南極臭氧空洞達到「年度最大範圍」!穿過空洞的紫外線,細思極恐

據《今日印度》10月6日報導，監測臭氧層的科學家警告稱，南極上空的臭氧空洞已經達到「年度最大範圍」，是近年來最大、最深的空洞之一。

南極洲某觀測站附近的南極光。

報導稱，根據英國《獨立報》的一份報告，哥白尼大氣監測局（CAMS）的科學家發現，在南極洲上空、距離地面約20到25公裡的高度，臭氧的濃度下降到「接近零值」的水平。

《今日印度》：科學家稱，南極臭氧空洞達到「年度最大範圍」，是近年來最大最深的空洞

聯合國官網公布的信息顯示，2020年的南極臭氧空洞自8月中旬開始迅速增長，並在10月初達到約2400萬平方公裡的峰值。現在這一空洞面積為2300萬平方公裡，高於過去十年的平均水平，並遍及南極大陸的大部分地區。

關於出現空洞的原因，報導提到，科學家們稱，今年臭氧層上的巨大空洞是由「強大、穩定且寒冷的極地渦流」驅動的。報導稱，極地渦流是一個低壓區域，通常位於巨大的羅斯冰架邊緣，那裡的溫度可以驟降到約零下80攝氏度。

《獨立報》援引CAMS主任文森特·亨利·珀什的話說：「每年臭氧層空洞事件的發展程度有很大的差異。2020年的臭氧層空洞與2018年的臭氧空洞相似，那也是一個相當大的空洞……」

到底什麼是臭氧空洞？為什麼南極上空的臭氧空洞會如此嚴重？臭氧空洞對人體是否有害呢？下面就為大家一一解答。

什麼是臭氧空洞？

臭氧由太陽輻射使氧分子分解後，一個氧原子和另一個氧分子結合而成，通常生成於日照強烈的赤道上空。大氣層中的臭氧總量計約33億噸，但在整個大氣層中所佔比重極小——如果將之平鋪在地表，將不過3mm的厚度——只有一粒綠豆的高度。

大氣中的臭氧吸收了大部分對生命有破壞作用的太陽紫外線，對地球生命形成了天然的保護作用。太陽紫外線中波長小於290納米的部分被平流層臭氧分子全部吸收，但波長為290-320納米，也就是通常所說的UV-B波段的紫外線也有90%被臭氧分子吸收，從而大大減弱了它到達地面的強度。如果平流層臭氧的含量減少，則地面受到的UV-B段紫外輻射的強度將會增加。可以毫不誇張地說，地球上的一切生命就像離不開水和氧氣一樣離不開大氣臭氧層，大氣臭氧是地球上一切生靈的保護傘。

臭氧空洞指的是因空氣汙染物質，特別是氧化氮和滷化代烴等氣溶膠汙染物的擴散、侵蝕而造成大氣臭氧層被破壞和減少的現象。

目前來說，人們已經認識到氟利昂等人造物質對臭氧層造成破壞，所以，國際組織通力合作來降低這些破壞性化合物的使用量，24個國家於1987年籤訂了限制使用氟利昂等化學品的條約。荷蘭、墨西哥和美國三位科學家研究的結果，確認了人造物質對臭氧層的破壞，因而獲得了1995年的諾貝爾化學獎。

這幾年來，它們在大氣裡的含量也的確降低了一點。下面這張照片是用特殊方法拍攝的，因為我們用肉眼是看不到哪裡的臭氧被破壞了。在這張照片裡，藍色的深淺代表臭氧的含量，顏色愈深，臭氧的含量愈少。從照片中我們清楚地看到臭氧最少的地方在南極上空，這就是我們平常說的南極臭氧空洞。

除了南北兩極之外，在青藏高原上空也發現了臭氧分布稀薄區。人類對臭氧層的保護已顯得更為緊迫。

從上圖中可以看到，臭氧洞像一個大的藍水滴，完全罩在南極的上空，並延伸到南美的南端。臭氧空洞增大的速度是驚人的，特別是近南極上空的臭氧空洞有惡化的趨勢。根據全球總臭氧觀測的結果表明，在過去10-15年間，每到春天南極上空平流層的臭氧都會發生急劇的大規模耗損。1987年10月，南極上空的臭氧濃度下降到了1957-1978年間的一半，臭氧洞面積則擴大到足以覆蓋整個歐洲大陸。

