地球的臭氧层空洞现在怎么样了？两极都出现臭氧洞证实自然原因

                               吉林大学：杨学祥，杨冬红

       自《蒙特利尔议定书》诞生至今，地球上每个国家都签署了该议定书，这是迄今为止唯一得到普遍签署的国际条约。因此，该议定书被广泛认为是国际环境合作的胜利。根据一些模型，《蒙特利尔议定书》及其修正案每年在全世界范围内帮助预防了多达200万例皮肤癌，避免了数百万例白内障。

　　如果世界各国没有禁止使用氟氯烃制冷剂，那今天的臭氧层可能就会接近最大规模的耗损，从模型中可以很确定地看到，到2050年，整个地球都将出现臭氧层空洞，地球将变得不适合居住。

       1999年我就指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为人类使用的氟利昂。这一观点发表在今年5月份出版的《科学美国人》杂志中文版上。杨教授在论文中指出，有3个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。

       为什么北极上空没有形成臭氧空洞？杨教授解释说，在夏至时，太阳光直射北回归线，从而产生北半球上空大气的背光南移，此时地球远离太阳而进入远日点，所以北极大气背光南移规模变得更小，不足以产生臭氧空洞。

       我指出，“臭氧空洞是个动态的、在两极之间进行漂移的自然过程。”由于地球围绕太阳旋转的轨道是一个椭圆，其近日点和远日点相互变化周期为2.1万年。所以臭氧空洞有一半时间即1.05万年在南半球，另一半时间在北半球。根据天文资料计算，地球公转轨道近日点到公元l1500年将与夏至重合。杨教授说：“南极臭氧空洞正在向北方移动，1万年后臭氧空洞将出现在北极。这一重大环境变迁应该引起全世界的注意。”

      2020年3月北极地区上空出现了一个巨大的臭氧层空洞，这可能是该地区有史以来出现的最大的空洞，与每年在南极形成的臭氧层空洞面积相当。

       据《自然》报道，目前，北极中部的大部分地区（覆盖面积约为格陵兰岛的3倍）的臭氧水平创下了历史新低，这个有可能在未来几周内破裂的臭氧层空洞不会威胁人类健康，但作为一种非凡的大气现象，它将被载入史册。

       南极臭氧空洞每年都会形成，因为冬季该地区的温度通常会骤降，从而形成高空云层。“这些条件在北极地区很罕见，那里温度变化更大，通常不会导致臭氧层的损耗。”德国于利希研究中心大气科学家Jens-Uwe Grooβ说。

       但2020年强劲的西风环绕北极，将冷空气困在“极地涡旋”中。德国阿尔弗雷德韦格纳研究所大气科学家Markus Rex说，北极上空的冷空气比1979年以来的任何一个冬天都要强。在寒冷的气温中，高空云层形成，破坏臭氧层的反应开始。

       研究人员通过从北极附近的观测站释放气象气球来测量臭氧水平。截至3月底，这些气球在18公里的高空测量到臭氧层核心区域的臭氧含量下降了90%。Rex说，气象气球通常测量到的臭氧含量约为3.5ppm，但它们记录到的仅为0.3ppm。“这比我们过去看到的任何臭氧损耗都要严重。”他说。

       北极在1997年和2011年经历了臭氧损耗，但今年的损耗或超过以往。“今年的臭氧损耗至少和2011年一样多，而且有迹象表明可能会更多。”美国西北研究协会大气科学家Gloria Manney说，在未来几天里，仍然有相当多的氯反应消耗臭氧。

       在人们庆祝停止使用氟利昂导致南极臭氧洞变小的伟大功绩的时候，2020年3月北极最大臭氧洞的出现，不但打破了氟利昂制造了臭氧洞的神话，而且证实了我的南北极轮番出现臭氧洞的机制：自然因素（太阳风、地球轨道和火山喷发）是臭氧洞形成的主要原因。

       北极上空首次出现臭氧空洞：氟利昂不是臭氧减少的主要原因。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-492958.html

参考文献

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（中文版）, 1999, （5）：58~59

杨学祥. 臭氧洞与厄尔尼诺. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（10）：1301~1303

Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Gao Yanwei, Su Hongliang and Yang Xiaoying, et al, Geophysical and Chemical. Evidence in the Depletion of Ozone. J. Geosci. Res. NE Asia, 1999, 2 (2): 121~133.

