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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（3）

已有 1182 次阅读 2024-3-12 13:25 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

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（3）

杨学祥

关键提示

有报道称，臭氧层对我们地球具有保护作用，而在臭氧层的浓度减少之下，太阳对地球表面的紫外线辐射就可能加强，从而带来生态环境上的破坏，这个大家应该知道。

这也是为什么，科学界要加强对臭氧层保护的原因，主要保护机制就是——减少对臭氧层产生破坏的物质，例如：氯氟烷烃等物质，因为这些物质一旦增加，就会对臭氧层产生破坏。

所以，臭氧层能够出现恢复的情况，大部分原因就是因为人类对它的破坏物质排放减少。然而，一则关于“臭氧层空洞扩大”的消息，又引发了大家的热议。

的确，自从《蒙特利尔议定书》颁布之后，世界各国都在加强对氯氟烷烃等物质减排，并且甚至废除了这些物质，所以，我们看到了臭氧层的恢复在出现。

而且在2021年，根据哥白尼大气监测局 (CAMS) 的监测情况来看，我们臭氧空洞终于没有了，彻底关闭了，这也意味着臭氧层的状态已经达到最佳状态，还宣布了这个消息。

在2021年的整体臭氧空洞出现的平均值之下，它也是比20世纪90年代末和21世纪头一个十年里记录的臭氧层空洞“小得多”。所以，人类对臭氧层的保护的确取得了明显的成果。

但是，在2022年，竟然又出现一次意外的扩大，竟然臭氧层出现宽度接近250英里（约合400公里）的空洞，这还是比较少见的。难道是臭氧层破坏物质又扩大排放大了？其实并不是。

为什么臭氧层出现约400公里空洞？

其实，针对臭氧层的空洞来说，就算是大家一次强烈排放，也不可能出现突发性的强烈扩大。所以，这必然不是直接性的原因，那是什么原因呢？

最初很多人说是因为地球出现了极光带来的，但是，新的科学解释给出了一个新的说法，这是“太阳变化带来的”。

大家都知道，我们太阳正处于第25个周期活动之中，并且2022年还是在往极大值时期发展。越是往极大值时期发展，那么太阳的活动频率，强度都会有所提升。这不，在2022年太阳还爆发了强烈的X级别耀斑了。

这是太阳耀斑级别——A、B、C、M、X五个级别之中最高的级别。这足以体现太阳的活动频率是大大地提升。

而在强烈的活动状态之下，太阳的确可能带来对地球的一定影响，这次按照研究来看，也就是因为太阳的活动，对臭氧层带来了“消耗”。

在太阳活动之下，太阳耀斑和日冕物质抛射所释放的等离子体中的带电粒子也在不断侵蚀着臭氧层，最初人类对这些带电粒子的研究影响是非常少。

但是这一次的发现，也是引发了大家的关注，因为之前没有人预料到在太阳活动强烈之后，产生的“孤立质子极光”会有这么强的影响，这次研究才知道，原来对臭氧的消耗如此严重。

所以，太阳的强烈活动，也会对臭氧层带来影响。

这也说明了一个问题，那就是未来随着太阳活跃度的提升，也就是预计在2025年左右——之前，南极臭氧层遭受更大的空洞可能会更加明显。

https://www.toutiao.com/article/7158787965160866345/

事实上，我们在1999年就指出，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。

2022年南极臭氧洞突然急剧扩大，验证了我们提出的理论。

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

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1346957.html

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

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吓到：极光在地球臭氧层上能“轰”出400千米宽的大洞

2022-10-25 23:56:12 出处：快科技作者：万南编辑：万南人气： 7753 次评论(0)

根据大气的垂直分层，自下而上分别是对流层、臭氧层、平流层、中间层、暖层和散逸层等。

其中臭氧层非常特殊，它是平流层中臭氧浓度高的层次，主要作用是吸收紫外辐射，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射伤害、杀菌等。

