，根据美国国家海洋与大气管理局预测，随着《蒙特利尔议定书》禁止生产的消耗臭氧层物质不断减少，南极洲上空的臭氧层有望于2070年复原到1980年的大小。 臭氧是什么？ 约有90%的臭氧分布在平流层，即常说的臭氧层，10%的臭氧分布在对流层。平流层臭氧变化深刻地影响着天气和气候。 平流层臭氧吸收太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害的紫外线辐射，为平流层大气环流维持和发展提供能量，同时使近地边界层生物体免受太阳紫外线辐射的损害，是地球生命的重要屏障。 对流层和近地面的臭氧因为其与水汽反应产生OH自由基（大气中最重要的氧化剂之一），几乎影响到对流层大气化学反应的所有过程。对流层臭氧对人体呼吸和心血管系统、农作物及林木生长等都有负面影响。 人为活动正在改变大气中的臭氧分布，其中最显著的是南极“臭氧洞”和北极地区春季臭氧总量减少。与此同时，近地面和对流层臭氧却呈现总体增加趋势。 1987年旨在保护臭氧层、限制氟化物排放的《蒙特利尔协议书》签订，这在平流层臭氧科学上具有里程碑意义。 地球不用怕了吗？ 南极“臭氧洞”是上世纪80年代以来地球最大的环境问题之一。科学家于上世纪中期发现南极大气臭氧出现季节性大幅度下降。该空洞通常于每年8月中旬逐渐形成，10月中上旬达到最大面积，11月底至12月初消失。 2016年，《科学》期刊发表的一项研究指出，科学家首次掌握的明确证据显示，南极上空的巨大臭氧层空洞开始逐渐修复。自2000年9月开始测量以来，该空洞平均每年（9月同期水平）以400万平方公里的速度缩小，主要原因是足以破坏臭氧层的化学物质长期递减。尽管后来有研究发现自2012年以来损耗臭氧的氟氯烃-11（CFC-11或CFCL3）排放量出现意外增长，但《蒙特利尔议定书》仍被认为是迄今为止最成功的国际环境协定。 事实上，平流层臭氧只是呈现初步恢复态势，而且这种态势很脆弱，需要人类继续严格遵守《蒙特利尔议定书》，持续降低损耗臭氧物质排放，“臭氧洞”才可能按照科学家的预测在本世纪中期完全愈合。 臭氧层修复与全球变暖的综合作用也可能成为新的挑战。由于大气温室气体增加，导致越来越多的热量驻留在低层大气（对流层）。对流层温度的上升，抬升了对流层层顶，使得贫臭氧气团进入平流层，进而通过复杂的大气物理化学过程影响臭氧层的长期变化。 此外，尽管“臭氧洞”已经开始修复，但此前平流层臭氧损耗带来的极地涡旋、南极涛动的变化，以及由此引发的降雨、气温和洋流等整个气候地理系统的变化，影响仍在持续。而它们彼此之间错综复杂的关系和影响机理仍有待科学家进一步探索。 |
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