為什麼南極上空會出現臭氧空洞？

南極洲上空形成的巨大的臭氧空洞，與氣候條件有關。南極的冬季（我們北半球的夏季，大約6/7月份）存在極夜，極其寒冷（低於-50℃），而臭氧層所在的20公裡高度上氣溫甚至常常在-80℃以下（比北極要低得多）。南極的空氣在上升過程中會生成大量的冰晶雲，雲中的冰晶不斷吸收氯氟烴氣體，濃度越來越高。其中主要含有三種顆粒：硝酸的三水合物、極速冷卻的冰水混合物和緩慢冷卻的冰水混合物，並儲藏了吸收了氯氟烴氣體形成的化合物。

但同時，處在極夜的南極沒有陽光的輻射，並不會產生消耗臭氧的反應。但到了春天（大約9/10月份），陽光照射下冰晶雲升溫，氯氟烴氣體迅速釋放，並在紫外線照射下開始釋放氯原子等物質，接著出現臭氧破壞的一系列化學反應，使得臭氧層因大量損耗臭氧而出現臭氧洞，這也是為什麼臭氧空洞最大的時間主要出現9/10月份。

並且，南極上空在冬季半年裡有一個深厚的渦旋，氣流沿著南極高原作順時針旋轉，把南極大陸封閉了起來，使得從赤道來的富含臭氧的氣流進不了南極上空，因此消耗的臭氧難以得到補充。消耗大、補充少，這就是為什麼臭氧空洞會出現在南極上空。

2019年8月1日-10月7日的南極臭氧空洞變化

（來源：NASA，https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a013300/a013349/Ozone2019.gif）

此外，臭氧在不同高度層的時空變化受到多方面的影響，其中太陽11年周期活動是引起臭氧時空變化的重要因素。

科研人員利用TIMED衛星觀測的2002年—2017年4443282次掃描的全球高空多種大氣參數廓線數據，發現對太陽11年周期活動的響應，南北半球不對稱，其響應值從南極地區向北極地區遞減。結果表明，中間層頂的臭氧長期變化與太陽輻射、氧原子密度和溫度具有強相關性。衛星長期觀測結果還進一步驗證了在平流層南北兩極地區上空臭氧洞的存在，且南極地區臭氧空洞比北極上空的大。

系統分析的結果顯示，中間層頂不僅是臨近空間大氣溫度的極小值區域，也是臭氧混合比的極大值區域。而中間層頂是中高層大氣中較敏感活躍的區域，在地球大氣中最冷，是低層大氣和高層大氣中物質傳輸、物理化學反應及能量交換等複雜動態過程的必經區域。同時，太陽11年周期性活動對中間層頂區域大氣物理、化學以及傳輸等有著重要的影響。

臭氧空洞到底有哪些危害？

簡單說來，臭氧洞的危害是，透過臭氧洞的強烈紫外線對人和生物有殺傷作用。

在自然界裡，因為有臭氧層的存在，太陽光的紫外線不容易直接到達地面上。一旦大氣圈中的臭氧層變稀薄，甚至出現空洞，紫外線就會暢通無阻地穿過大氣層，射到地球上，對地球上的生命造成嚴重傷害。

對人類健康造成損害：損傷眼角膜和晶狀體，引起白內障等疾病；誘發包括黑瘤病在內的皮膚癌和其他皮膚病，降低人體免疫力。

造成莊稼作物減產：豆類瓜果類蔬菜作物受到強烈的紫外線影響而大量減產。

傷害甚至殺死海洋生物：過多的紫外線輻射使淺海中的浮遊生物數量減少，進一步導致魚類貝類死亡，損害整個水生生態系統。

除此之外，過多的紫外線還會加速人工合成材料的老化，導致地面大氣更加活躍，產生有害氣體，造成空氣汙染。

所以，「保護環境，人人有責」真的很重要！因為我們不是為了別人，而是為了自己，為了賴以生存的環境……

本文來自：環球網、科技日報、南寧環保