此前我们曾了解，由于人类活动，比如使用含氟物质等，会破坏臭氧层，还有南极上空的臭氧空洞等。

不过，日前一项新的研究表明，极光现象同样会制造臭氧层空洞。

科学家们发现，在某些极光现象开始后的90分钟内，其正下方的臭氧层会出现10~60%的破坏，开出的口子能有400多千米宽。

虽然听起来很可怕，好在这种“空洞”破坏不是永久性的，之后会自然愈合。即便在极光现象极大时，也不会对地球地理环境造成任何实质性或者长期威胁。

https://news.mydrivers.com/1/867/867646.htm

研究揭示导致中间层臭氧层损耗的原因

2021-08-31 17:58 出处/作者：cnBeta.COM 整合编辑：佚名

　　据外媒报道，一项新研究称， 导致极光的现象--电子沉降--也是导致中间层的臭氧层损耗的原因。 这种消耗可能对全球气候变化具有重要意义，因此，了解这一现象非常重要。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。这些发现发表在《自然》旗下期刊《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可以使被困的电子逃脱并进入地球的上层大气（热层）。这种现象被称为电子沉降，是产生极光的原因。但是，最近的研究表明，这也是造成中间层局部臭氧层消耗的原因，并可能对我们的气候产生一定的影响。

更重要的是，中间层的这种臭氧消耗可能是在极光期间才发生的。虽然科学家们已经研究了与极光有关的电子沉降，但没有人能够充分阐明它是如何导致中间层的臭氧消耗的。

Miyoshi教授和团队在2017年斯堪的纳维亚半岛上空的一次中度地磁暴期间进行了观测。他们的观察对象是“脉动极光”（PsA），一种微弱的极光。通过与欧洲非相干散射（EISCAT）雷达（在PsA发生的60至120公里的高度）、日本航天器Arase和全天空照相机网络的协调实验，他们的观测成为可能。

Arase的数据显示，地球磁层中的被困电子有一个广泛的能量范围。它还表明了“合唱波”的存在，这是一种电磁等离子体波，在该空间区域。然后计算机模拟显示，Arase观察到等离子体波导致这些电子在宽能量范围内沉降，这与EISCAT在地球热层的观察结果一致。

对EISCAT数据的分析表明，能量范围很广的电子沉降后会引起PsA。这些电子携带足够的能量穿透我们的大气层到低于100公里的地方，直到中间层臭氧所在的约60公里高度。事实上，使用EISCAT数据进行的计算机模拟显示，这些电子在击中中间层的时候会立即消耗掉其中的臭氧（超过10%）。

Miyoshi教授解释说：“PsA几乎每天都发生，分布在大面积地区，并持续数小时。因此，这些事件造成的臭氧消耗可能是巨大的。”谈到这些发现的更大意义，Miyoshi教授继续说：“这仅仅是一个案例研究。需要进一步的统计研究来确认由于电子沉降而在中间层大气中发生多少臭氧破坏。毕竟，这种现象对气候的影响有可能影响到现代生活。”　　【来源：cnBeta.COM】

https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2022-10-24/doc-imqmmthc1928907.shtml

https://www.doc88.com/p-60899055503516.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1424910.html

地球臭氧层被极光侵蚀出一个250英里宽的洞

地球频道在线 2022-10-24 18:41 北京

在国际空间站上的宇航员拍摄的这幅壮丽景色中，令人惊叹的极光在地球上空翩翩起舞。新的研究表明极光与地球的臭氧层相互作用。（图片来源：NASA/Bob Hines）

极光在夜空中引起了壮观的灯光秀，但它们也揭示了臭氧层被侵蚀的另一个原因。

尽管臭氧层的大部分消耗应归咎于人类，但对一种被称为“孤立质子极光“的极光的观测揭示了臭氧消耗的原因：太阳耀斑和日冕物质抛射出等离子体中的带电粒子还不停地侵蚀臭氧层。在此之前，这些粒子的影响并不完全清楚。

现在，一个国际研究小组发现，孤立的质子极光的影响在臭氧层中造成了一个近 250 英里（400 公里）宽的空洞，该空洞正好在极光发生的地方下方。大部分臭氧在大约一个半小时内消失了。

https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1710219016&ver=5133&signature=2AxLc0wC3wGJHUeMgUQXTxk-lOS19UgwW1JNmtaare-4t-NXfz8URS*W6pvYrXKazfobxM3NlWPIsxcq5wKmLd3ktnhHRLzSWsrI*eXAvT5AYt46A-s16Iy*lp108bnW&new=1

冷冬预警“失效”？太阳强烈爆发，地球臭氧层出现约400公里空洞

原创2022-10-26 19:53·环球科学猫

臭氧层对我们地球具有保护作用，而在臭氧层的浓度减少之下，太阳对地球表面的紫外线辐射就可能加强，从而带来生态环境上的破坏，这个大家应该知道。

所以，臭氧层能够出现恢复的情况，大部分原因就是因为人类对它的破坏物质排放减少。然而，一则关于“臭氧层空洞扩大”的消息，又引发了大家的热议。什么情况？今年冷冬预警要“失效”了？