杨学祥. 臭氧洞漏能效应及其形成原因. 见: 中国地球物理学会年刊1999, 合肥：安徽技术出版社, 1999, 191

周长庆，高景泰。我国科学家杨学祥提出新观点:臭氧空洞"元凶"是太阳风。科技文萃。 1999, (8)。http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjwc199908034.aspx

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科学好故事|地球的臭氧层空洞现在怎么样了？

2022年03月24日 09:47 新浪科技综合

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　　来源：BBC

　　撰文：Kira Walker

　　翻译：任天

       在被发现三十多年后，地球极地上空臭氧层的空洞到底如何了？

　　回顾20世纪90年代，地球的臭氧层空洞已经成为紧迫的全球危机。如果当时我们选择忽视它的话，今天我们见到的可能就不止一个空洞了。

　　1970年代末，在剑桥大学的一间办公室里，英国南极调查局的气象学家乔纳森·尚克林花费了大量时间，研究来自地球最南端大陆的积压数据。

　　尚克林负责指导纸质记录材料的数字化，并分析多布森分光光度计（测量大气臭氧变化的地面仪器）测量数据的计算值。

　　随着时间的流逝，尚克林开始注意到一些正在发生的事情。从将近20年的稳定测量数据中，他注意到南极洲的臭氧水平在20世纪70年代末开始下降。一开始，尚克林的上级对这些结果并不像他那么那么确定，这让他很是沮丧。

　　到了1984年，与前几十年相比，南极洲哈雷研究站上空的臭氧层厚度减少了三分之一。尚克林与同事在第二年发表了他们的发现，认为臭氧层厚度的减少与一类被称为氯氟烃（CFCs）的人造化合物有关，这类化合物主要用于喷雾剂和冷却设备。尚克林等人发现的南极洲上空臭氧层变薄现象，被形象地称为“臭氧层空洞”。

　　有关这一发现的消息传开后，震惊了全世界。许多人预测，臭氧层的破坏将对人类健康和生态系统产生非常不利的影响，这引发了公众的恐惧。科学界也动员起来，进行了更深入的调查，世界各国政府也以前所未有的方式展开合作。

　　臭氧层空洞堪称人类面临的最严重环境问题之一。如今，关于臭氧层空洞的话题已经逐渐淡出人们的视线。那么，在被发现三十多年后，地球极地上空臭氧层的空洞到底如何了？

　　针对臭氧层空洞导致的皮肤癌问题，澳大利亚发起了一项名为“slip， slop， slap”的公共卫生活动，提醒人们要多穿衣服、涂防晒霜、戴上帽子。

　　重要的现象

　　臭氧主要存在于距地球表面10到50千米的大气平流层中。臭氧层在地球上形成了一个无形的保护层，吸收来自太阳的破坏性紫外线辐射。没有它，地球上就不可能有生命。

　　20世纪50年代，英国南极调查局首次测量了南极洲上空的臭氧浓度。但几十年之后，问题才逐渐变得清晰起来。

　　1974年，科学家马里奥·莫利纳和弗兰克·舍伍德·罗兰发表了一篇论文，从理论上阐述了氯氟烃可能会破坏地球平流层的臭氧。在此之前，人们一直认为氯氟烃是无害的，而莫利纳和罗兰提出，这样的假设是错误的。他们的发现遭到了工业界的攻击，后者坚称氟氯烃产品是安全的。在科学界，莫利纳与罗兰的研究也受到了质疑。相关的预测显示，臭氧层的消耗是十分轻微的——在2%到4%之间——许多人认为，这种消耗将发生在数个世纪的时间尺度上。

　　从1928年人工合成之后，氯氟烃的使用一直有增无减。到20世纪70年代，氯氟烃已经在世界各地普遍存在，被用作冰箱和空调的冷却剂、气溶胶喷雾罐和工业清洗剂。仅仅十年之后，也就是1985年，英国南极考察队证实了臭氧层上存在一个“空洞”——平流层下方的臭氧被显著破坏——并提出了该空洞与氯氟烃有关的观点。这证明了莫利纳和罗兰的研究结果是正确的，两人最终获得了1995年的诺贝尔化学奖。更糟糕的消息是，臭氧层消耗的速度比预期的要快得多。

