全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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2020年南极臭氧洞最大和最深:彗尾、气尾、磁尾和臭氧洞

已有 1953 次阅读 2022-3-25 10:07 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流


2020年南极臭氧洞最大和最深:彗尾、气尾、磁尾和臭氧洞

                                        吉林大学:杨学祥,杨冬红


       南极臭氧洞重返最大和北极臭氧洞异常出现


       欧洲航天局近日(2020年10月21日)在一份声明中称,今年以来南极洲上空的臭氧层空洞为近年来最大最深的空洞之一。

  据悉,2020年的南极臭氧空洞自8月中旬开始迅速增长,并在10月初达到约2400万平方公里的峰值。该空洞现在面积为2300万平方公里,高于过去十年平均水平,并遍及南极大陆大部分地区。

  德国航空航天中心对数据进行了分析整理后称,当南半球春季后期大气平流层的温度升高时,臭氧消耗减慢,极地涡流减弱并最终破裂,臭氧水平则有望在年底恢复。

  欧洲航天局则表示:“臭氧空洞大小的可变性很大程度上取决于环绕南极地区的强风的强度。”

https://news.sina.com.cn/s/2020-10-21/doc-iiznctkc6785697.shtml

       联合国2010年10月关于全球臭氧以及南北极臭氧已经停止损耗的庆功报告余音未尽,北极臭氧洞形成的的惊人警报不期而至。1987年签署的《蒙特利尔议定书》是成功了,还是失败了?臭氧洞是自然成因,还是人为制造?我们必须重新审视臭氧洞的成因。

       新浪科技讯 北京时间2008年6月16日消息,据美国科学日报报道,近期,美国哥伦比亚大学研究人员发现随着臭氧洞的关闭和恢复,可能对南半球气候产生显著影响,并逐渐改变全球气候。据悉,臭氧洞修复计划预 计将于21世纪后半期实现。目前该项研究发表在6月13日出版的《科学》杂志上。近年来,科学家观测显示臭氧层的损耗已大范围地停止,预计臭氧洞能够完全恢复。然而,在这项最新研究中,随着臭氧洞的恢复关闭,南半球气候非但未发生好转,反而会更加不容乐观。在此之前,科学家们都认为《蒙特利尔议定书》非常切实可行,这是当前最成功的国际性协作协议之一【4】。这项研究至今被人忽视。

       不同的声音早就存在。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。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。

       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【5】。

       根据地球公转轨道,秋分(9月22-24日)到冬至(12月21-23日),南极的极昼使太阳辐射对南极最强,产生南极的臭氧洞;春分(3月20-22日)到夏至(6月21-22日,北极的极昼使太阳对北极辐射最强,易产生北极的臭氧洞。其中,2010年冰岛火山的异常喷发规模最大,火山灰集中在北极,降温和破坏臭氧的作用值得关注。由于地球近日点在1月3日或4日,远日点在7月2日或3日,这是南极比北极更容易出现臭氧洞的原因,也是臭氧洞季节性变化的原因。臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现【5-7】

       两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替,极涡和低温条件,火山灰向极地的集中,臭氧洞在南北两极的轮换,都是自然规律运作的结果,远非人力所能控制。北半球大陆集中,人口稠密,如果《蒙特利尔议定书》的努力只是将臭氧洞从南极迁移到北极,这项成功究竟是福音还是灾难?

       2011年北极臭氧减少的背景是:太阳活动由2009年的谷值向2013年的峰值过渡,太阳高能粒子活动逐渐增强;2011年1-3月北半球受到低温暴雪的袭击,低温和北极涛动强烈;2010年3月爆发的冰岛火山喷发,巨量的火山灰不仅降低了气温,而且破坏了臭氧。

       北极臭氧洞在氟利昂停滞消耗臭氧的条件下产生,自然规律再次出人意料地证实了自身的存在,人类的努力如猴子捞月亮,劳而无功,甚至帮了个倒忙。

       我们将面临一个不断扩大的北极臭氧洞。停止排放氟利昂没有生效,还有什么办法阻止它的扩大?

