天氣和氣候是兩(liang) 個(ge) 不同的概念，正如在全球變暖的大背景下，不能因某一年偏冷，就認為(wei) 氣候在變冷，同樣也不能因某一年臭氧洞偏小，就認為(wei) 臭氧洞已被修複，南極臭氧洞問題並未得到徹底解決(jue) 。

　　據物理學家組織網近日報道，美國國家海洋與(yu) 大氣管理局（NOAA）和美國國家航空航天局（NASA）的科學家稱，近日，由於(yu) 南極上空平流層異常溫暖，極大限製了臭氧的損失，使南極上空臭氧洞縮小到自臭氧洞發現以來的最小規模。

　　南極臭氧洞是怎麽(me) 形成的？臭氧洞變小是不是意味著臭氧洞被修複了呢？就此，科技日報記者采訪了中國氣象科學研究院研究員陸龍驊。

　　南極臭氧洞並非一直都有

　　臭氧由3個(ge) 氧原子組成，主要分布在平流層，通常最大濃度出現在離地20—25公裏的地方，是一種化學性質很不穩定、氧化性很強的物質，它在平流層中生成和分解與(yu) 太陽輻射有密切關(guan) 係。

　　陸龍驊說，臭氧在大氣中含量很少，在標準情況下，如果把大氣中的臭氧收集起來，全球平均累積厚度僅(jin) 為(wei) 3毫米左右，即隻相當於(yu) 兩(liang) 個(ge) 5分硬幣的厚度。“可別小看這區區的3毫米，就是這平均3毫米的臭氧層，大量吸收了來自太陽的紫外輻射，對地球生態係統和大氣環境有重要影響。可以形象地說，臭氧層是地球生命的保護傘(san) 。”

　　但自上世紀70年代末以來，全球臭氧總量下降，尤其在南極地區下降最明顯。

　　據陸龍驊介紹，1984年日本氣象廳觀測員、劄幌氣象局忠鉢繁率先發現，日本南極昭和站臭氧總量在春季顯著降低。在這之後，1985年，通過對英國Halley灣站自1957—1958年國際地球物理年起的觀測數據重新檢驗分析，英國劍橋大學的法爾曼等人發現，每年9—10月，南極大陸上空數百萬(wan) 平方公裏的大氣臭氧總量僅(jin) 為(wei) 正常值的一半以下。

　　繼日本和英國科學家之後，1986年美國NASA科學家斯托拉斯基等用氣象衛星資料證實了上述結果。在1979—1985年，10月份的南極臭氧最小值較早先同期減少了40%。在春季，南極地區臭氧總量急劇減少，會(hui) 出現低於(yu) 全球平均值30%—40%的閉合低值區，與(yu) 周圍地區相比， 就顯得南極大陸上空出現了一個(ge) 臭氧值極低的“空洞”，這就是南極臭氧洞。

　　然而，南極臭氧洞並不是全年都存在的，隻在南極春季出現。通常南極臭氧在7月下旬開始減少，8月中旬後就出現較為(wei) 明顯的臭氧洞，9月下旬到10月上旬臭氧洞的麵積最大，10月底後臭氧急劇增加， 臭氧洞逐漸填塞，12月中旬恢複正常，就不再有臭氧洞了。

　　“空洞”為(wei) 啥偏偏在南極

　　為(wei) 討論形成南極臭氧洞的原因，各國科學家通過氣球、飛機、火箭、衛星及地麵站等多種現代化觀測方法獲取了大量資料，並用計算機進行了分析和模擬研究。曾有兩(liang) 屆諾貝爾化學獎得主的工作與(yu) 研究臭氧洞形成的原因有關(guan) 。

　　如今，有關(guan) 南極臭氧洞形成的科學機理已經基本厘清。陸龍驊說，形成臭氧洞需要滿足兩(liang) 個(ge) 條件——大氣中存在有人類活動排放的氟裏昂和溴化烴等消耗臭氧層的物質；春季南極平流層極地渦旋中較長時間的低溫。

　　為(wei) 製造冰箱和空調等，人類發明和使用了氟裏昂和溴化烴等含氯和溴的化合物。這類汙染物質的化學性質十分穩定，泄漏排放到大氣中滯留的時間很長，在大氣垂直環流作用下會(hui) 從(cong) 對流層到達平流層，在強烈的紫外輻射作用下發生分解變得不穩定，釋放出氯原子。氯原子與(yu) 平流層的甲烷或二氧化氮反應生成鹽酸和硝酸氯。

