25年理论创新和实践检验：太阳风是臭氧洞的元凶还是福音

                                                                   杨学祥

     关键提示

      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。此后25年来，极光消耗臭氧、太阳风暴卷走臭氧层等证据频现。特别是北极臭氧洞的出现和臭氧洞利弊的讨论，表明人类对臭氧洞认识的深化和全面。

     南极臭氧洞罪魁祸首是太阳风：太阳粒子如何破坏我们的臭氧层？

      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。

相关报道

太阳粒子如何影响地球气候变化？它会破坏我们的臭氧层

新浪科技 2021-04-02 作者：叶倾城

   一些带电粒子在地球磁场的引导下进入地球极地大气层，因此我们可以在南半球看到神秘美丽的南极光，以及北半球的北极光。这种可见太阳粒子进入地球大气层的表现是一种表征现象。但不仅仅是发出光线，太阳释放的带电粒子还会产生其他方面的影响。

　　当我们思考太阳对地球的气候产生影响时，通常会想到太阳辐射，我们非常清楚紫外线辐射灼伤皮肤所带来的痛苦。尽管太阳为地球生命提供能量，但潜在的危险似乎无处不在。太阳是一颗活跃的恒星，不断地释放所谓的“太阳风”——主要由质子和电子组成的带电粒子，以每秒数百公里的速度喷射出来。

太阳粒子和地球臭氧

　　当太阳粒子进入地球大气层，太阳粒子的高能量会电离地球大气的中性氮、氧分子，这两种分子占地球大气99%的成分，太阳粒子也被称为“高能粒子降雨”，得名于它像来自太空的粒子雨，是地球极地上空30千米以上区域大气电离的主要来源，它会引发一系列的反应，产生促进破坏臭氧的化学物质。

　　据悉，太阳粒子对地球大气层臭氧产生影响最早是1969年观测到的，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。

臭氧如何影响地球气候

　　地球大气层中的臭氧大部分位于距离地球表面20-25千米的薄层——“臭氧层”，但是臭氧在大气中无处不在，从地球表面至海拔100千米之上，它是一种温室气体，在加热和冷却大气中发挥着关键作用，这使得它对气候系统至关重要，在南半球，极地臭氧的变化会影响区域气候条件。

　　臭氧在南极洲上空的耗竭产生了降温效应，反之促进了环绕南极洲的西风急流，随着南极臭氧空洞的逐渐恢复，西风急流会进一步向北蜿蜒，影响降雨模式、海洋表面温度和洋流，南环模型描述了环绕南极地区的风带由北至南运动状况。

　　臭氧对未来的气候预测十分重要，它不仅存在于稀薄的臭氧层，而且从整个大气层了解影响臭氧变化的因素至关重要，无论是人为因素还是像太阳这样的自然因素。

太阳粒子使大气中的氮分子和氧分子电离，从而导致其他化学反应，破坏臭氧层太阳粒子使大气中的氮分子和氧分子电离，从而导致其他化学反应，破坏臭氧层。

太阳产生的直接影响

　　太阳粒子和臭氧之间的联系是非常明确的，但是太阳粒了对气候会产生怎样的直接影响呢？我们有观测证据表明，太阳活动影响地球两极区域气候变化，气候模型还显示，这种极地效应与更大的气候模式（例如北部和南部环形模式）有关，并影响中纬度地区的地理条件。

　　太阳对地球产生具体详细的影响尚不清楚，但太阳粒子对气候系统的影响将首次纳入即将举行的政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估的气候模拟。

　　通过太阳辐射和粒子作用，太阳为我们的气候系统提供了关键的能量输入。虽然太阳磁场活动周期为11年，但它们不能解释最近由于气候变化而导致的全球气温快速上升。

　　我们知道地球大气中不断增多的温室气体正在导致地球表面温度升高（19世纪物理学家就已知道这一气候趋势），同时，我们还明白人类活动促进大气温室气体不断增多，这两个因素结合在一起将解释当前我们所观测到的全球气温升高现象。

　　太阳粒子对云层的影响如何？

　　云层位于大气低端位置，比大多数太阳粒子穿透大气层的位置低很多，太阳粒子被称为星际射线，它们可能与云层形成密切相关。

　　专家曾认为，宇宙射线可以影响凝结核的形式，而凝结核相当于云层的“种子”，但近期欧洲核子研究中心（CERN）研究表明，这种影响微不足道，不会对云层形成起到重要作用。但该研究并未排除宇宙射线影响云层形成的其他机制，但迄今为止未发现相关证据支持。

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

本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=257627

本文关键词：         臭氧洞 火山爆发

相关文章：    

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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

刊 名： 科技文萃

英文刊名： DIGEST OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

年，卷(期)： 1999 (8)  

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

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

   周长庆，高景泰

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”。

太阳风是一种形象地说法，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

  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

“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，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

       臭氧层空洞的福音  

       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 . 

