科学研究中的双重标准：承认臭氧洞的危害却忽视太阳风暴的作用

                                                         杨学祥

      关键提示

      1987年，主要工业国签署了《蒙特利尔公约》，要求逐步停止使用危害臭氧层的化学物质。美国科学家在2021年8月１日出版的《地球物理研究杂志》上证实说，以带电粒子冲击地球大气层的太阳风暴可能破坏上层臭氧层。前者被全球关注，后者被全世界忽视，这就是科学研究中的双重标准。我们早在1999年就指出，太阳风暴是臭氧洞产生的元凶。

      臭氧空洞的威胁：

     对人类生存

      10多年来，经科学家研究；大气中的臭氧每减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌患病率就增加3%，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。居住在距南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，已尝到苦头，只要走出家门，就要在衣服遮不住的肤面，涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎，猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去，河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。

       推而广之，若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类也遭到“灭顶之灾”，地球将会成为无任何生命的不毛之地。可见，臭氧层空洞已威胁到人类的生存了。

      1987年，主要工业国签署了《蒙特利尔公约》，要求逐步停止使用危害臭氧层的化学物质。而且已有更健康的第三代制冷剂出现了，这就是氨。氨是自然存在的物质，由氢和氮元素组成，对环境影响微乎其微。

       对生物圈

       由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240~329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生不利的影响。

       臭氧层破坏以后，人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加，这将给人体健康带来不少麻烦。首先，紫外辐射增强使患呼吸系统传染病的人增加；受到过多的紫外线照射还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外，强烈的紫外辐射促使皮肤老化。

       臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响。近十几年来，人们对200多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验，其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来，紫外辐射增加使植物的叶片变小，因而减少俘获阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产20~25%。

       紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等。

       臭氧除了能够对气候变化产生影响，从而影响环境和生态外，还对人类健康产生强烈的直接影响。由实验及实际观测推论会造成以下的影响。

       对人类

1．增加皮肤癌：臭氧减少1%，皮肤癌患者增加4%－6%，主要是黑色素癌；

2．损害眼睛，增加白内障患者；

3．削弱免疫力，增加传染病患者。

      对生态影响

1．农产品减产及其品质下降。试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性，结果2/3有影响，尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋白菜等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1%，大豆减产1%。

2．减少渔业产量。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物 。实验表明，臭氧减少10%，紫外线辐射增加20%，将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。

3．破坏森林。

      据研究，臭氧减少影响人类健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏脱氧核糖核酸（DNA），以改变遗传信息及破坏蛋白质。除了影响人类健康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。

      臭氧洞的出现 ,全球臭氧含量的减少 ,会使大气吸收紫外线的能力大大减弱 ,导致到达地球表面的紫外 线特别是 UV - B 明显增加 ,这将给人类健康和生态环境造成一系列灾难性影响 . 研究表明 ,长期接受过量 紫外线辐射 ,会引起人体细胞中脱氧核糖核酸 ( DNA) 的改变 , 形成腺嘧啶二聚物 , 从而阻止 DNA 双螺体分 离 ,使细胞自身修复机能减弱 ,人体免疫机能减退 . 强紫外线辐射会诱发人体皮肤癌变 ,使眼球晶状体混浊 , 产生白内障以至失明 . 据分析 ,平流层臭氧减少 1 % ,辐射到地面的紫外线数量就会增加 1. 5 % - 3. 0 % ,全球 皮肤癌发病率将增加 5 % - 7 % ,白内障发病率将增加 0. 6 % - 0. 8 %. 臭氧减少 2. 5 % ,每年死于皮肤癌的人 数将增加 1. 5 万人 , 由于白内障而引起失明的人数将增加10 000 - 15 000人 . 如果不限制 CFCS 的生产和消 费 ,按臭氧层破坏速率推算 ,到 2075 年时 ,地球臭氧总量将比 1985 年再耗减 25 % ,全世界人口中将有皮 肤癌患者 1. 54 亿人 ,死于皮肤癌者 320 万人 ,眼睛患白内障者1 800万人 . 紫外辐射增加造成人体免疫机能的抑制 ,还会使许多疾病的发病率和病情的严重程度大大增加。 [3] 

       扩张趋势

       不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少的现象，美、日、英、俄等国家联合观测发现，北极上空臭氧层也减少了 20%，已形成了面积约为南极臭氧空洞三分之一的北极臭氧空洞。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每 10 年 2.7% 的速度减少，已经成为大气层中的第三个臭氧空洞。

