未来科学
北极正形成最大臭氧空洞，它会影响人类的生存吗？
最近，根据有关机构的监测和研究表明，地球的北极地区出现了一个巨大的臭氧层空洞，这可能是有史以来北极地区出现的最大空洞，其面积或许可以与每年在南极形成的臭氧层空洞相当。关于南极臭氧层空洞，大家应该不会太陌生，其实关于极地特别是南极臭氧层空洞的监测和研究，从上世纪60年代在很多国家就已经开展，通过全球各个国家的联合保护，南极这个臭氧层空洞正在逐步地恢复，此时在北极又再次出现，这种情况会影响到人类吗？
地球上的臭氧
在地球的大气中，臭氧是一种含量非常微少的气体，主要分布在平流层中，其产生机理主要是氧气在太阳辐射下分解为氧原子，其中一个氧原子又与氧气结合形成具有3个氧原子的气体。臭氧的化学性质非常活泼，具有很强的氧化性，因此近地空气中如果含有标准限值以内的一些臭氧，对于净化空气、清除有害微生物、进一步阻止紫外线的侵害具有积极作用。但是如果含量过高，则它的强氧化性就会出现反面效果，既能严重刺激人体的呼吸道，引发胸闷、咳嗽、支气管炎、肺气肿等一系列的呼吸系统疾病，同时对于植物来说也会损伤其组织结构和生理功能，造成植株生长缓慢甚至枯萎，因此在新修订的国家空气质量标准中，将臭氧列为空气污染物。
除了近地面以外，绝大多数的臭氧存在于大气层中的平流层，其厚度仅为3毫米。虽然这人厚度看起来非常不起眼，但对于地球上的人类来说，却具有非常重要的积极作用，那就是能够强烈吸收来自太阳辐射中99%的紫外线，从而有效避免了人体特别是皮肤被紫外线所灼伤，同时最大程度地降低了皮肤癌症的发生。
氟利昂对臭氧的破坏
关于地球臭氧层空洞是如何产生的，科学界目前普遍的观点是由于人类活动排放的污染物所致。进入工业文明之后，随着人类大量使用化石能源，排放到空气中的各类污染物质也越来越多，当积累到一定程度，并且超过了环境空气的承载能力和恢复容量范围，就会造成各种类型的空气污染，比如酸雨、光化学烟雾、雾霾等。其中，工业生产排放的一种特殊物质－氟利昂，对于臭氧来说简直是灭顶之灾。
上世纪20年代，人类发明了氟利昂，因其具有的稳定化学性质、不可燃烧、没有毒性的特点，被作为有效的制冷剂和清洁剂，应用于家电、日化、汽车和消防器材的生产，由于它的化学性质非常稳定，在空气环境中根本不会被分解，因此随着人类生活水平的不断提高以及上述领域用品消耗量的增加，氟利昂被大量排放到空气中，随着大气环流进入到对流层的上部以及平流层内。
在对流层的上部以及平流层内，由于太阳辐射特别是紫外线非常强烈，在持续大量的能量输入情况下，氟利昂发生分解，释放出氯原子，继而与臭氧发生持续性的连锁反应，其主要过程包括如下步骤：
第一步，部分臭氧分解产生氧气和游离氧原子，O3 → O2 + O。
与此同时，氟利昂中的主要成分也在紫外线作用下发生分解，这里以二氟二氯甲烷为例说明，其反应式为CF2Cl2 → CF2Cl• + •Cl。
第二步，释放出的 •Cl与臭氧发生自由基反应，Cl• + O3 → ClO• + O2。
第三步，形成的氯氧自由基与臭氧先前分解的游离氧原子发生反应，ClO• + O → Cl• + O2。
通过这三个完成速率很快的化学反应，氟利昂把臭氧最终变成了氧气，而自身分解的氯原子并未被结合，重新投入到了分解臭氧的循环之中。据测算，一个氯原子至少可以破坏数万个臭氧分子，而且在平流层中的存在时间也非常长，平均可达到几百年，可见氟利昂对于臭氧层的破坏力是非常巨大的。
