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北極地區(qū)繼2011年后再次形成臭氧洞 保護臭氧層任重道遠
時間:2020-07-08 15:05:54

今年春季,北極地區(qū)繼2011年后再次形成臭氧洞。此次臭氧低值區(qū)域面積約600萬平方公里,其中符合臭氧洞標準(臭氧濃度低于220個多布森單位)的面積超過100萬平方公里,成為史上最大的北極臭氧洞。臭氧層保護的緊迫性再次引發(fā)人們的關(guān)注。

臭氧洞主要出現(xiàn)在極地地區(qū)。與南極每年春季都會出現(xiàn)臭氧洞相比,北極臭氧洞的出現(xiàn)頻次非常少,規(guī)模也不及南極臭氧洞動輒超2000萬平方公里。然而,由于北極周圍地區(qū)人口相對稠密、人類活動活躍,當臭氧洞形成并維持時,可能侵入中高緯度造成嚴重影響。

1984年,英國科學家首次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞。臭氧層位于距地面25—35公里的高空,臭氧洞并非真正的洞,而是指臭氧濃度顯著低于周圍臭氧層。低溫、太陽輻射和臭氧損耗物質(zhì)的存在,是臭氧洞出現(xiàn)的必要條件,存在于春季南北極的平流層地區(qū)。在距地面10—50公里的平流層,冬季盛行西風。強大的繞極西風將極區(qū)與中緯度地區(qū)隔離開,使得富含氧氣的空氣和熱量均無法進入極區(qū),形成了異常寒冷的極區(qū)平流層。在極低溫條件下,極地平流層云形成,它在提供光化學反應(yīng)界面的同時,吸附氯貯存物質(zhì)。到早春時節(jié),在太陽紫外線的照射下,極地平流層云表面的氯原子被分解出來,釋放活性氯,進而引發(fā)光化學反應(yīng),侵蝕臭氧層,形成臭氧損耗和臭氧洞現(xiàn)象。

大氣中約90%的臭氧處于臭氧層,另有10%左右位于近地面。近地面的臭氧是光化學煙霧主要組成部分,會誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病,破壞植物。與之對比,臭氧層中的臭氧可以隔絕和吸收太陽輻射中危險的紫外線成分,讓地球表面更安全。在地球漫長的歷史中,得益于臭氧層的保護,生物從深海走向淺海和地球表面,演變出復雜多樣的物種。然而,人類活動排放了大量含有鹵族元素的化合物,包括作為制冷劑、發(fā)泡劑、噴霧劑和清洗劑的氟利昂和哈龍等物質(zhì)。這些化合物隨大氣環(huán)流進入平流層,在紫外線的作用下形成臭氧損耗,破壞臭氧層的完整,進而影響地球的宜居性,對生物安全造成嚴重影響。

為應(yīng)對臭氧損耗問題,國際社會于1987年簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》,該協(xié)議得到了聯(lián)合國各成員國的積極響應(yīng)。然而,人類近百年排放至大氣中的臭氧損耗物質(zhì)不僅數(shù)量巨大,且生命期長達50—100年,減少過程極其緩慢。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境署發(fā)布的最新臭氧層耗損科學評估報告,經(jīng)過30年的努力,人類避免了嚴重的臭氧損耗危機。不過,要使南極臭氧洞恢復到上世紀80年代的水平,預計要到2060年之后,而恢復到上世紀60年代初的水平,則需要到2100年左右,保護臭氧層仍任重而道遠。

(作者為中國科學院大氣物理研究所副研究員)

《 人民日報 》( 2020年07月08日 17 版)

關(guān)鍵詞: 臭氧層

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