　　从那时起，科学家们就开始研究臭氧层空洞现象如何发生，以及为什么会发生。1995年以前生产的冰箱含有氯氟烃制冷剂，这种制冷剂和其他消耗臭氧的物质一起造成了臭氧层空洞。

　　一个化学谜团

　　1986年，当南极的冬天接近尾声时，一组科学家来到麦克默多基地寻找答案。当时，科学家们正在讨论三种可能的理论，其中一个理论是所罗门提出的，认为极地出现臭氧层空洞的原因可能在于表面化学过程，与极地平流层云中的氯有关；这种云出现在高纬度地区，只有在极地冬季的低温下才会形成。

　　这是一个巨大的谜团，所有的数据都表明，人类使用的氯氟烃导致了氯的增加，而极地平流层云的存在是导致这一现象的导火线。

　　卫星监测证实，臭氧损耗的范围非常广阔，达到了2000万平方公里。臭氧消耗会对地球生命造成严重威胁，不仅导致人类的皮肤癌和白内障发病率上升，还危害植物生长、农作物和动物的生存，并造成鱼类、蟹类、蛙类和浮游植物（海洋食物链的基础）出现繁殖问题。所有这一切，最终促使世界各国展开国际合作和行动。

　　一个值得注意的问题是，臭氧层空洞曾被认为是一个极为严重的威胁，但我们现在似乎不怎么听到相关的消息了，这是为什么呢？

　　因为这个问题已经不像过去那样让人担忧了。当然，这主要归功于各国政府采取了前所未有的国际合作措施，对臭氧层空洞问题。

　　各国的政策制定者起初认为，臭氧层的消耗很少，而且会持续很长一段时间，因此对臭氧层保护采取了谨慎的态度。1977年，一项全球行动计划号召对臭氧和太阳辐射进行观测，研究臭氧消耗对人类健康、生态系统和气候的影响，并对控制措施进行成本效益评估。就在英国科学家发现臭氧层空洞的几个月前，1985年的《保护臭氧层维也纳公约》（通常简称《维也纳公约》）就此提出了进一步研究的要求。不过，这项公约并没有就减少氟氯烃提出具有法律约束力的控制措施，这让许多人感到失望。臭氧层空洞危机需要全人类的共同努力。

　　在发现臭氧层空洞之后，对科学研究的大量投资、对经济资源的调配，以及协调一致的国际政治行动，使局面发生了扭转。

　　1987年，联合国邀请所属26个成员国签署了《蒙特利尔议定书》，希望通过逐步淘汰消耗臭氧层的化学物质来保护臭氧层。为了更好地实现最终目标，该议定书承认各国有“共同但存在区别的责任”，为发达国家和发展中国家制定了逐步淘汰消耗臭氧层物质的时间表，并设立了一个多方基金，为发展中国家履行其义务提供财政和技术援助。

　　从20世纪90年代到21世纪初，氟氯烃的生产和消费逐步停止。到2009年，《蒙特利尔议定书》中同意使用的化学品有98%已被淘汰。当科学证据表明需要采取进一步行动时，议定书便会进行修订，总共制定了六项修正案。这也导致对引入用于取代氟氯烃的物质——如含氢氟氯烃（HCFCs）和氢氟碳化合物（HFCs）等——的限制日益严格。尽管有利于缓解臭氧层消耗，但这些替代品却对气候有害。例如，最常用的含氢氟氯烃的全球变暖潜力几乎是二氧化碳的2000倍。

　　《蒙特利尔议定书》为地球气候带来了积极的效益。2010年，由于《蒙特利尔议定书》的实施，温室气体排放量减少了9.7亿吨到125亿吨二氧化碳当量，大约是1997年通过的旨在减少温室气体排放的国际条约《京都议定书》目标的5到6倍。2016年通过的《基加利修正案》将限制氢氟碳化合物的使用，这将有助于到2100年时避免高达0.5摄氏度的全球变暖幅度。