       澳大利亚气象学家E.布赖恩特指出,形成南极“臭氧洞”的理论看似完美无缺,其实也存在不确定性。例如,因为卤化烃不是减少平流层臭氧的唯一机制。能够清除平流层臭氧的许多基都能自然出现,如OH和NO即在太阳耀斑随太阳黑子活动而增多的过程中明显增多。此外,火山缓慢喷发及爆发会放出比CFCs中高5倍的氯,氯还是燃煤、丛林大火、海藻分界及盐喷溅的副产品。大气中每年盐喷溅出的氯比CFCs中的大100多倍,这些氯大多在大气低层消失。大的火山喷发制造了大量的以氯化氢的形式存在的氯,并将其注入平流层。坦博拉火山和喀拉喀托火山分别在1815年和1883年喷发,向大气释放了21100t和3.6×106t氯。1982年墨西哥厄尔冲火山的喷发使臭氧的总量减少了2%,而近来在1991年6月发生的皮纳图博火山大喷发在3~6个月就使臭氧减少了20%。火山喷发也会大量增加大气上层的硫酸盐气溶胶,它们有助于释放促使臭氧消耗的氯根,同时增加平流层低层的“非氧化”,这种反应的氧化氯含量不受限制,会通过化学反应消耗臭氧【8】。

       事实上,对氟里昂的研究导致大气氯离子层和钠离子层的发现,大气中的钠离子和氯离子是氯化钠光解的结果。氟里昂的光解、氯化钠和氯化氢的光解和电解都可以产生氯离子。我们曾指出,大气中的氯离子不仅来自氟里昂,而且来自温暖海水中NaCl的蒸发和光解、大气与海洋的放电作用(电解食盐水)、酸雨(富含CO2和SO2)对海水中CaCl2的复分解反应和火山喷发。气温下降,海洋表面温度降低,将导致NaCl蒸发和CaCl2复分解反应的减慢【9,10】。

       过去人们认为,破坏臭氧的含氯化合物都是人为产生的。最近发现,天然生成的溴也是臭氧的破坏者【11】;由腐烂植物所产生的氯化碳氢化合物在土壤、沉积物和天然水中的分布比无机氯更丰富【12】。Casey指出【13】,这个发现“带有惊人的社会和科学意义。”可惜,人们忽视了这个发现。

       科学的理论要经得起科学实践的检验。南极臭氧洞和温室效应首先是一种自然现象。或许,人类修补南极臭氧洞和减排温室气体的努力有点象猴子捞月亮,真正决定臭氧洞增减和温室气体增减的是自然力量而不是人类。2006年南极臭氧洞的重新扩大使人类成功保护臭氧的神话彻底破灭。时间会告诉我们最终的结论。我们等待时间的检验【14】。

       从改造自然到破坏自然,再到修复自然,这是人类对自然力量错误认识的三部曲。事实上,人类不过是自然的一部分,最终决定性的力量不是人类,而是自然规律。

       北极臭氧洞的形成彻底粉碎了氟利昂停滞消耗臭氧的神话。

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


       事实上,彗尾、气尾、磁尾和臭氧洞具有相同的天文成因。

       科学家们在寻找地外宜居天体时,大气层就是重要的指标之一。经过长时间的探测我们发现,如果按照地球生命的标准来看,太阳系中的其他行星的大气层或厚或薄,并且不同天体的大气成分也往往不一致。

       太阳系中最有可能存在生命的行星火星,与地球有许多相似之处,例如体积与质量,还有四季更替等等。但火星的大气层则是十分稀薄,厚度还不及地球的百分之一。

       科学家认为火星的大气层是被太阳风长时间的肆虐,所以目前消散殆尽了。科学家发现,太阳风其实也一直在吹跑地球的大气,每年因此的损耗达到将近10万吨。那么长此以往下来,地球大气层是否也会因此变得越来越稀薄,最终和火星一样呢?

       我们的研究表明,太阳系中的其他行星的大气层或厚或薄,主要与太阳风和行星轨道偏心率两个因素有关。


       彗星的质量如何逐渐消失?


       彗星的轨道是扁长椭圆形、抛物线乃至双曲线。显然,沿抛物线或双曲线轨道运动的彗星是非周期彗星,它们会一去不返、逃离太阳系。椭圆轨道偏心率很大的彗星,其公转周期也很长,要几百年乃至几万年才回归太阳系一次,在人类文明史中只有短周期的彗星(公转周期小于200年)才被多次观测到。