      北极上空

       北极上空出现臭氧空洞， [6] 

        这个臭氧空洞主要因北极地区罕见长时间寒冬而形成。北极地区15公里至23公里的高空臭氧严重减少，最大幅度减少发生在18公里至20公里的位置，减少幅度超过80%。研究人员连续27天观测到极低的总柱状臭氧值。“低于250多布森单位的最大区域大约200万平方公里，大概5倍于德国或加州。”

       尚不清楚这个臭氧空洞是否已对人体健康构成任何风险。

       研究人员认为，北极首次出现臭氧空洞由极地涡旋引发，但不是因为更冷，而是因为冷的时间更长，致使能够破坏臭氧的含氯化合物更活跃，以至于观测到比往年冬天厉害得多的臭氧减少。

       臭氧洞的成因

       臭氧层为什么会出现“空洞”？许多科学家认为，是使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用的结果。氟利昂由碳、氯、氟组成，其中的氯离子释放出来进入大气后，能反复破坏臭氧分子，自己仍保持原状，因此尽管其量甚微，也能使臭氧分子减少到形成“空洞”。我国科学家新近提出，仅仅是氟利昂的作用还不够，太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中，并破坏了那里的臭氧分子，这才是主要原因。（杨学祥，1999）而无论如何，人为地将氯离子送进大气，终是一种有害行为。

https://blog.sciencenet.cn/blog-40692-1255719.html

  美研究表明太阳风暴破坏臭氧层

　  2001-08-02 13:10:38

　　 新华网华盛顿８月１日专电 美国科学家在１日出版的《地球物理研究杂志》上证实说，以带电粒子冲击地球大气层的太阳风暴可能破坏上层臭氧层。

 　美国国家航空航天局的研究人员２０００年７月１４日至１６日使用卫星观测了太阳风暴对地球北半球产生的影响，此次太阳风暴被科学家称为３０年来第三大“太阳质子事件”，太阳风暴造成大量带正电荷的质子冲击地球。

　　研究认为，一旦这些质子冲击到上层大气层，就会分解氮气分子，形成氮氧化物。这些氮氧化物可以在几周甚至几个月内长期存在，并破坏高度为１５至５０公里的上层同温层中９％的臭氧。太阳质子还分解大气层中的水分子，形成氢化物。这些氢化物可以破坏高度为５０至９０公里的中间层中７０％的臭氧。但这些氢化物只在发生太阳质子事件时存在。

　　然而，中间层和上层同温层中的臭氧含量较少，８０％以上保护地球的臭氧存在于高度为１５至３５公里的中低层同温层中。如果从北半球的整个大气层来看，太阳质子事件只破坏了不到１％的臭氧层。https://tech.china.com/zh_cn/news/tech/154/20010802/10071748.html

      科学家称太阳风暴卷走了北极臭氧层

http://www.sina.com.cn 2005年03月09日 15:33 竞报

　　文/曹阳

　　2004年北极约有60%的臭氧分子遭到破坏，科学家分析认为———

　　臭氧能保护地球免受危险的来自太空的紫外线辐射。去年北极臭氧大幅减少，其急剧程度前所未见，引起了科学界极大的关注。克罗拉多大学的大气专家经多方分析，认定太阳风暴是造成高空臭氧减少的主要原因。

　　2004年，北极低空中间层和高空同温层同时约有60%的臭氧分子遭到破坏，科学家只知道CFC化合物是造成低空臭氧减少的主要原因，但无法解释为什么离地面30-40公里以上的高空同温层臭氧也减少的原因。最近科学家在《天体物理学研究》杂志上撰文认为，来自太阳的粒子流，加上极端的天气条件，是导致这一现象的罪魁祸首。

　　要区分到底是自然原因还是人为原因造成大气变化是很困难的。克罗拉多大学的大气专家CoraRandall带领的研究小组经多方分析，认定太阳风暴是造成高空臭氧减少的主要原因。2003年强烈的太阳风暴携带高能量电子和质子进入地球高空大气层，促进了那里氧化氮的产量，氧化物被认为是臭氧杀手。北极同温层旋涡中强大的风力(去年的风力尤其强)，将氮更多地送入大气层，在大约40公里的高度，混合形成氧化氮，破坏了臭氧层。但科学家同时表示，将此现象认定为完全是由于巨量太阳粒子反常活动所造成的，还需要进一步的研究。