       臭氧洞的功过也是一分为二的。臭氧洞漏能效应带来过多的太阳射线和紫外线不仅危害人类健康和生物生存，而且有利于杀灭新冠病毒。

       科学家认为，病毒是我们这个地球上结构最为简单的一种奇特物种，只有一个核酸分子，主要寄生在宿主的细胞内繁殖和生存。因此，太阳风暴所辐射出来的大量高能粒子，就可以轻易破坏病毒的分子结构，彻底击断它的分子链，从根本上消灭病毒是极其高效的。历史上很多次病毒对人类的骚扰，都是被太阳风暴彻底终结的。

       2020年3月23日北极臭氧洞出现是福是祸？

根据地球轨道周期，臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现。由于没有达到臭氧洞低浓度的标准，即使是臭氧洞没有出现，但是北极臭氧稀薄区在3月和南极臭氧稀薄区在9月也会周期存在，从而形成每年3月和9月两极地区的臭氧稀薄区变化周期。这是新冠病毒季节性爆发的第一大原因。

第一、每年3-4月和9-11月的臭氧洞漏能效应，相当于大自然对地球的两次大规模消杀病毒过程，对冠状病毒的抑制或杀灭作用不可忽视。

第二、每年6-8月北半球夏季太阳黑子最强，每年1-2月和12月北半球冬季太阳黑子最弱，这是新冠疫情季节性波动第二大原因。南半球与此相反，每年6-8月南半球冬季季太阳黑子最弱，每年1-2月和12月南半球夏季太阳黑子最强，

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332521.html

巧合的是，2019年全球爆发了新冠病毒疫情，2020年3月发生北极臭氧洞和9月发生南极臭氧洞。大量太阳高能粒子通过臭氧洞进入地表，灭杀了新冠病毒，保护了人类，其作用和贡献却被忽视。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330844.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330966.html 

       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？

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

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

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

2022年3月19日地球两极正在经历异常的极端高温的条件：2020年9月南极出现臭氧洞（面积排序12位），2020年3月北极出现最大臭氧洞。与此同时，大量太阳风带来的高能粒子通过臭氧洞进入地球两极，杀灭新冠病毒，抑制了新冠疫情的发展，形成疫情的季节性波动，对应3-4月和9-11月疫情低谷期。

2020年两极臭氧洞阻碍了新冠病毒疫情的发展 

2020年3-5月北极出现臭氧洞，2020年9-12月南极出现臭氧洞。全球疫情爆发低谷在2020年3-5月和9-12月，臭氧洞扩大导致更多太阳高能粒子进入两极，有利于对病毒的消杀。

https://www.jiemian.com/article/7125750.html

https://new.qq.com/rain/a/20220222A03B1Q00

https://www.163.com/dy/article/H0Q9MGE60534A4SC.html?f=post2020_dy_recommends

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332835.html

     结论

      太阳风暴爆发带来的臭氧空洞和地磁层空洞的危害和福音都不能忽略。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1413391.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1424436.html

      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

  “人美心善”的极光！科学家发现北极光可消耗臭氧

  从地球的极地地区经常可以看到神奇的绿光，但这会导致中间层臭氧层消耗。这种消耗可能对全球气候变化具有重要意义，因此了解这一现象很重要。

  现在，由日本名古屋大学的 Yoshizumi Miyoshi 教授领导的一组科学家对这一现象进行了观察、分析并提供了更深入的见解。研究结果发表在《自然科学报告》上。

  在地球的磁层——地球周围的磁场区域——来自太阳的电子仍然被困住。电子和等离子体波之间的相互作用会导致被捕获的电子逃逸并进入地球的高层大气（热层）。这种称为电子沉淀的现象是产生极光的原因。但是，最近的研究表明，这也是造成中间层（低于热层）局部臭氧层消耗的原因，并可能对我们的气候产生一定影响。

  更重要的是，中间层的这种臭氧消耗可能特别发生在极光期间。虽然科学家们研究了与极光有关的电子降水，但没有人能够充分阐明它是如何导致中间层臭氧消耗的。

  三好教授及其团队在 2017 年斯堪的纳维亚半岛上空的中度地磁风暴期间借此机会改变了这一说法。他们将观测目标对准了“脉动极光”（PsA），一种微弱的极光。他们的观测是通过与欧洲非相干散射 (EISCAT) 雷达（发生 PsA 的 60 至 120 公里的高度）、日本航天器 Arase 和全天相机网络的协调实验成为可能的。

  Arase数据表明，地球磁层中被俘获的电子具有很宽的能量范围。它还表明在该空间区域存在合唱波，一种电磁等离子体波。计算机模拟结果显示，Arase 观测到等离子波导致这些电子在很宽的能量范围内沉淀，这与地球热层中的 EISCAT 观测结果一致。

  EISCAT 数据的分析表明，从几 keV（千电子伏）到 MeV（兆电子伏）的宽能量范围的电子会沉淀以引起 PsA。这些电子携带的能量足以穿透我们的大气层低于 100 公里，高达约 60 公里的高度，即中间层臭氧所在的位置。事实上，使用 EISCAT 数据的计算机模拟表明，这些电子在撞击中间层时会立即消耗中间层的局部臭氧（超过 10%）。

  Miyoshi 教授解释说，PsA 几乎每天都会发生，分布在大片区域，并持续数小时。因此，这些事件造成的臭氧消耗可能很严重。 谈到这些发现的更大意义，三好教授继续说道：这只是一个案例研究。需要进一步的统计研究来确认由于电子沉淀在中层大气中发生了多少臭氧破坏。毕竟，这种现象对气候的影响可能会影响现代生活。

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_494592.html来源：贤集网https://www.xianjichina.com/special/detail_494592.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（已被证实）。 

       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。

https://www.tianqi.com/video/3364.html

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

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

     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。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1413391.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1424436.html

参考文献 (References)

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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

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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

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