       肉眼看见的亮彗星,可从形态特征上分为三部分:彗核、彗发、彗尾。彗星头部(彗头)中央的亮点称为彗核。彗发是彗核周围延展相当大范围的朦胧大气。彗尾是从彗头往背向太阳方向延伸很长的淡淡光带。一颗彗星在绕太阳公转中,其亮度和形态随它离太阳远近(日心距)而变化。当彗星离太阳很远时(大于4天文单位),只是很暗的星点状,这主要是赤裸的彗核,或许还有未很好发育的彗发。随着彗星走近太阳,亮度增强,到离太阳约3天文单位时,彗发开始发展,更近太阳时,彗发变大变亮。到离太阳约1.5天文单位时,彗发的半径可达10一100万公里。再近太阳时彗发略变小些。彗星过近日点后,随着它远离太阳,彗发也逐渐变小到消失。彗星从远处走到离太阳约2天文单位时,开始生出彗尾。随着彗星走近太阳,彗尾变长变亮。彗星过近日点后,随着远离太阳,彗尾逐渐减小到消失。彗尾最长时达上亿公里,个别彗星的彗尾长达3亿2千万公里,超过太阳到火星的距离。

       究竟彗尾是怎样形成呢?17世纪时,牛顿认为彗尾是由于光的斥力作用,即太阳辐射压力。后来发现太阳风是彗星产生彗尾的主要作用力。所谓太阳风就是太阳向外喷射出的高能粒子流,太阳风的平均速度是每秒300~500千米,对彗星造成强大的推斥力。太阳辐射及太阳风就是促成彗尾形成的两股原动力,所以彗尾要在彗星接近太阳时才出现,彗尾的方向永远背向太阳。当轨道偏心率极大的彗星向太阳靠近时,太阳风和太阳辐射将彗发物质吹走,形成背光的彗尾;当彗星向离开太阳的方向运动时,彗发和彗尾收缩。彗星每靠近太阳一次,就失掉相当大数量的质量,相当于彗星质量的0.1%到1%。显而易见,短周期彗星的生命时期是短暂的。彗核表面物质在接近太阳时不断转变为彗发和彗尾,被太阳风吹散到太空[5]。


       行星的大气是如何消失的?


       类比于彗星质量的消失,我们可以模拟出行星大气的消失过程。当轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时,太阳风和太阳辐射将一部分大气物质吹走,形成背光的“气尾”;当行星向离开太阳的方向运动时,“气尾”收缩。行星每靠近太阳一次,就失掉相当大数量的大气质量。这是近日行星原始大气完全丧失殆尽的原因,也是水星和火星的大气非常稀薄的原因。因为在近日行星中,水星与火星的轨道偏心率最大,分别为0.206和0.093;而地球的偏心率较小,为0.017,金星的偏心率更小,为0.007。显然,近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比。类比与彗星的大气散失,就可以解释为什么近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失的比较多,大气非常稀薄[6-12]。原苏联“福波斯”2号探测器发现,在火星黑夜的一侧现在仍有大量氧气向宇宙流失[3,4]。这一事实证明了火星背光气尾的存在。由以上推理可知,公转轨道偏心率很大的火星向太阳靠近的时候,背光“气尾”变长且质量损失变大;远离太阳的时候,背光“气尾”变短且质量损失减少。

       行星的轨道偏心率不是固定不变的。例如,地球的轨道偏心率有10万年的变化周期,最大值为0.0607,最小值为0.0005。因此,在轨道偏心率最大时,地球大气散失较多,空气稀薄使保温性变差,因而使降温幅度变得更大,这就使地球气候的近10万年变化周期表现得尤为明显。这意味着地球大气的密度随地球轨道偏心率变大而变小,由此产生的氧气和臭氧的减少或消失可引发大规模的生物灭绝。火星探测发现的过氧化氢表明太阳风的直接轰击可破坏臭氧。美国空间科学研究所的科学家们在火星大气层中第一次发现了过氧化氢。科学家指出,这种化合物有剧毒,几乎可以导致任何生物死亡,也许这就是造成火星大气及其表面没有任何生命迹象的原因。科学家指出,过氧化氢在火星大气中的含量并不大,大概相当于地球大气中臭氧的含量。但是,过氧化氢却是造成火星大气充满二氧化碳和一氧化碳的最主要原因。如果没有过氧化氢的话,火星大气中应该有至少10%的氧气[13]。