　　上世纪80年代在南极第一次观察到臭氧洞的存在，促使1987年旨在逐渐废除使用CFC的蒙特利尔条约诞生。臭氧洞确实定期出现在南极，但在北极只有在非常寒冷的冬天才会出现臭氧洞。此次反常现象，不论是自然的还是人为的，都给大家敲响警钟。研究自然现象、人为因素对大气合成物的影响对保护可持续发展的环境有重要意义。

https://tech.sina.com.cn/d/2005-03-09/1533545934.shtml

       超级太阳风暴的三步曲

       太阳爆发活动是太阳风暴的起源，它常常表现为两种现象，一种是人类很早就观测到的耀斑，一种是太阳爆发活动引起的各类地球空间环境扰动。

       耀斑是太阳电磁辐射突然增强的一种表现，在太阳观测图片上，耀斑常常表现为某区域的突然增亮。另外一种是较晚才观测到的日冕物质抛射，它是太阳上一团带有磁场的等离子体，脱离太阳束缚，向外抛出的现象。耀斑和日冕物质抛射不一定同时出现，它们发生时也可能会喷射出大量的高能带电粒子，这些粒子主要是质子。增强的电磁辐射、高能带电粒子和快速等离子体云是太阳爆发活动喷射的主要能量和物质。

       当太阳爆发的物质和能量朝向地球时，就可能引起地球空间环境的扰动，进而影响人类活动。不同太阳爆发活动到达地球空间的时间也不一样。耀斑爆发时增强的地磁辐射以光速到达地球空间，时间只需约8分钟，它主要引起电离层突然骚扰，影响短波通信环境。高能带电粒子到达地球空间时间缓慢，约几十分钟，一方面它引起极区电离层电子密度增加，产生电波极盖吸收事件，另一方面它会直接轰击航天器，给航天器带来辐射损伤等多种影响。日冕物质抛射的快速等离子体云需要大约1天~4天的时间才能到达地球，它首先与地球的磁层发生相互作用，引起地球磁场变化，产生地磁暴，随后引发地球空间高能电子暴、热等离子体注入、电离层暴、高层大气密度增加等多种空间环境扰动事件，对卫星运行、导航通信和地面系统产生一系列的影响。把太阳爆发中增强的电磁辐射、高能带电粒子、快速等离子体云先后对地球空间环境造成影响的过程形象的称之为三轮“攻击”。

       在太阳爆发活动对地球的三轮攻击中，都会引起电离层的分层结构混乱，从而干扰原本正常工作的无线电通信。因此，只要发生太阳风暴，就会影响到人类的无线电通信。电离层扰动使短波无线电信号被部分或全部吸收，从而导致信号衰落或中断；使卫星导航定位系统的精度下降，严重时甚至造成导航接收机失效，无法提供导航信息；使卫星通信的信噪比下降，误码率上升，通信质量下降，严重时可能造成卫星通信链路中断。

       太阳风暴干扰无线电通信的事例屡见不鲜。同样在2000年的巴士底太阳风暴中，7月14日的大太阳耀斑引起我国北京、兰州、拉萨和乌鲁木齐等地的电波观测站的短波无线电全部中断。2006年12月初连续爆发的太阳耀斑对我国的短波无线电信号传播造成严重影响，短波通信、广播等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。12月13日北京时间10时40分前后，太阳又爆发一次大耀斑，广州、海南、重庆等电波观测站的短波探测信号从10时20分左右起发生全波段中断，直至11时15分以后才逐步出现信号，13时30分以后基本恢复正常。

       太阳爆发活动对地球的第三轮攻击会引起地磁暴，地球磁场的剧烈变化在地球表面诱生地磁感应电流，这种附加电流会使电网中的变压器受损或者烧毁，造成停电事故。由于太阳风暴的袭击，灯火通明的城市90秒内将变成一片漆黑，这就是所谓的“90秒灾难”。此外，地磁感应电流还可能对长距离管线系统产生腐蚀，造成泄漏，影响石油、电缆等管线系统的正常运行。

       在现代社会，电力已经成为人类生产生活不可或缺的部分。当太阳风暴来袭时，不仅电力系统本身将可能遭到重创，所有依赖电力的应用系统都将不堪一击，进而造成更加严重的经济损失。1989年3月的强太阳风暴曾使加拿大魁北克地区在寒冷的冬夜停电9小时，引起了国际社会的震惊和对太阳风暴的广泛关注，这次事件是有关太阳风暴危害中引用最多的一次事件。正是由于太阳风暴存在诸多危害，而且威力远远超过人类制造的任何武器，有科学家形象地将它称为来自自然界的“太空武器”。

