引子:1985年英國南極考察隊通過觀測發現了南極上空的臭氧層空洞,它位於南緯60º。消息一經爆出,立即引起全世界的一片關注。同時,究竟是什麼原因引起南極臭氧層空洞呢?成為了焦點。
一、有的學者分析:南極臭氧層空洞是一種自然現象;
二、有科學家認為:形成臭氧空洞的主要原因在於氣候;
三、有研究機構表明:破壞臭氧層的主要原因是大量化學氣體排放造成的。
究竟是什麼原因形成的臭氧層空洞,這個問題會隨著文章展開,隨作出逐步解釋的。
但是,無論那種原因形成的臭氧層空洞,有一個事實無法避免。那就是,一旦臭氧層的臭氧濃度減少,太陽的紫外輻射會不可避免地直接照射到地球表面,繼而會對地球上的人類和其它生物產生嚴重的威脅和破壞。
為了保護人類賴以生存的地球,為了保護人類的美好家園。為此,1987年各國在蒙特婁籤訂了在世界範圍內限制和使用氯氟烷烴類物質、保護臭氧層的協議。
這個曾被轟動一時話題,到今天已經過去三十三年了。現在值得人們關注的是:那個南極的臭氧層空洞怎麼樣了?是在繼續擴大還是在減小了呢?
所謂臭氧層空洞是指大氣平流層中臭氧濃度最小處,也是臭氧層的嚴重缺失處。其實被稱為臭氧層的空洞並不是"洞",它只是臭氧的嚴重"缺失"。
說到這,作者認為有必要在繼續解釋一下臭氧層和臭氧層的作用?其實,臭氧層的作用就是利用它在空中的厚度,對地球形成一層保護作用。
在我們自然界中,臭氧層大多分布在距離地面20Km至50Km的大氣中,我們稱之為臭氧層。
作者認為:臭氧層空洞的出現,使人類不可避免地會遭受太陽紫外線所放射的巨大能量威脅,這種紫外線的能量之高,也是地球上可見光所不能比擬的。而且,這種威脅對地球上的人類和生物來說是致命的。比如:受強太陽光的照射會直接增加人類皮膚癌的患病機率,會造成生物細胞DNA的突變,會直接影響地球上各種植物的光合作用。
20世紀70年代,科學家們發現南極上空的大氣層中臭氧的含量開始逐漸的減少,而且這種現象在每年的9月至10月(這時的氣候相當於南半球的春季)更為的明顯。同時發現這個臭氧層的空洞形狀是呈橢圓形的,面積和美國國土相似。
形成臭氧層空洞的三個原因
原因一:是宇宙高能粒子簇射破壞了臭氧層,從而形成了空洞。
通過人造地球衛星觀察,發現了這樣一個特殊的現象:1、地球每隔27天就要遭受到兩天半宇宙高能粒子簇射,而射向地球的帶電粒子,其能量大約為200萬電子伏特至1500萬電子伏特左右;2、這些的帶電粒子在地球磁場作用下發生著不斷地變化。一是沿著磁力線向南北兩極射去,二是隨著當南半球的時間推移和季節的不斷變化,大氣中間層的氮、氫化合物在帶電粒子的影響下也開始發生化學反應。這個過程中使臭氧層迅速遭受破壞,這樣就形成了南極臭氧層空洞的出現;3、南北兩極磁場的強弱和穩定性對氣候變化有著決定性的作用,因為,大氣層總環流的穩定性,往往受地球磁場強弱的影響。因此,這種化學過程只對南極大陸產生影響。
原因二:化學反應引起臭氧損耗嚴重,導致臭氧缺失而出現空洞。
當今世界科技的發展除給人類帶來了豐富生活之外,也給環境造成了破壞。通過跟蹤觀測和研究發現,氟利昂是破壞臭氧層的罪魁禍首。其主要原因是,氟利昂進入大氣層後會發生化學反應,能使離地面上空25km的大氣層的臭氧遭到破壞。臭氧層一旦遭到破壞就無法吸收太陽紫外線的輻射。因而,強大的太陽紫外線輻射會直接給地球上生命帶來危害,同時也會給氣候帶來影響。
