臭氧層位于距離地球上空10—50千米的大氣層中，是地球的一個保護層，它能有效阻擋來自太陽的紫外線輻射，對地球上包括人類在內(nèi)的生物進行保護。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)家們就會形象地說這是個臭氧洞。
據(jù)《自然》雜志報道，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。
為什么南極的臭氧空洞每年都會出現(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，會產(chǎn)生什么影響?記者帶著這些問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)的一個很重要的原因，就是因為在冬季，南極上空都會出現(xiàn)一個深厚的極地渦旋，所謂極地渦旋，是指空氣在下沉過程中遇到山脈或其他地形受阻，會停止環(huán)流而改為就地旋轉(zhuǎn)，吸入冷空氣形成一股很強的圍繞極地旋轉(zhuǎn)的渦旋。氣流沿著南極高原作順時針旋轉(zhuǎn)，把南極大陸封閉起來形成一個天然的“網(wǎng)罩”，阻止了含有高濃度臭氧的空氣從外部進入南極。受大氣波動影響，南極的極地渦旋比北極更強，持續(xù)時間更長。
而相較北極來說，南極更易出現(xiàn)臭氧空洞還有另一個原因——南極通常擁有比北極更低的低溫環(huán)境，當(dāng)溫度低于-80℃時會形成含有冰晶成分的極地平流云，氯化物會以極地平流云為載體發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出氯;當(dāng)早春來臨時，在太陽紫外線的照射下，氯原子也會更容易分解出來，進而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)侵蝕臭氧層。不過隨著南極春末到來，極地渦旋會漸漸殘缺或消失，富含臭氧的中緯度空氣再次補充到南極，臭氧空洞便又會匆匆消失。
“但是這種情況在北極很少見，當(dāng)?shù)販囟葲]有南極那么低，不易形成極地平流層云，通常情況下不會導(dǎo)致大面積的臭氧損耗。”楊洋說，北極地區(qū)除2011年經(jīng)歷過臭氧消耗，近些年比較正常，然而今年出現(xiàn)了較強冷空氣，加上強勁的西風(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，北極觀測站釋放的氣象氣球的測量結(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量結(jié)果約為3.5ppm(百萬分率)，而這次的測量結(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最大的一個，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，紫外線的輻射增強還會使農(nóng)作物大量減產(chǎn)，甚至殺死某些魚類和海洋生物?？茖W(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧層空洞的時候，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)合國環(huán)境規(guī)劃署主持，各國簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，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活動對臭氧層的破壞。在全世界人類的共同努力下，近年來，南極臭氧空洞已經(jīng)呈逐漸縮小的趨勢。
那么，這次出現(xiàn)的北極臭氧空洞會不會影響地球生態(tài)?
“目前還不會對自然界造成太大影響。”楊洋表示，這個空洞接下來偏移到較低緯度地區(qū)的概率很小，即便有所偏移，人們也可以通過涂抹防曬霜達到防護效果。正常情況下，隨著太陽慢慢升高，極地渦旋破裂，臭氧層很快就可以恢復(fù)到往常狀態(tài)?！蹲匀弧冯s志也指出，這個臭氧層空洞可能會在未來幾周內(nèi)自然恢復(fù)，不會威脅人類健康。
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的自然現(xiàn)象，并非地球生態(tài)危機。(記者 張 曄 通訊員 嚴(yán)常坤)