       太阳黑子的活动周期约为11.2年，研究人员分析了距今150年的最近14个太阳黑子活动周期，结果发现，在过去150年中，地球发生了42次“严重”磁暴，而有6年发生了“巨大的”的超级太阳风暴。这意味着每隔25年，地球就有可能发生一次大型超级太阳风暴。

       太阳风暴对我们地球上的病毒可以起到绝杀的作用，要是太阳风暴真的对我们的病毒可以起到抑制的话，那么我们的疫情就可以彻底搞定！太阳风暴对我们来说是有好有坏的，但是最后给我们带来的福多一点还是祸多一点，我们就一起拭目以待吧。

       地球平均每3年就会发生一次严重的太阳风暴，每25年发生就会遭遇一次大型超级太阳风暴，3年周期风暴预判就在近期！另外地球将在 2023-2025 年遭受太阳超级活动的影响，伴随2023-2025年超级太阳风暴的到来，我们必须做好迎接臭氧洞最大面积的准备。

https://www.weibo.com/2479435945/LlQhh73hm

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      被忽视的第四轮攻击：形成臭氧空洞和地磁层空洞

        美国卫星发现地球磁场出现巨大空洞 

        美国科学家2008年12月16日发布报告称，近年来的卫星观测显示，保护地球的地球磁场受到了迄今为止来自太阳的最强烈能量冲击，一度出现一个空洞。这一现象是去年夏天由美国航空航天局(NASA)所发射的“西弥斯”卫星系统发现的。

　　去年夏天，“西弥斯”观测发现，地球磁场出现了一个空洞——在地球磁气圈的最外缘，侵入的太阳粒子层厚达至少6400公里，这是迄今为止人类所发现的对地球的保护圈——地球磁场的最大限度的撕裂。跟踪“西弥斯”卫星系统的加州大学伯克利分校科学家马里特·奥伊罗塞特说。

　　不过，奥伊罗塞特指出，太阳粒子对地球磁场的这种入侵是暂时的，像去年观测到的现象只持续了一个小时。

       有视频显示，2022年7月8日凌晨时分，翠绿色的极光在北极圈附近的天空上不停地荡漾着，有时还会出现红色或紫色的色调，这意味着带电粒子抵达地球大气的高度已经非常低了，低于100公里，与氮气猛烈撞击，发出紫红色光芒。

       当太阳处在黑子活动的高峰期时（ 太阳表面出现大量黑子），日冕层会产生剧烈的爆发活动，疯狂地向外喷出比平时多好几倍的带电粒子流，这就是“太阳风暴”，我们平常所说的太阳风，实际指的就是太阳风暴。 

       地球磁场在正常的情况下，是可以抵御住来自太阳的带电粒子流的，但是当超强的太阳风暴来袭之后，地球磁场就抵挡不住了，引发地磁暴，地球磁场被撕开一个大窟窿，无数带电粒子倾泻而下，地球两极地区就会上演极光暴。

      地磁暴对地面上的生命危害是微乎其微的，但可以对电子仪器造成很大的影响，例如近地轨道上的人造卫星和其它航天器，地面上的雷达，甚至是电力输出的变电站，地磁暴还可以破坏地球上空的臭氧层。https://www.sohu.com/a/566310633_383749https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412976.htmlhttps://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1413081.html

    2023年6次大地磁暴与臭氧洞同时发生

       北京时间12月1日17时到12月2日8时，受太阳日冕物质抛射（CME）爆发影响，地球出现3小时Kp为7的大地磁暴，3小时Kp为6的中等地磁暴，以及9小时小地磁暴，目前地磁活动还在持续中。

    （Kp指数即全球磁场指数，其反映的是每三小时地球磁场活动的情况，数值越大对应的地磁活动越强）这与我们11月30日发布的大地磁暴预警！！！相符。

       受地磁暴影响，我国黑龙江、内蒙古、新疆等地均出现极光活动，甚至北京此次都有清晰的极光目击和观测记录。

        这是今年继2月27日、3月23、24日、4月23、24日、9月19日，第7次发生大地磁暴级别的地磁活动。

       根据最新监测和预报，受太阳冕洞高速太阳风和12月1日CME的共同影响，12月4日可能发生小到中等地磁暴。

https://new.qq.com/rain/a/20231202A05SQG00

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1412164

        应该注意到，这7次发生大地磁暴级别的地磁活动，3月23、24日、4月23、24日发生在北极臭氧洞发生期间，9月19日、11月30日、12月1-4日发生在南极臭氧洞发生期间，太阳辐射增强的风险确实存在，必须做好相应的防护准备。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1413178.html