       行星磁尾的形成和作用


       地球有相当强烈的磁场,研究地球磁场的结果表明,围绕地球存在着一个地磁场,磁力线就从一极出发通向另一极,磁针在地面上任何一点所指的方向,就是磁针所在地方那个地点的磁力线方向。地球磁场受太阳风的强烈影响。太阳风是一种由太阳发出的高能带电粒子流。因为这些微粒带电,故太阳风具有磁场。太阳风磁场对地球磁场产生一种作用,好像要把地球磁场从地球上吹走似的。在地球的向日面,地球磁场被压缩,磁层顶到地心大约有10个地球半径的距离。在地球的背日面,地球的磁场形成了一个磁尾。在该方向25个地球半径的地方仍可测到地球磁场。磁尾的长度大概绵延40个地球半径左右。磁尾北部的磁力线指向地球,磁尾南部的磁力线则背向地球。磁尾内这两种磁性完全相反的部分之间的界面称为中性面,中性面上的磁场强度几乎是微乎其微。

       这样看来,太阳风不仅使彗星产生彗尾和地磁场产生磁尾,而且使行星产生“气尾”。彗星的物质损失和行星的大气损失同样起源于太阳风的作用。由于地球磁场可以使地球大气免受太阳风的直接轰击,因而地磁场对地球大气有保护作用[6-11]。就行星大气散失速度的变化快慢而言,地磁场的强度变化和地球轨道偏心率的变化是至关重要的[14]。

       科学家通过对欧洲“金星快车”探测器收集的资料进行的详细分析显示,常常被视为地球的“孪生兄弟”的金星变得不适合生存,成为炙热的“炼狱”(457摄氏度左右),其实是因为一系列的偶然事件。科学家已证实,金星和地球之间的相似之处被前者历史上的一次重大变化遮盖了,这次变化导致了金星上海洋的消失,充斥着二氧化碳的大气和失控的温室效应,温室效应引起严重的全球变暖[1]。这一推论难以成立。

       金星浓密的大气与其公转轨道偏心率小相对应,天文条件决定了金星的大气状况,一系列的偶然事件决定金星温室效应的观点不能成立。地球的偏心率较小,为0.017,金星的偏心率更小,为0.007。在百年的尺度上,地球的大气不会重蹈金星大气的覆辙。

       行星的轨道偏心率不是固定不变的。地球的轨道偏心率有10万年的变化周期,最大值为0.0607,最小值为0.0005。因此,在轨道偏心率最大时,地球大气散失较多,空气稀薄使保温性变差,因而使降温幅度变得更大,这就使地球气候的近10万年变化周期表现得尤为明显。这意味着地球大气的密度随地球轨道偏心率变大而变小,由此产生的氧气和臭氧的减少或消失和气候变冷可引发大规模的生物灭绝[3]。同样,地球大气的密度随地球轨道偏心率变小而变大,由此产生的温室气体积累和温室效应,可能导致全球变暖。地史上10万年的冰期与间冰期的交替变换,反复重复着这一同样的过程。

       一个重要的结论是,如果行星公转轨道偏心率都发生周期性的转变,那么地球、火星和金星都会有适于生命生存的时期,也都会有不适于生命存在的时期,地球的冰期和生物大灭绝就是证明。


        臭氧洞的存在和扩大与地球公转轨道有关


       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【5】。

       根据地球公转轨道,秋分(9月22-24日)到冬至(12月21-23日),南极的极昼使太阳辐射对南极最强,产生南极的臭氧洞;春分(3月20-22日)到夏至(6月21-22日,北极的极昼使太阳对北极辐射最强,易产生北极的臭氧洞。其中,2010年冰岛火山的异常喷发规模最大,火山灰集中在北极,降温和破坏臭氧的作用值得关注。由于地球近日点在1月3日或4日,远日点在7月2日或3日,这是南极比北极更容易出现臭氧洞的原因,也是臭氧洞季节性变化的原因。臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现【5-7】

       据任振球的研究,木星、土星、天王星和海王星使地球冬至时的公转半径发生相当稳定的准周期变化,与全球尤其北半球气温变化的间隔60年振动相一致。在本世纪初的低温期和60~70年代相对偏冷期,当时(1901和1960年)地球冬至时的公转半径分别延长了94(相当于日地距离的0.6%)和57万km;在30~40年代和80年代后的暖期,地球冬至时的公转半径(1940和2000年)分别缩短了76和44万km。2000~2020年地球冬至时的公转半径由极小值变为极大值,他推测2020年前后全球气候将进入相对冷期。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=533501

       这是2020年地球南北极都出罕见臭氧洞的天文原因。太阳风压缩大气层,背光方向形成气尾,向光方向形成臭氧洞。这是大气异常流动的结果。南极大陆沿海强烈的海洋西风漂流增强南极大气涡旋,增加南极臭氧洞的扩大。    

       两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替,极涡和低温条件,火山灰向极地的集中,臭氧洞在南北两极的轮换,都是自然规律运作的结果,远非人力所能控制。北半球大陆集中,人口稠密,如果《蒙特利尔议定书》的努力只是将臭氧洞从南极迁移到北极,这项成功究竟是福音还是灾难?