臭氧层空洞为何在两极出现？
在地球纬度不同的地区，太阳的入射角也不同，整体上接受到的太阳辐射能量也会不一样，平均来看是赤道地区最高，两极地区最少。而在太阳辐射高的低纬度地区，空气对流运动的强度就会偏大，因此对流层的高度也越高。而两极地区所受到的太阳辐射能量很少，空气对流运动相对很弱，因此对流层的厚度较低。
两极地区的对流层厚度偏低，那就意味着平流层与对流层的界限高度，也要比地球上其它地区要低。排放到空气中的氟利昂物质，随着对流层中的大气环流，本来是向着地球上空大气层中任何的方向飘散的，但是当运动到两极上空时，由于平流层的高度较低，因此会很容易突破进入平流层中，从而破坏两极上空平流层中的臭氧层，造成臭氧层空洞。
北极的臭氧层空洞对人体有何影响？
臭氧层空洞的大小，除了与人类生产过程中排放氯氟化合物的数量有直接关系以外，还与地球的大气环流密不可分。之前我们经常听到南极地区上空出现臭氧层空洞，主要原因是在南极的冬季，其上空会有一个巨大的气体涡旋，将南极上空的大气与周围的空间隔绝起来，高空气温非常低，大量的微小冰晶物体不断吸收氯氟化合物，致命浓度不断升高，而随着气温逐渐升高，这些冰晶中的氯氟化合物就会被释放出来，开始按照刚才提到的循环自由基反应破坏臭氧分子。而这种巨大的气体涡旋，一般南极上空要比北极强大得多，因此南极的臭氧层空洞产生频次和规模要比北极大。
此次北极上空出现空洞，其原因也主要取决于今年进入冬季以后，在强烈的西风影响下环绕北极的极地漩涡非常强大，形成类似南极那样的空间封闭区域，致使高空云层中的冰晶体吸收了较多的氯氟化合物，因此形成了臭氧层空洞。而以往北极地区的温度变化程度和变化速率较快，不易形成这种空洞。
由于北极地区刚刚结束极夜，太阳高度很低，从臭氧层空洞中“逃出来”的太阳紫外线强度不是很大，再加上这里人烟稀少，对人体的伤害不会太大。但是，随着温度的缓慢提升，臭氧层空洞会逐渐向纬度较低的北西伯利亚、北欧等人口比较密集的区域，因此气象专家提醒这些地区届时出行除了要佩戴口罩之外，还要涂抹一些防晒用品。
总结一下
臭氧层空洞的产生，直接原因是人类生产活动中排放出的大量氯氟化合物破坏臭氧所致，同时也与极地漩涡的强度有关。今年北极地区受强烈西风的影响致使漩涡强度增大，高空云层中的冰晶吸收氯氟化合物的能力显著提升，从而形成了臭氧层空洞。随着极地漩涡的移动和温度的上升，会逐渐发生破解，臭氧层空洞也会在较短的时间内恢复过来，因此不会对人类社会产生明显影响。
优美生态环境保卫者
北极正形成最大臭氧空洞，它会影响人类的生存吗？
根据NASA的监测，北极上方的大气层曾在产生一个巨大的臭氧空洞，这是北半球有史以来最大的臭氧空洞，甚至可以和南极每年形成臭氧空洞相提并论！
目前北极的臭氧水平达到创纪录的新低，覆盖的面积超过三个格陵兰岛，这个巨大臭氧空洞是否会危及人类的健康，它会维持多久？
臭氧层是怎么产生的？它有多大影响？
臭氧是含氧大气层的一个特有成分，太阳系中地球并不是唯一拥有臭氧的行星，金星也拥有极其稀薄的臭氧成分（只有地球的1%），地球上臭氧的形成过程是氧分子被紫外线光解，形成独立氧原子，和其他氧分子构成了O3臭氧，但这个臭氧分子不稳定，又会分解成氧原子，一直循环，形成臭氧！