      南极臭氧洞罪魁祸首是太阳风 

长春科技大学教授杨学祥1999年撰文指出，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。

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。

1999年，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”。    

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。

学者叶倾城2021年撰文指出，自21世纪初之后，基于陆续发射升空的新型观测卫星，科学家掌握越来越多的证据表明，太阳粒子在影响极地臭氧方面发挥着重要作用。在太阳活动特别活跃的时候，当太阳向太空释放大量粒子时，海拔50千米以上的地区多达60%的臭氧会被消耗，该影响可能持续几个星期。

在更低的地球大气位置，大约低于距离地球表面50千米的区域，太阳粒子是造成极地臭氧水平逐年发生变化的重要因素，太阳粒子袭击将持续导致臭氧损失，然而，最近一项研究表明，太阳粒子还有助于抑制南极臭氧空间进一步损耗。

https://www.kepuchina.cn/more/202104/t20210402_2980297.shtml

据《中国青年报》 2000-08-09报道，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。

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

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

这一科学悬案现在基本定案，彻底解决有待于进一步的科学研究。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412383.html

         极光集中发生在春分和秋分

      从科学统计数据情况看，极光最易发生的时间是在春分和秋分两个节气来临前。造成这种情况的原因就是在春分和秋分两个节气来临前，地球所处的位置与磁索位置容易发生交错情况，进而易引起碰撞放电形成极光。同时从统计数据进一步看，春秋两季出现极光现象的频次会多于夏冬两季出现极光现象的频次。

https://www.tianqi.com/news/314286.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412464.html

      臭氧洞为什么发生在秋分和春分之前

      臭氧洞的形成 

      1999年我们就撰文就指出，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。 

       臭氧洞的存在和扩大与地球公转轨道有关 

       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（或臭氧稀薄区）；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（或臭氧稀薄区）。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。

      事实上，地球南北极都出现过臭氧洞，证实了我们的理论。彗星的轨道是一个偏心率很大的椭圆，受太阳风压力作用，在近日点彗尾最长，在远日点彗尾最短。同样，地球轨道也是一个椭圆，在近日点气尾最长，在远日点气尾最短。这是南极臭氧洞比北极臭氧洞面积大，存在时间长的原因（见图1）。

图 1  太阳风压缩大气层背光流动形成两极地区极昼时臭氧洞（或臭氧稀薄区）和极夜时气尾

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331774.html

“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” 

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N₂和O₂/O₃所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O₃所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

https://wap.sciencenet.cn/blog-2277-1346460.html

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1412383

        太阳风压缩大气层、地磁层、臭氧层、海洋圈、岩石圈、地幔和外核，形成大气尾、臭氧洞、地磁层空洞、内外磁尾、海洋尾，以及地球各圈层的差异旋转和相互运动，对地震的影响不可避免。

        根据最新发现，7-9日的太阳风周期对厄尔尼诺、拉尼娜和地震火山活动，都有显著的控制和影响，这在潮汐组合预报中最为显著。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412660.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412213.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1412321.html

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1402732

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1413349

       臭氧层空洞的危害  

　　臭氧层是地的大气防护层，能有效防止某些太阳射线对地球生物的伤害。但如果臭氧层出现空洞，会造成以下危害：

　　1、增加皮肤癌：臭氧减少1%，皮肤癌患者增加4%-6%，主要是黑色素癌。

　　2、损害眼睛，增加白内障患者（臭氧洞下观测极光风险巨大）。

　　3、削弱免疫力，增加传染病患者。

　　4、使农产品减产及其品质下降。

　　5、减少渔业产品。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物（病毒和病菌也在其中）。

　　6、臭氧层空洞会使冰川因为受不住高温而融化，使海平面上升，给沿海城市带来巨大灾害。

　　除了影响人类健康和生态外，因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响，如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。

