北極上空驚現巨大的臭氧層空洞:面積是格陵蘭島的3倍

原文作者:Alexandra Witze

在低溫和強烈極地渦旋的作用下,化學物質正在破壞北極上空具有保護性的臭氧層。

北極上空出現了一個巨大的臭氧層空洞——可能是北極有史以來最大的臭氧洞——大小與更加為人熟知的每年都會形成的南極臭氧層空洞相當。

目前處於歷史低位的臭氧水平延伸到了北極中部的大部分地區,面積相當於格陵蘭島的三倍(見“北極空洞”)。該臭氧層空洞不會危及人類健康,而且可能會在未來幾周消散。儘管如此,這個非同尋常的大氣現象必將載入史冊。

北極上空驚現巨大的臭氧層空洞:面積是格陵蘭島的3倍


來源:NASA Ozone Watch

“在我看來,這可以說是第一次在北極出現了真正的臭氧層空洞。”德國航天航空中心的大氣科學家Martin Dameris說。

臭氧洞的形成

臭氧一般在平流層形成一層保護層,距地面約10-50千米,能夠阻擋太陽紫外輻射,保護地球上的生命。但是每年冬天,寒冷的氣溫使南極高空形成雲層,一些化學物質,包括來自制冷劑和其他工業來源的氯和溴,在這些雲層表面引起反應,侵蝕了臭氧層。

南極臭氧層空洞每年都會形成,因為南極冬天氣溫常會發生驟降,使高空形成雲層。這些條件在北極較為罕見,北極的氣溫更為多變,通常不易引起臭氧消耗,德國於利希研究中心的大氣科學家Jens-Uwe Grooß說。

但是今年,強大的西風在北極周圍將冷空氣困在一個“極地渦旋”內。德國阿爾弗雷德·魏格納極地與海洋研究所的大氣科學家Markus Rex說,去年冬季北極上空的冷空氣比1979年以來的任何一個冬季都要多。在寒冷的氣溫下,高空雲層形成,觸發了臭氧消耗反應。

研究人員測量臭氧水平的方式是在北極的觀測站(包括凍在北極海冰以開展一年科考的“極星號”破冰船)釋放氣象氣球。至3月末,這些氣球的測量結果顯示,在距離地面18千米的高空——臭氧層的中心位置,臭氧含量減少了90%。Rex表示,通常氣象氣球的正常測量結果約為3.5 ppm,而這次的測量結果僅為0.3 ppm左右。“那超過了過去所見過的任何臭氧消耗水平。”他說。

北極在1997年和2011年1都出現過臭氧消耗,但是今年的情況似乎會超越以往。“目前的臭氧消耗至少與2011年相當,有跡象表明,最終可能會超過2011年。” 美國西北研究協會的大氣科學家Gloria Manney說。Manney使用NASA的一種衛星儀器測量大氣中的氯,她說大氣中仍存在不少氯,可能會在未來消耗臭氧。

是否危險?

NASA戈達德太空飛行中心的大氣科學家Paul Newman表示,如果1987年世界各國沒有通過《蒙特利爾議定書》——這項國際公約規定逐步淘汰使用會消耗臭氧的化學品,那麼今年的情況會更加嚴重。南極的臭氧層空洞正在逐漸恢復——去年是有記錄以來最小的一次,但是仍需要幾十年的時間才能讓那些化學物質徹底從大氣層中消失。

Rex說,北極臭氧層空洞不會造成健康威脅,因為在高緯度地區,太陽才剛開始升起。在接下來的幾周,北極臭氧層空洞有小概率會轉移至人口更密集的低緯度地區;如果是這樣,人們可能就需要使用防曬霜來避免曬傷。“那不會是個棘手的問題。”他說。

接下來的幾周很關鍵。隨著北半球太陽高度逐漸升高,臭氧洞區域的大氣溫度已經開始上升,歐洲中期天氣預報中心的大氣科學家Antje Inness說。接下來的幾周,隨著極地渦旋的解體,臭氧可能很快便開始恢復。

“目前,我們正密切關注最新發展,”馬里蘭大學的大氣科學家Ross Salawitch說,“事情並沒有完全結束。”



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