       2011年北极臭氧减少的背景是:太阳活动由2009年的谷值向2013年的峰值过渡,太阳高能粒子活动逐渐增强;2011年1-3月北半球受到低温暴雪的袭击,低温和北极涛动强烈;2010年3月爆发的冰岛火山喷发,巨量的火山灰不仅降低了气温,而且破坏了臭氧。

       北极臭氧洞在氟利昂停滞消耗臭氧的条件下产生,自然规律再次出人意料地证实了自身的存在,人类的努力如猴子捞月亮,劳而无功,甚至帮了个倒忙。



参考文献


1.任霄鹏。《自然》:金星“炼狱”源于失控的温室效应。来源:科学网。发布时间:2007-11-29 11:29:57。http://www.sciencenet.cn/htmlnews/20071129113356943195443.html?id=195443

2.杨孝文。探测显示温室效应失控导致金星成炼狱(组图)。2007年11月30日 07:20  新浪科技。http://tech.sina.com.cn/d/2007-11-30/07201883477.shtml

3.杨学祥。星空探秘释疑:彗尾、磁尾与“气尾”。 2004-5-26光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=169

4.何德功。火星上的水哪儿去了?磁场毁坏使"沧海"变"桑田"? http://news.tom.com 2004年03月25日13时06分来源:新华网。http://news.tom.com/1003/20040325-777933.html

5.杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学,  长春:吉林大学出版社,1998。85-89

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

7.杨学祥, 陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评, 1999, 45(增刊):33~42

8.杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 1999, 5(9):1170~1171

9.杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见:中国地球物理学会年刊2000. 武汉:中国地质大学出版社, 2000. 307

10.杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20(3):39~48

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

12.杨冬红,杨学祥,刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006,21(3):1023-1027

13.石头. 火星发现神秘剧毒物质揭开没有生命存在之谜?http://tech.tom.com 2004年03月02日07:28http://tech.tom.com/1121/1122/200432-84310.html

14.杨学祥. 轨道偏心率、臭氧洞、地磁强度与气候变化。光明观察。2004-3-16,总127期,http://www.gmw.com.cn/3_guancha/2004-3/16/1080001.htm

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4ec3d95b01000d8f.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1031596.html


相关报道


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。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/3/437683.shtm

https://zhuanlan.zhihu.com/p/119420513


2020年南极臭氧洞“是近年来最大和最深的空洞之一”

2020年10月21日 11:48 环球网


[环球网科技综合报道]据外媒10月21日报道,众所周知,地球的臭氧层对于帮助生命在这个星球上生存至关重要。它的作用就像大气中的防晒霜,保护地球生物不受太阳紫外线损伤。


  欧洲航天局近日在一份声明中称,今年以来南极洲上空的臭氧层空洞为近年来最大最深的空洞之一。

  据悉,今年的南极臭氧空洞自8月中旬开始迅速增长,并在10月初达到约2400万平方公里的峰值。该空洞现在面积为2300万平方公里,高于过去十年平均水平,并遍及南极大陆大部分地区。

  德国航空航天中心对数据进行了分析整理后称,当南半球春季后期大气平流层的温度升高时,臭氧消耗减慢,极地涡流减弱并最终破裂,臭氧水平则有望在年底恢复。

  欧洲航天局则表示:“臭氧空洞大小的可变性很大程度上取决于环绕南极地区的强风的强度。”

  上世纪80年代,科学家们就南极臭氧空洞发出了警报并启动了一项全球项目以此来减少某些破坏臭氧层的气溶胶产品等物质的使用。在这类化学物质中,碳氟化合物、碳氯化合物和氟氯碳化合物使用得最为广泛,但同时对臭氧层造成的伤害也最严重。这些化学物质通常用于灭火器、冰箱、推进剂和溶剂。

责任编辑:朱学森 SN240

https://news.sina.com.cn/s/2020-10-21/doc-iiznctkc6785697.shtml





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