金星的臭氧却不是这样形成的，而是强烈的紫外线分解金星大气层占绝大部分二氧化碳，碳比较重，会落入金星表面或者随着进行狂风在大气层中循环，氧分子则会经历和地球上相同的过程形成臭氧循环！
臭氧对地球的作用
臭氧层的高度大约在距离地面10-50千米的高空，看起来似乎很厚，其实它在大气层中的厚度非常薄，大约只有数毫米（按大气对流层密度计算），但它意义非凡，因为它会遮挡对生物有害的短波长紫外线，因为波长越短，能量越高，对人体眼睛与皮肤都会造成相当大的影响，危害人类健康！
臭氧层的厚度在全球各地是不一样的，两极最薄，赤道最厚，其实这与大气层与海洋水体的分布是一样的，这个结果是地球自转的“离心力”所致，将两极的臭氧甩到了赤道地区，所以高纬度地区的紫外线比较强烈就是这个原因！
在高纬度地区出行时各位要做好个人防护措施，比如护目镜等。
臭氧空洞是如何产生的？
臭氧空洞是二十世纪末的热门话题，南极的臭氧空洞每年都产生，而且有越来越大的迹象！为避免巨大的臭氧空洞继续扩大影响人类生存，因此科学家持续寻找破坏臭氧层的罪魁祸首，最终认为氟利昂是其中最大的原因！
1930年通用汽车与杜邦合作，共同开发高效制冷剂以便生产满足汽车空调使用，因此开发出了二氟二氯甲烷，这种与1890年合成的氯氟烃相比具有无毒，稳定的特性，因此在制冷设备上大量使用！
1973年美国化学家马里奥·莫利纳首次提出氟里昂对臭氧层有影响，他认为臭氧层在氯原子丶氟原子和溴原子附近会被毁坏，这些气体分子升到同温层，在紫外线照射之后，被光解成各种单元素气体，破坏臭氧层！
1987年19个组织和四个国家执行了一项机载南极臭氧实验。表明1987年时的臭氧空洞大小达到了历史最大，这引起了科学界和政界的注意！因此全世界在1987年签署了蒙特利尔议定书，全面禁止使用氟氯碳化物！
因此全世界在类全面禁止使用氟利昂后臭氧层逐渐恢复，到2010年后南极臭氧空洞已经恢复到没人注意的程度了！
北极臭氧空洞又是啥状况？会威胁人类生存吗？
研究人员通过释放探空气球发现，在三月底最新测得的数据，北极在18千米的高度上臭氧比例较正常水平下降90%，正常情况下，臭氧比例约为百万分之3.5，而记录到的臭氧水平仅仅为百万分之0.3，这超过了以往任何一段时间的水平！
上文说臭氧空洞已经离我们很远了，为什么北极又突然跑出一个臭氧空洞来？而且比历史上最大的南极臭氧空洞更大！其实臭氧空洞形成看起来很简单，但却是多种因素造就的结果，其中氟利昂破坏就有一个与温度相关影响特性。
寒冷与氟利昂破坏有非常大的关系，当温度低于-73℃时，任何形式存在的氯转都会转变为活性氯的化学反应。当气温比较高时氯化物尽受到紫外辐射分解时破坏臭氧层，而进入酷寒季节，大气层中的氯化物在临界温度以下转变成了更活泼的活性氯，这就破坏了北极上空的臭氧层！
德国波茨坦Alfred Wegener研究所的大气科学家Markus Rex称，北极今年的温度是1979年以来的最低温度，在如此寒冷的条件下，大气层中的氯化物转而成为了活性氯，所以北极的臭氧空洞比任何一个年份都要大得多。
太阳就这么点高
会威胁人类生存吗？
臭氧空洞似乎是一个坏消息，但好消息是这个臭氧空洞对人类没有影响，因为现在北极刚从极夜中苏醒，太阳还在地平线上打转，紫外辐射因为不会通过极地上方的臭氧空洞影响地面，所以它只是一个臭氧空洞而已，暂时对人类没有任何影响。
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