　　通常情況下，這些物質被稱為(wei) 平流層的“氯儲(chu) 存庫”，氯原子在平流層不具備催化循環反應的功能，因此，全球平流層並沒有發生大麵積的臭氧損耗現象，但在南極冬春季極低平流層環境下發生了意外。

　　南極大陸冬季極夜環境異常寒冷，當氣溫下降到一定的閾值時導致了極地平流層雲(yun) （PSCs）的出現。在PSCs表麵發生了非均相化學反應，氯氣不斷累積，當春季陽光出現時，氯氣光解成遊離態的氯原子，參與(yu) 了損耗臭氧的

　　催化循環反應。在數月的催化反應時間裏，1個(ge) 氯原子可“吃掉”10萬(wan) 個(ge) 臭氧分子。

　　為(wei) 什麽(me) 平流層的臭氧損耗在南極表現得更為(wei) 強烈，這得從(cong) 南極有獨特“個(ge) 性”的大氣環流說起。

　　受南半球的地理特征和大氣驅動力影響，南極上空的大氣運動以繞極環流為(wei) 主。冬季極夜期間，南極上空的繞極環流更加強盛，風速最大區在南極大陸邊緣，可持續幾個(ge) 月。南極上空這一繞極環流被稱為(wei) “極地渦旋”，其高度範圍從(cong) 距地麵數公裏直到50公裏以上。因為(wei) 南極四周是海，存在數月之久的南極“極地渦旋”像一堵無形的牆，圍繞在南極上空，阻止南極內(nei) 部的空氣與(yu) 外界空氣交換，阻礙了極地平流層與(yu) 中低緯度地區平流層物質和能量的交流，使得南極上空的大氣屬性明顯區別於(yu) 外部，也使得極地地區的臭氧損耗在封閉的空間裏持續。

　　北極也有“極地渦旋”，但北極地區的地麵四周海陸相交，頻繁向上傳(chuan) 播的重力波時常衝(chong) 破“極地渦旋”的封閉狀態，使得北極“極地渦旋”的持續時間和強度均普遍低於(yu) 南極地區，因此，北極地區春季的臭氧損耗通常遠低於(yu) 南極地區。

　　麵積縮小與(yu) 平流層異常變暖有關(guan)

　　那麽(me) 今年南極的臭氧洞怎麽(me) 會(hui) 變得這麽(me) 小，是不是臭氧洞被修複了呢？

　　相關(guan) 機構表示，雖然世界各國在減少消耗臭氧層的化學物質使用方麵取得重大進展，但今年相對較小的臭氧空洞主要與(yu) 平流層異常變暖有關(guan) 。

　　科研人員在分析今年臭氧洞變化原因時，同樣也提到了氣象因素：由於(yu) 今年10月以來，南極上空異常溫暖，臭氧空洞縮小至有記錄以來的最小規模。這樣的情況與(yu) 2002年、1988年相似。同期平流層垂直剖麵上的平均溫度表明：溫暖的年份與(yu) 大氣臭氧總量偏高、臭氧洞偏小密切相關(guan) ，而寒冷的年份與(yu) 臭氧含量低相關(guan) 。他們(men) 分析認為(wei) ，2019年是40年來出現的第三次由於(yu) 平流層溫度過高導致臭氧消耗減少。

　　陸龍驊指出，天氣和氣候是兩(liang) 個(ge) 不同的概念，正如在全球變暖的大背景下，不能因某一年偏冷，就認為(wei) 氣候在變冷，同樣也不能因某一年臭氧洞偏小，就認為(wei) 臭氧洞已被修複，南極臭氧洞問題並未得到徹底解決(jue) 。

　　臭氧洞變小，是否意味著較高的溫度對臭氧層有利，那麽(me) 人類繼續向大氣中排放二氧化碳等溫室氣體(ti) ，臭氧洞會(hui) 不會(hui) 變得更小呢？

　　NASA戈達德太空飛行中心的科學家保羅·紐曼說，並不完全是這樣。事實證明，二氧化碳在平流層中的作用與(yu) 在離地麵較近的對流層的作用相反。紐曼解釋說，平流層中的二氧化碳會(hui) 吸熱，然後散逸到太空中，它實際上會(hui) 讓平流層變冷。地球變暖不光是溫室氣體(ti) 的原因，所以排放溫室氣體(ti) 不等於(yu) 拯救臭氧洞。

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