　　可以说，蒙特利尔议定书比迄今为止我们签署的任何其他气候协议都要成功得多。

　　自《蒙特利尔议定书》诞生至今，地球上每个国家都签署了该议定书，这是迄今为止唯一得到普遍签署的国际条约。因此，该议定书被广泛认为是国际环境合作的胜利。根据一些模型，《蒙特利尔议定书》及其修正案每年在全世界范围内帮助预防了多达200万例皮肤癌，避免了数百万例白内障。

　　如果世界各国没有禁止使用氟氯烃制冷剂，那今天的臭氧层可能就会接近最大规模的耗损，从模型中可以很确定地看到，到2050年，整个地球都将出现臭氧层空洞，地球将变得不适合居住。

　　在应对臭氧层空洞问题时，有三个因素促成了各国迅速采取行动：首先，臭氧层空洞具有明显而现实的危险，对人类个体健康构成了威胁；其次，清晰的卫星图像使臭氧层空洞明显可见；第三，关于这个问题有切实可行的解决方案，即消耗臭氧层物质可以较快、较容易地进行替换。

　　每年春天，南极上空的臭氧层空洞就会裂开，到夏天又会闭合。20世纪90年代，南极上空的臭氧层空洞停止了增长，此后一直在缩小。

　　漫长的恢复

　　时至今日，臭氧层空洞依然存在，每年春天都会在南极洲上空形成。夏季，当来自低纬度地区的平流层空气混合进来时，这个空洞闭合，直到第二年春天再次开始循环。不过，有证据表明臭氧层空洞正在消失，像预计的那样逐渐恢复。根据科学评估，臭氧层有望在本世纪中叶左右恢复到1980年以前的水平。由于消耗臭氧的分子寿命较长，因此恢复过程十分缓慢。有些化合物在大气中存留了50到150年才开始降解。

　　尽管《蒙特利尔议定书》总体上取得了成功，但也出现了一些挫折，这突出了长期监测环境变量的重要性，无论是氟氯烃、温度还是生物多样性指标。如果我们不监测这些变量，我们就不知道是否遇到了麻烦。如果不知道自己遇到了麻烦，你就不能采取预防措施，这是这个故事的关键部分之一。

　　当然，未来并非没有风险。大规模的火山爆发通常会造成短期的臭氧消耗。与此同时，农业化肥应用会排放强效的温室气体一氧化二氮，这同时也是一种强效的臭氧消耗物质，但并没有受到《蒙特利尔议定书》的控制。令人担忧的是，一氧化二氮的排放量正在不断增长。

　　一些人类活动也可能影响臭氧层，但我们尚未完全了解其潜在风险，比如火箭发射和所谓的“硫酸盐地球工程”——通过向平流层注入能够反射阳光的气溶胶粒子，使气候变得凉爽，从而避免全球变暖的严重影响。

　　许多人倾向于将臭氧层空洞与气候变化进行比较。尽管《蒙特利尔议定书》确实证明了我们可以解决重大的环境问题，但这种比较也就到此为止了。氟氯烃是少数产品中的可替代成分，可以通过技术手段淘汰并替换。相比之下，气候变化涉及的范围就太大了，使得应对措施在操作上相当困难；化石燃料在我们的生活方式中无处不在，几乎不可能被轻易取代。到目前为止，大多数政府和企业都拒绝减少化石燃料的排放。

　　臭氧层空洞的产生表明，我们可以多么迅速地改变地球环境，使其变得更加糟糕，人类在气候行动上停滞不前，并且一直在讨论能够做什么，这是很令人难过的，因为已经有了臭氧层空洞的例子可以学习。

https://finance.sina.com.cn/tech/2022-03-24/doc-imcwiwss7799216.shtml

地球历史上出现最大臭氧洞是火山爆发造成

(2007-06-06 08:28:53)

       转发者按：网上搜索的意外收获，我10年前的观点还有人记得，谢谢了！

       据《中国日报》报道 英国研究人员日前表示，地球历史上出现的最大臭氧洞并非人类所为，而是2.51亿年前的一次火山爆发所“创造”的。

      【英国专家：火山制造史上最大臭氧洞】

       这个臭氧洞环绕在地球赤道周围，向北最远延伸至葡萄牙中部，向南最远延伸至阿根廷南部。它是因为西伯利亚的火山喷发形成的，这些喷发导致当时地球上出现规模最大的生物灭绝惨剧，加速了无数动植物种群走向灭亡。