最近,這種解釋得到了驗證。另外,通過觀察還發現臭氧耗損區氣體成份並不均勻。比如:有時臭氧耗損達75%以上的氣層與臭氧耗損不到25%的氣層相鄰,而且臭氧耗損的速率很高,僅25天臭氧就耗去了一半。
不可否認的是,由於世界幾個大國都在快速和大量地研製著各種飛行器,因此將大量廢氣排放到高空,直接導致臭氧遭到耗損,出現了空洞。比如:噴氣式飛機、飛彈和火箭等等。另外,臭氧層遭到破壞的另一個主要原因是人造化工製品氯氟烴和哈龍汙染大氣的結果。值得注意的是,哈龍是一種用於滅火的化工產品,而且在地球上每年的用量非常大,正是由於這種產品的特殊性,才使其名正言順的大量排入大氣層,然後進入平流層。從而導致了平流層的臭氧濃度不斷地減少,因而出現了空洞。
原因三:南極上空終年受極低高壓控制,氣流呈反氣流運動造成臭氧層空洞。
1、氣流運行方式:由於氣流運動方式始終是沿著南極高原作順時針旋轉,因而把南極大陸封閉起來,這樣就影響從赤道來的富含臭氧的氣流進不了南極上空。另外,在旋渦中上升的空氣,因為在運動變化過程比較大,再加上南極高原的特徵本來就海拔高而氣溫低,因而形成極低的低溫環境。
2、空中化學反應:臭氧層所處的位置正是處在離地球20公裡的高度上,此處的氣溫常常是在-80℃以下(比北極要低得多)。另外,南極大氣渦旋中的空氣上升過程中還會生成大量的冰晶雲,此時雲中的冰晶在運動中又不斷吸收氯氟烴氣體。這樣,冰晶雲的濃度越來越高,在紫外線的照射下氯氟烴與臭氧不斷地發生化學反應,因而使臭氧層因大量損耗臭氧,而出現了空洞。
三、南極臭氧層空洞的現狀。
最新數據表明,南極臭氧層空洞在世界各國的努力下,正在縮小。
1、好消息!從2000年到2017年的9月,南極上空的臭氧層空洞面積減少了400萬平方空裡。據科學家估計到2050年南極上空的臭氧層空洞就可以恢復的差不多了。
2、壞消息!據世界氣象組織發言人布羅森認為,今年南極上空臭氧層空洞較小的原因是在剛剛過去的冬天,那個地區同溫層的溫度相對溫和。低溫可以使臭氧層的空洞擴大,而溫和的氣溫則可以使其面積縮小。他強調,雖然臭氧層空洞相對縮小,但並不表明南極臭氧層正在恢復。
3、世界氣象兩大權威組織認為,南極臭氧層空洞恢復速度比較緩慢,也許到2065年後,才有可能恢復到1980年前的水平。
由此看來,南極臭氧層空洞恢復是一個長期的、艱難的進程,這個進程更需要各個國家的不懈努力和推動才能進步。
作者認為:南極臭氧層出現空洞主要還是氣候變化引起的,而人類使用化學物品的產生臭氧層空洞的因素是次要的。主要依據是:
1、儘管世界各國1987年在布魯塞爾共同籤訂了在世界範圍內限制和使用氯氟烷烴類物質協議,可喜的是南極上空的臭氧層空洞雖然得到了一定程度的恢復,但它依然存在著繼續向大的方面發展的可能性。
2、科學家日前發現,北極上空出現面積相當於三個格陵蘭島的臭氧層空洞。據專家解釋說:北極地區除2011年經歷過臭氧消耗,近些年比較正常,然而今年出現了較強冷空氣,加上強勁的西風環繞,將冷空氣困在極地渦旋當中,才誘發了類似南極的臭氧空洞事件。
3、人類使用的氟利昂究竟有多大的可能性洩露並揮發到南極上空?
結語:從目前看,南極臭氧層空洞經過世界各國的共同努力取得了一定的進步,正在縮小。但是,地球氣候逐步變暖也給恢復臭氧層空洞帶來很大的影響。
俗話說"天有不測風雲",臭氧層空洞在未來能否恢復?怎麼恢復?恢復到什麼狀態?我們密切關注。
本文為原創。
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