南極重現臭氧層巨洞,又大又深面積堪比北美洲,形成模式不同以往

天空之城 2020/10/09 檢舉 我要评论

從上世紀70年代開始,南極上空出現巨大的臭氧層空洞,讓地球氣候和環境學家們十分擔憂,因為如果沒有臭氧層的阻擋,那麼太陽的紫外線將直達地表,對地球上的生命物種造成較大傷害,南極上空的臭氧層空洞一直到近幾年才呈逐漸縮小的狀態。

然而讓人意外的是,近日聯合國官網公佈的資訊顯示,南極臭氧層空洞自今年8月中旬開始迅速增長,10月初的時候空洞的面積居然達到了約2400萬平方公里,是過去15年來及臭氧層空洞的峰值,要比南極洲的面積還要大1000萬平方公里,相當於整個北美洲的面積,幾乎要直追2000年9月3日測得的南極臭氧層空洞最大時的面積(2830萬平方公里)。

而從衛星拍攝的照片上看,南極洲臭氧層空洞又大又深,是近年來最大、最深的臭氧層空洞,哥白尼大氣監測局(CAMS)的科學家還發現,在南極洲上空20~25公里的高度,臭氧的濃度已經下降到「接近零值」的水準。

那麼是什麼原因導致出現了如此巨大的臭氧層空洞呢?科學家研究發現今年的臭氧層空洞形成的原因和以往有氟利昂等製冷劑排放破壞臭氧分子形成的臭氧層空洞的模式完全不同。氣象學家認為今年的巨型臭氧層空洞是由「強大、穩定且寒冷的極地渦流」驅動形成的,是南極的大氣狀態和極低溫促成的。

南極的極地渦流是一個大氣低壓區,多處於巨大的羅斯冰架邊緣,它可以使得那裡的溫度驟降到約零下80攝氏度。它對南極洲上空的臭氧層的直接影響是讓其溫度保持較低狀態,極地渦流的溫度越低,臭氧就越少,臭氧層空洞越大,其原理是當極地渦流溫度低於-78攝氏度時,平流層就會形成冰晶或水合硝酸晶體,後者為氟氯烴等臭氧損耗物質分解出氯自由基創造了條件,這種氯自由基又恰恰是可以直接破壞臭氧層的,每年的9~10月份,南極極夜期趨向于結束,陽光有逐漸可以照耀南極上空,氯自由基在光子能量影響下可與臭氧產生光化學反應,這一過程會導致臭氧減少,所以通常在每年的9~10月份,南極臭氧層空洞會達到最大。

因此,在今年的「強大、穩定且寒冷的極地渦流」渦流影響下,南極臭氧層空洞也就會變得十分巨大了。因此也可以說,今年的南極臭氧層聚動的形成原因並非是氟利昂等製冷劑造成的,而是南極渦流導致的極低溫。
不過這一過程並不能一直持續,隨著北半球進入冬季,南半球也將進入夏季,南極極地渦旋變弱,平流層氣溫也會上升,當溫度到達零下78℃以上時,平流層中的冰晶與水合硝酸晶體也會消失,氯自由基大量減少,破壞臭氧層的現象也會減少。那麼臭氧層空洞也就會漸漸變小了。

10月7日的時候,已發現南極臭氧層空洞的面積為2,300萬平方公里,相對於10月1日已經有所減小,說明南極臭氧層空洞擴大趨勢已經停止,並開始轉向變小,預估到11~12月份,南極臭氧層空洞面積會恢復到前幾年的平均狀態。

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