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     超级太阳风暴是仅次于小行星撞击地球的天文灾害

       有报道称，太阳活动所带来的灾难中，最令人印象深刻的是1859年的卡林顿事件。在是在第10个太阳活动周的极大期附近，1859年的8月底，太阳上出现了许多黑子，很多地方夜晚天空明亮且颜色多变。到9月1日到2日，极光出现在世界各地，古巴、夏威夷、日本和中国的南部都可以看到极光，北半球的极光在赤道附近的加勒比海地区都可以看见，在美国的东北部，人们可以在极光下阅读报纸。与绚烂极光相伴的，是当时最为高科技的通讯系统——遍布欧洲和北美的有线电报系统失灵，正在操作电报的工作人员遭到电击，电报塔发出火花……

      那是人类有记录以来最大的太阳风暴，据估计，这种规模的太阳风暴如果发生在现代，可能将造成大规模电力中断、通讯中断……从而导致一些难以预料的严重后果。

     “在自然灾害中，超级太阳风暴的危害仅次于小行星撞击地球，而且，越发达的国家和地区受到的影响便越大。”韩大洋向知识分子提到。国家空间天气监测预警中心成立于2002年6月1日，其主要职责便是连续监测太阳黑子、暗条等，并对可能发生的太阳风暴做出预报预警，并对国家相关部门和行业提供空间天气服务。

日冕物质抛射与耀斑等太阳活动所带来的影响，极光？那只是顺便制造的罢了。

     “ 电网会遭到摧毁，大型变压器会被由特大地磁暴制造出的巨大电流烧毁，从而造成全城规模的大断电事故。”

     “飞机航班的通讯会受到影响，从而造成棘手的’失联’，所以，在太阳活动高年，很多穿过极地的航班都被迫修改航线甚至取消航班。”

       另一个会受到影响的是卫星。卫星所受的影响有两种，“当地磁暴发生时，地球高层大气受热膨胀，膨胀的大气给低轨卫星带来额外的飞行阻力，也就是航天常说的大气拖曳作用。”2022年，一场太阳活动带来的地磁暴一口气拉下了38颗星链卫星。而即便对于已经入轨的卫星，“来自太阳的高能粒子也很容易造成卫星核心部件的损坏或者寿命降低，甚至造成静电击穿，使得卫星直接无法工作，而这些卫星的影响反映在地面上，往往便是导航、通讯系统的失灵。”

       还有一些动物，比如，靠地磁定位的信鸽，会受到太阳活动的影响，“信鸽协会与我们（国家空间天气监测预警中心）的联系是非常密切的，他们的赛事都需要考虑空间天气预报”，韩大洋提到。

       在国家空间天气监测预警中心，“通常，日冕物质抛射比耀斑的影响要大得多，耀斑的速度最快，是光速，一旦发生，很快就能到达地球，日冕物质抛射则不同，其发出的高能粒子往往需要2-3天才能走完1.5亿公里的日地距离到达地球，“这就给了我们一个反应时间”。

       太阳风暴的危害还表现为，我们对高科技、卫星通讯、全球网络的依赖越高，在太阳活动面前，便会越脆弱。2003年10月到11月，西方万圣节前后，一场太阳风暴曾使得大量卫星受到影响，乃至完全失控。这种情况干扰了全球范围内的通讯活动，海事卫星电话系统瘫痪，GPS导航定位精度大幅降低……为了避免辐射对人体的伤害，飞机航班不得不降低高度，甚至国际空间站里的宇航员也不得不紧急转移到了临时休息舱避险。

       2012年年中，太阳上曾发生了一场规模可能与卡林顿事件事件相当的日冕物质抛射。人们曾战战兢兢地想像过一个最坏的场景——暴露于太阳风暴下的人造卫星被摧毁、多地变压器被烧毁，电力系统瘫痪。预计，遭到袭击后，人类需要在通讯受阻的情况下断电长达数月……幸而，那场日冕物质抛射发生在了太阳背对地球的一侧。

       然而，在将来，我们会有那么幸运吗？

https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_0316576833c62752

     结论

      太阳风暴爆发带来的臭氧空洞和地磁层空洞的危害不能忽略。

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参考文献 (References)

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

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

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

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

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

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

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

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

杨学祥, 陈殿友. 地球流体运移动力与自然灾害. 同上, 326

陈殿友, 杨学祥, 宋秀环. 地球轨道效应与重大自然灾害周期. 同上, 256.*

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

杨学祥. 大气圈差异旋转及其对臭氧层的影响. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（2）：199~201

杨学祥. 大气氯粒子层的形成原因. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（3）：370~371

杨学祥. 太阳活动驱动气候变化的证据. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（5）：615~617

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https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332936.html

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