探秘「南極臭氧洞」

然而在過去的半個世紀，由於大氣汙染，人類無意識地將臭氧層置於危險的境地。其中作用最顯著的化學物質就是氟氯烴。這類化學物質是一種具有多種作用的混合物，其化學性質穩定、無味、無毒、無腐蝕性且生產成本低。過去幾十年裡氟氯烴用途極其廣泛，比如作為空調和冷凍設備的冷卻劑、電子原件的清洗劑、噴霧劑的推進劑和用於某些塑料薄膜的生產等。

直到保爾·克魯岑、舍伍德·羅蘭和馬裡奧·莫利納三位科學家研究發現之前，誰也沒有擔心氟氯烴會影響到大氣。1974年，這三位科學家警告人們，氟氯烴可能降低平流層臭氧的平均濃度。他們因這一開創性的研究成果而獲得1995年諾貝爾化學獎。他們發現，由於氟氯烴在底層大氣是惰性氣體，而這些氣體的一部分以緩慢的方式到達臭氧層，在這裡太陽輻射使化學物質分解為原子，然後以一些列複雜的反應過程釋放出來的氟原子具有去除部分臭氧的效應。

雖然臭氧減少使全球性的，但觀測顯示在南半球的春季（9月和10月）南極的臭氧濃度卻出現特別嚴重的下降。此後，11月和12月臭氧濃度又恢復到高於正常值的水平。從發現臭氧洞的1980年到21世紀初期，這已眾所周知的臭氧洞一直在增強的變大，直到其覆蓋面積達到和北美洲的大小大致相當。

臭氧洞的形成的另一原因使在南極平流層出現相對較多的冰粒，這些冰粒增大了氟氯烴破環臭氧的作用，因而出現了超乎尋常的臭氧減少。最大的臭氧減少現象被高層大氣一個渦旋狀的風場控制在南極地區。當這一渦旋在晚春減弱時，臭氧減少了的空氣便不再受到其控制而與其他緯度的高臭氧濃度的空氣混合。

南極臭氧洞被發現後的不久，科學家在北極附近也發現在春季和初夏有一個相似但很小的臭氧減弱。當這一低臭氧區破環後，低臭氧含量的空氣就向南移動到北美、歐洲和亞洲。

因為臭氧可以過濾太陽光中有害的UV（紫外線）輻射，所以臭氧的減少使得更多的這種有害波長的輻射到達地面。那麼增加的紫外線輻射有什麼作用呢？平流層臭氧濃度每減少1%，到達地面的紫外線輻射將增加2%。因此，由於紫外線輻射可以烤制皮膚癌，臭氧的減少嚴重影響到人類的健康，特別使那些淺色皮膚人群和長時間暴露在太陽下的人們。除了增加患皮膚癌的風險外，具有破壞性的紫外線輻射的增加還可能給人類的免疫系統造成負面影響，並可能導致造成白內障的發生。紫外線輻射的增加對動物和植物的影響也非常重要。一個嚴重關切的問題是，農作物的產量和質量將受到不利影響。有些科學家還擔心，南極地區增加的紫外線輻射可能進入南極大陸周圍的海水而減少或毀滅海洋中作為食物鏈基礎的浮遊植物，浮遊植物的減少又可能減少橈足類和南極蝦的數量，而這些正是維持魚類、鯨魚、企鵝和其他南半球高緯度海洋生物生存所必須的。