       根据科学家的计算，刺穿这个臭氧洞的紫外线强烈程度最高可达穿过人类使用氟利昂和其它化学物质制造的臭氧洞的紫外线的6倍。这些曾在二叠纪－三叠纪时代破坏臭氧层的化学物质，一旦停止“入侵”大气层，遭破坏的臭氧层大约需要10年时间才能得以恢复。与它相比，人类不过是向大气中排放的破坏臭氧层的化学物质的“作恶时间”更长一些。

       由英国谢菲尔德大学大卫·毕尔林教授领导的研究小组在《皇家学会哲学汇刊》上刊登了他们的发现。

      【我国教授：南极臭氧洞罪魁祸首是太阳风】

       无独有偶，1999年我国吉林大学地球探测科学与技术学院杨学祥教授就指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为人类使用的氟利昂。这一观点发表在今年5月份出版的《科学美国人》杂志中文版上。杨教授在论文中指出，有3个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。

http://www.cnhubei.com/200705/ca1355014.htm

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我国科学家杨学祥提出新观点:臭氧空洞"元凶"是太阳风

太阳风是一种高能粒子流,穿越地球磁层后,沿磁力线集中到南北两极,并与臭氧结合成水,进而破坏极地臭氧层.

作 者： 周长庆 高景泰 

作者单位： 

刊 名： 科技文萃 

英文刊名： DIGEST OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 

年，卷(期)： 1999 (8) 

