快捷搜索:  汽车  科技

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)​正是“蒙特利尔议定书”的签订,导致消耗臭氧的化学品基本上被逐步淘汰,臭氧层正在缓慢恢复。“蒙特利尔议定书”监测近100种消耗臭氧层的化学品的生产,例如,气溶胶喷雾剂,冰箱、医疗消毒器和空调装置中常见的化学品,旨在最终消除这些物质。​事实上,南极臭氧层洞经历季节性变化,每年南半球春季(9月至 12月)形成臭氧洞, 8月开始到10月达到峰值,南极上空的臭氧量减少约60%。每年平流层臭氧浓度的降低和臭氧洞的形成都是由复杂的气象和化学过程造成的。臭氧消耗与平流层的温度直接相关,这是因为平流层云在臭氧的化学破坏中起着重要作用。平流层只在低于-78°C的温度下形成,极地平流层云含有冰晶,将非反应性化合物(包括含氯氟烃)分解为化学活性的氯和溴,在来自太阳光的激发下产生化学反应,导致南极上空的平流层臭氧迅速流失。这种对极地平流层云和太阳辐射的依赖是臭氧洞只能在冬末/早春看到的主要原因。​哥白尼大气监测服

科学前沿观天下 笃学明理洞寰宇

9月9日——进入2019年南极臭氧层空洞季节不到一个月的时间,哥白尼大气监测局(CAMS)观察到,今年的南极臭氧层空洞正在迅速减小,达到一年中前所未有的最小面积。预计2019年的南极臭氧洞可能是自八十年代中期以来最小的臭氧空洞。这是世界为9月16日国际臭氧层保护日献上的一份最好的礼物!

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(1)

​臭氧(O3),是氧气(O2)的同素异形体,因其鱼腥臭味而得名。在常温常压下臭氧为气体,在距离地球25-30公里的大气平流层臭氧分子相对富集,称为臭氧层。臭氧层可吸收太阳光中的短波紫外线,保护地球上的生命免受有害太阳紫外线(UV)辐射。如果臭氧层耗减1%,地面遭受紫外线的辐射量就会增加2%,直接导致皮肤癌患者增加,农作物叶片受损产量减少,甚至杀死水中的微生物造成某些物种灭绝。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(2)

​在20世纪后期,人类排放的卤代烃类化学物质对大气中的臭氧分子数量产生了不利影响。这些化学物质在上升到平流层之后可以充当消耗臭氧层的物质,导致该层耗尽并形成臭氧空洞。在1985年首次发现南极臭氧洞后,世界迅速采取行动,28个国家签署了保护臭氧层的协议。到1987年,196个国家和欧洲联盟签署了关于消耗臭氧层物质的“蒙特利尔议定书”,旨在逐步淘汰间接造成臭氧层破坏的人造臭氧消耗化学品。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(3)

​哥白尼大气监测服务(CAMS)将来自卫星仪器和原位传感器的测量结果与其数值模型相结合,提供了有关臭氧层状态的详尽的数据。CAMS是由欧洲中期天气预报中心(ECMWF)代表欧盟提供的哥白尼地球观测计划的六项服务之一。该计划基于卫星地球观测、现场(非卫星)数据和建模,为世界各地提供有关空气污染、温室气体、太阳能及气候有关的信息服务。CAMS每天提供大量数据来监测大气中的臭氧以及通过臭氧洞到达地球表面的潜在危险的紫外线辐射,甚至还可提前五天预测平流层臭氧浓度。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(4)

​令人欣喜的是,在全球巨大努力下,目前南极上空的臭氧洞是几十年来最小的。CAMS对比1979年至今的卫星数据和其他观测资料发现今年臭氧洞非同寻常。CAMS资深科学家Antje Inness解释道,“尽管今年臭氧洞开始相对较早地生长,但在9月初,平流层的突然升温扰乱了导致臭氧洞的寒冷极涡。”当平流层以这种方式变暖时,极地平流层云量减少,臭氧消耗减少。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(5)

​此外,今年极涡从极地移向南美洲,对平流层的干扰比往年更加剧烈,混合更多来自涡旋外部的臭氧更丰富的空气,使得臭氧洞变小。“臭氧洞在过去几天一直稳定,预测显示本周将保持最小,今年的臭氧洞将是自八十年代中期以来观察到的最小的洞。”Inness总结道。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(6)

​事实上,南极臭氧层洞经历季节性变化,每年南半球春季(9月至 12月)形成臭氧洞, 8月开始到10月达到峰值,南极上空的臭氧量减少约60%。每年平流层臭氧浓度的降低和臭氧洞的形成都是由复杂的气象和化学过程造成的。臭氧消耗与平流层的温度直接相关,这是因为平流层云在臭氧的化学破坏中起着重要作用。平流层只在低于-78°C的温度下形成,极地平流层云含有冰晶,将非反应性化合物(包括含氯氟烃)分解为化学活性的氯和溴,在来自太阳光的激发下产生化学反应,导致南极上空的平流层臭氧迅速流失。这种对极地平流层云和太阳辐射的依赖是臭氧洞只能在冬末/早春看到的主要原因。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(7)

​正是“蒙特利尔议定书”的签订,导致消耗臭氧的化学品基本上被逐步淘汰,臭氧层正在缓慢恢复。“蒙特利尔议定书”监测近100种消耗臭氧层的化学品的生产,例如,气溶胶喷雾剂,冰箱、医疗消毒器和空调装置中常见的化学品,旨在最终消除这些物质。

臭氧层空洞为什么出现在极北之地(一文搞懂臭氧空洞)(8)

​根据最新的臭氧消耗科学评估,自2000年以来,臭氧层以每10年1~3%的速度恢复。按照这种恢复速度,预计北半球和中纬度臭氧层有望在2030年完全愈合,南半球将在2050年修复。这是迄今为止唯一所有成员国通过的联合国条约,并取得了空前的成功。正如联合国秘书长安东尼奥•古特雷斯所说,“‘蒙特利尔议定书’既是人类如何合作应对全球挑战的一个鼓舞人心的例子,也是应对当今气候危机的关键工具。”

臭氧洞的恢复提醒我们,世界完全有可能通过集体行动和政策变革来解决巨大的环境问题!

作者/朱张航宇

信息源:The Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS)

猜您喜欢: