臭氧層位于距離地球上空10—50千米的大氣層中，是地球的一個(gè)保護(hù)層，它能有效阻擋來(lái)自太陽(yáng)的紫外線輻射，對(duì)地球上包括人類在內(nèi)的生物進(jìn)行保護(hù)。臭氧層在地球表面并不是均勻分布，世界三極地區(qū)即南極、北極和青藏高原的臭氧層會(huì)明顯稀薄。如果某處臭氧層中臭氧含量減少到正常值的50%以下，科學(xué)家們就會(huì)形象地說(shuō)這是個(gè)臭氧洞。
據(jù)《自然》雜志報(bào)道，目前，北極中部的大部分地區(qū)(覆蓋面積約為格陵蘭島的3倍)上空的臭氧含量創(chuàng)下了歷史新低，作為一種非凡的大氣現(xiàn)象，它將被載入史冊(cè)。
為什么南極的臭氧空洞每年都會(huì)出現(xiàn)，但是北極很少出現(xiàn)臭氧空洞?北極這次出現(xiàn)臭氧空洞的原因是什么，會(huì)產(chǎn)生什么影響?記者帶著這些問(wèn)題采訪了南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授楊洋。
空洞由低溫和極地渦旋引發(fā)
楊洋指出，南極臭氧空洞頻發(fā)的一個(gè)很重要的原因，就是因?yàn)樵诙?，南極上空都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)深厚的極地渦旋，所謂極地渦旋，是指空氣在下沉過(guò)程中遇到山脈或其他地形受阻，會(huì)停止環(huán)流而改為就地旋轉(zhuǎn)，吸入冷空氣形成一股很強(qiáng)的圍繞極地旋轉(zhuǎn)的渦旋。氣流沿著南極高原作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，把南極大陸封閉起來(lái)形成一個(gè)天然的“網(wǎng)罩”，阻止了含有高濃度臭氧的空氣從外部進(jìn)入南極。受大氣波動(dòng)影響，南極的極地渦旋比北極更強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。
而相較北極來(lái)說(shuō)，南極更易出現(xiàn)臭氧空洞還有另一個(gè)原因——南極通常擁有比北極更低的低溫環(huán)境，當(dāng)溫度低于-80℃時(shí)會(huì)形成含有冰晶成分的極地平流云，氯化物會(huì)以極地平流云為載體發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出氯;當(dāng)早春來(lái)臨時(shí)，在太陽(yáng)紫外線的照射下，氯原子也會(huì)更容易分解出來(lái)，進(jìn)而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)侵蝕臭氧層。不過(guò)隨著南極春末到來(lái)，極地渦旋會(huì)漸漸殘缺或消失，富含臭氧的中緯度空氣再次補(bǔ)充到南極，臭氧空洞便又會(huì)匆匆消失。
“但是這種情況在北極很少見(jiàn)，當(dāng)?shù)販囟葲](méi)有南極那么低，不易形成極地平流層云，通常情況下不會(huì)導(dǎo)致大面積的臭氧損耗。”楊洋說(shuō)，北極地區(qū)除2011年經(jīng)歷過(guò)臭氧消耗，近些年比較正常，然而今年出現(xiàn)了較強(qiáng)冷空氣，加上強(qiáng)勁的西風(fēng)環(huán)繞，將冷空氣困在極地渦旋當(dāng)中，才誘發(fā)了類似南極的臭氧空洞事件。
3月末，北極觀測(cè)站釋放的氣象氣球的測(cè)量結(jié)果顯示，在距離北極地面18千米的高空，臭氧含量減少了近90%。德國(guó)阿爾弗雷德·魏格納極地與海洋研究所的大氣科學(xué)家Markus Rex表示，通常該處氣象氣球的正常測(cè)量結(jié)果約為3.5ppm(百萬(wàn)分率)，而這次的測(cè)量結(jié)果僅約為0.3ppm。此次北極上空出現(xiàn)的臭氧空洞，可能是北極有記錄以來(lái)最大的一個(gè)，它與每年在南極地區(qū)形成的臭氧空洞大小相當(dāng)。
或?qū)⒆孕谢謴?fù)不會(huì)威脅人類健康
科學(xué)研究表明，大氣中的臭氧每減少1%，照射到地面的紫外線就增加2%，人類會(huì)面臨皮膚癌、白內(nèi)障、免疫系統(tǒng)缺陷和發(fā)育停滯等疾病的威脅。同時(shí)，紫外線的輻射增強(qiáng)還會(huì)使農(nóng)作物大量減產(chǎn)，甚至殺死某些魚(yú)類和海洋生物。科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧層空洞的時(shí)候，人類曾一度以為，地球生物可能將因此而毀滅。
20世紀(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，除了自然因素之外，人類活動(dòng)產(chǎn)生的含氯化合物，也是南極臭氧空洞出現(xiàn)的重要原因。為此，1987年9月，由聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署主持，各國(guó)簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，約定必須分階段削減含氟氯烴的產(chǎn)量和消耗，最大限度減小人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)臭氧層的破壞。在全世界人類的共同努力下，近年來(lái)，南極臭氧空洞已經(jīng)呈逐漸縮小的趨勢(shì)。
那么，這次出現(xiàn)的北極臭氧空洞會(huì)不會(huì)影響地球生態(tài)?
“目前還不會(huì)對(duì)自然界造成太大影響。”楊洋表示，這個(gè)空洞接下來(lái)偏移到較低緯度地區(qū)的概率很小，即便有所偏移，人們也可以通過(guò)涂抹防曬霜達(dá)到防護(hù)效果。正常情況下，隨著太陽(yáng)慢慢升高，極地渦旋破裂，臭氧層很快就可以恢復(fù)到往常狀態(tài)。《自然》雜志也指出，這個(gè)臭氧層空洞可能會(huì)在未來(lái)幾周內(nèi)自然恢復(fù)，不會(huì)威脅人類健康。
雖然此次北極臭氧空洞值得關(guān)注，但科學(xué)家更相信這是一種罕見(jiàn)的自然現(xiàn)象，并非地球生態(tài)危機(jī)。(記者 張 曄 通訊員 嚴(yán)常坤)