分类号： 

关键词： 

机标分类号： X13 P42 

机标关键词： 科学家臭氧空洞地球磁层太阳风粒子流合成水磁力线臭氧层 

基金项目： 

http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjwc199908034.aspx

我国科学家杨学祥提出新观点：臭氧空洞“元凶”是太阳风

       太阳风是一种高能粒子流，穿越地球磁层后，沿磁力线集中到南北两极，并

与臭氧结合成水，进而破坏极地臭氧层。

       本报长春6月29日电（新华社记者周长庆、本报记者高景泰）长春科技大学教授杨学祥

最近撰文指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为的氟

利昂。

       杨学祥一直从数学模式的视角进行地球科学理论研究，迄今已出版一本专著，发表论文

50多篇。目前他正在从事获得“国家自然科学基金”资助的有关地球演化和气候变化的研究。

上述观点是在他与同事合著的论文《太阳风、地球磁层与臭氧空洞》中提出的，并发表在今

年第5期《科学美国人》杂志中文版上。最近，这一新观点经新华社向世界播发后，在国际上

产生强烈反响，一些华文报纸纷纷采用，世界四大通讯社之一的法新社，几乎全文转发了新

华社英文稿。

       1985年，英国科学家首次报道南极上空出现巨大臭氧空洞，后来人们发现这个臭氧空洞

早已产生，并一直在稳定、逐步地扩大。大多数科学家认为，这是30年代以来人类大量使用

氟利昂造成的，其释放出的氯离子破坏臭氧分子，从而使臭氧浓度急剧减少。

       杨学祥认为，人类使用氟利昂是南极臭氧空洞形成的主要原因。这一观点依据不足。他

说，事实上，北半球的大陆面积和人口占全球的大部分，人为产生的氟利昂也集中在北半球。

如果是氟利昂的原因，则臭氧空洞应该出现在北极而非南极才能解释得通。

       他在论文中指出，有三个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南

极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；

太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。其中，太阳风是地球臭氧空洞的“元凶”。

太阳风是一种形象他说法，其实它不是流动的空气，而是一种高能粒子流。当彗星向太

阳靠近时，太阳风及光压、太阳电磁辐射将彗星的彗发物质吹走，形成一条背光的彗尾。同

彗星一样，包括地球在内的行星在趋近太阳时，也会产生大气的背光运动并丢失一部分质量。

行星大气的演化为此提供了可靠证据，如离太阳最近的水星大气极为稀薄，离太阳较近的类

地行星原始大气早已消失殆尽。而离太阳较远的类木行星都有浓厚的大气，成份以原始大气

氢和氦为主。

       杨教授说，由于受地磁层的保护，太阳高能粒子中每年仅有一小部分穿越地球磁层，并

沿着磁力线集中到南北两极。由于高能粒子中以氢元素为主，到达两极后容易和臭氧结合成

水，所以它首先破坏的是两极的臭氧。根据计算，进入南极的太阳粒子比进入北极的多6.6%。

还有资料表明，近百年来，地磁偶极矩减少了5%，造成对地球的保护能力下降，使南极上空

臭氧空洞逐年扩大。太阳高能粒子进入大气层每年消耗掉地球臭氧含量的10％，但由于地球

上生物的作用，使一部分二氧化碳变成氧，使消耗的部分得到弥补。

       地球公转轨道近日点在冬至前后时，南极圈更多地处于太阳光照射下。在太阳风的作用

下，南极的大气产生背光北移运动，因此大气层变薄，大气质量（包含臭氧）大量散失到太

空中。

       根据杨学祥的研究，地球南半球是个逐渐开裂的半球（北半球则是压缩半球），因地壳

的开裂喷发出大量包括卤素在内的地下气体，更直接地消耗了南半球的臭氧含量。地球产生

的卤素比人类制造的氟利昂多得多，我国天山火山6千年前的一次喷发释放出相当于人类170

多年制造的氟利昂的总量。他强调说：“这并不是说，人类就可以肆无忌惮地制造和使用氟

利昂。事实上，人类减少使用氟利昂，更好地保护环境，会对臭氧层保护起到积极影响。”

       为什么北极上空没有形成臭氧空洞？杨教授解释说，在夏至时，太阳光直射北回归线，

从而产生北半球上空大气的背光南移，此时地球远离太阳而进入远日点，所以北极大气背光

南移规模变得更小，不足以产生臭氧空洞。

        他指出，“臭氧空洞是个动态的、在两极之间进行漂移的自然过程。”由于地球围绕太

阳旋转的轨道是一个椭圆，其近日点和远日点相互变化周期为2.1万年。所以臭氧空洞有一半

时间即1.05万年在南半球，另一半时间在北半球。根据天文资料计算，地球公转轨道近日点

到公元l1500年将与夏至重合。杨教授说：“南极臭氧空洞正在向北方移动，1万年后臭氧空洞

将出现在北极。这一重大环境变迁应该引起全世界的注意。”

《科学时报》1999-6-30 第二版

http://www.envir.gov.cn/info/np/file.asp?file=996-30-80.txt

太阳风暴与臭氧层“约会”引发科学争议

(2000.06.09 14.20.45) 

       地球上空的臭氧层，这个正在逐渐变瘦的飞天“少女”，在今年夏天被太阳风暴多次热烈地“拥抱”。但她又陷入困惑，不知道太阳风暴的热“吻”对她而言究竟是福是祸。这几天，太阳风暴给臭氧层带来的影响引起科学家的关注，不过两种截然不同的观点使这个问题成为一桩新的科学悬案。

       一种看法认为，太阳风暴有利于臭氧层的恢复；另一种意见则认为，太阳风是导致南极臭氧空洞的“元凶”。提出这两种观点的都是我国从事相关研究的科学家，他们都持之有故、言之成理。

       中科院大气物理所的专家认为太阳风暴对大气臭氧具有补充作用。该所的研究员邹捍说，在赤道地区平流层的高层，太阳辐射把氧原子从氧分子中激活出来，和另外的氧分子结合成臭氧，这是臭氧的产生过程。由于太阳风暴带来更多的紫外线辐射，这样产生的臭氧就会增多。臭氧的产生主要是紫外线光合作用的结果。从理论上讲，紫外线辐射越强，臭氧也会越多。而根据最近十几年的统计数据分析，太阳活动高峰年份臭氧浓度有所增加。

       大气层中的臭氧被称为地球生物的“保护伞”，它能抵御来自太阳的有害辐射。

       对于地球臭氧空洞的形成，国内还有别的科学家进行了研究分析。长春科技大学教授杨学祥指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”恰恰就是太阳风。他在一篇论文中指出，南极臭氧层出现空洞的主要原因是太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。太阳风暴带来的高能粒子流，穿越地球磁层后，沿磁力线集中到南北两极，并与臭氧结合成水，进而破坏极地臭氧层。杨教授的论文曾在《科学美国人》上发表，世界四大通讯社之一的法新社，也全文转发了新华社的英文稿。