因为大家最为直观的想法就是，臭氧空洞变大之后，太阳照射的光或者说热量是不是就更容易抵达地球，那岂不就不冷了？

的确，这个脑洞有点大，似乎也有道理，那这究竟怎么回事，我们来看看情况吧。

臭氧层出现约400公里空洞！

但是，大家要知道，曾经的臭氧空洞曾一度比南极洲还要大，所以，看到臭氧空洞不存在了，这必然减少了对地球的威胁。

但是，这里也需要说明一下，臭氧空洞并不是说关闭了，就不会出现了，这是一个“波动性”的状态。但是整体上来说，就算是再次出现臭氧空洞，也是比曾经要小很多的状态。

在2021年的整体臭氧空洞出现的平均值之下，它也是比20世纪90年代末和21世纪头一个十年里记录的臭氧层空洞“小得多”。

所以，人类对臭氧层的保护的确取得了明显的成果。

为什么臭氧层出现约400公里空洞？

其实，针对臭氧层的空洞来说，就算是大家一次强烈排放，也不可能出现突发性的强烈扩大。所以，这必然不是直接性的原因，那是什么原因呢？

最初很多人说是因为地球出现了极光带来的，但是，新的科学解释给出了一个新的说法，这是“太阳变化带来的”。

这是太阳耀斑级别——A、B、C、M、X五个级别之中最高的级别。这足以体现太阳的活动频率是大大地提升。

而在强烈的活动状态之下，太阳的确可能带来对地球的一定影响，这次按照研究来看，也就是因为太阳的活动，对臭氧层带来了“消耗”。

在太阳活动之下，太阳耀斑和日冕物质抛射所释放的等离子体中的带电粒子也在不断侵蚀着臭氧层，最初人类对这些带电粒子的研究影响是非常少。

所以，太阳的强烈活动，也会对臭氧层带来影响。

这也说明了一个问题，那就是未来随着太阳活跃度的提升，也就是预计在2025年左右——之前，南极臭氧层遭受更大的空洞可能会更加明显。

所以，这是大家需要警惕。这意味着对地球的环境影响也可能产生波动。

太阳强烈爆发，臭氧层空洞扩大，冷冬预警失效？

没错，在今年气候巨变之下，自从罕见三重拉尼娜现象出现之后，我国也是多次对今年冬季气候变化的说明。

在正常情况之下，拉尼娜现象的发展，的确会导致我国受到的冷空气活跃程度较高，并且引发极端性寒冷或者说极端性寒潮的可能性较大。

而且我国气候中心的预判也是今冬我国部分地区可能会受阶段性冷空气的影响出现阶段性低温，且有爆发极端寒潮和出现低温、冰冻、雨雪等灾害的可能性。

所以，总体出现冷冬的可能性较大，这就是相当于是一个预警。而且，就算是在全球变暖的背景下，1980年以来暖冬出现的频率增加，但是，在发生拉尼娜事件后的冬季，也曾有气温偏低的年份出现，并且冷冬的数量还不少。

所以，大家要警惕保暖。然而，这太阳强烈爆发，臭氧层空洞扩大，是不是让地球接受的热量，辐射就更多了？

的确，这样说没有问题。但是，在太阳能够抵达地球的辐射中，大约70％被地球大气层或其表面吸收，形成自然的温室效应。

然而，南极臭氧层只是地球的一部分区域，就算是出现了约400公里空洞，能够输送更多的热量或者辐射抵达我们地球。但是，相对于我们整个地球来说，这个对地球本身的气候变化来说，可能影响不大。

所以，太阳强烈爆发，臭氧层空洞扩大，冷冬预警失效？

其实也算不上。而地球是冷，还是热，除了我们季节性变化上的“气温刻度”会转变之外，那就是我们所说的整体气候，例如：全球变暖带来的气候现象带来的冷暖问题。

所以，我国气候中心预警偏冷，冷冬的可能性较大。

但是，这也是概率，并不是冷冬就一定不会有暖和的时刻，我们需要更加多注意极端性的寒冷转变。

本身全球变暖就会引发极端性的气候转变，而今年冬季还有一个罕见三重拉尼娜现象，那意味着冬季气候巨变可能会更加容易上演，大家要有心理准备。

https://www.toutiao.com/article/7158787965160866345/

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。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

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制造臭氧洞的元凶是太阳风

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

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

极光是太阳风撞击地球磁层的产物，极光消耗臭氧的发现，证实了杨学祥等人1999年的论断。

“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.