       中国空间科学学会理事长、北京大学教授萧佐接受本报记者采访时表示，太阳风暴与臭氧层的关系目前科学界还没有定论，产生科学争议可以引导大家做更深入的研究。一般而言，国际上多数科学家认为臭氧的减少是人类活动所造成，尤其是大量使用氟利昂。但这个结论本身还有待于进一步证实，也有少数科学家对此提出不同的观点，争议还将存在。

       目前，国内科学界还是倾向于认为，太阳风暴将能够使臭氧成分增加，但作用可能十分有限。如果真是这样，太阳风暴对臭氧层来说影响不大。 

（《中国青年报》 2000-08-09） 

http://202.84.17.73/st/htm/20001005/147625.htm

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-257912.html

北极上空出现罕见臭氧层空洞 

作者：文乐乐 来源：中国科学报 发布时间：2020/3/31 10:49:18

       北极上空出现了一个罕见的臭氧层空洞。 图片来源：NASA Ozone Watch

       最近，北极地区上空出现了一个巨大的臭氧层空洞，这可能是该地区有史以来出现的最大的空洞，与每年在南极形成的臭氧层空洞面积相当。

       据《自然》报道，目前，北极中部的大部分地区（覆盖面积约为格陵兰岛的3倍）的臭氧水平创下了历史新低，这个有可能在未来几周内破裂的臭氧层空洞不会威胁人类健康，但作为一种非凡的大气现象，它将被载入史册。

     “在我看来，这是首次出现真正的北极臭氧层空洞。”德国航空航天中心大气科学家Martin Dameris说。臭氧通常在离地面约10～50公里的平流层中形成保护层，使生命免受太阳紫外线辐射。每年冬天，寒冷的天气让高空云层在南极上空聚集。化学物质——包括制冷剂中和其他工业来源的氯和溴，会在云层表面引发反应，侵蚀臭氧层。

       南极臭氧空洞每年都会形成，因为冬季该地区的温度通常会骤降，从而形成高空云层。“这些条件在北极地区很罕见，那里温度变化更大，通常不会导致臭氧层的损耗。”德国于利希研究中心大气科学家Jens-Uwe Grooβ说。

       但今年强劲的西风环绕北极，将冷空气困在“极地涡旋”中。德国阿尔弗雷德韦格纳研究所大气科学家Markus Rex说，北极上空的冷空气比1979年以来的任何一个冬天都要强。在寒冷的气温中，高空云层形成，破坏臭氧层的反应开始。

       研究人员通过从北极附近的观测站释放气象气球来测量臭氧水平。截至3月底，这些气球在18公里的高空测量到臭氧层核心区域的臭氧含量下降了90%。Rex说，气象气球通常测量到的臭氧含量约为3.5ppm，但它们记录到的仅为0.3ppm。“这比我们过去看到的任何臭氧损耗都要严重。”他说。

       北极在1997年和2011年经历了臭氧损耗，但今年的损耗或超过以往。“今年的臭氧损耗至少和2011年一样多，而且有迹象表明可能会更多。”美国西北研究协会大气科学家Gloria Manney说，在未来几天里，仍然有相当多的氯反应消耗臭氧。

       美国宇航局戈达德太空飞行中心大气科学家Paul Newman说，如果各国没有在1987年共同通过《蒙特利尔议定书》，今年的情况可能会更糟。虽然现在南极臭氧层空洞正在恢复，去年的空洞也是有记录以来最小的，但是化学物质要完全从大气中消失还需要几十年。

      “北极臭氧层空洞不会对健康造成威胁，因为高纬度地区的太阳才刚刚开始从地平线上升起。”Rex说。接下来的几周里，这个空洞有很小的可能会漂移到人口稠密的低纬度地区——在这种情况下，人们可能需要涂抹防晒霜来避免晒伤。接下来的几周至关重要。欧洲中期天气预报中心大气科学家Antje Inness表示，太阳在慢慢升高，臭氧层空洞区域的大气温度已经开始上升。随着极地涡旋在未来几周的破裂，臭氧水平可能很快开始恢复。

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