在前些年,南极臭氧层空洞一直是人们非常关心的环境问题,不过后来科学家们发现,南极的臭氧层空洞出现缩小的迹象,尤其是在年的9月份,臭氧层的空洞一度缩小到万平方千米,这个面积仅相当于各年份平均值的30%左右,是自臭氧层空洞被人类发现以来规模最小的一段时间。
那么,是什么原因让南极的臭氧层空洞缩小,人类在这一事件中起到了什么样的作用,这个空洞今后还会扩大吗?要解释这些问题,我们首先要了解一下臭氧层。
臭氧层和臭氧层空洞
臭氧是一种由三个氧原子组成的气体,这种气体在大气中含量很低,举个比较直观的例子,如果将所有的臭氧平均铺在地球上,那么它在地球表面也仅仅只能积累出3毫米的厚度。
如此稀少的臭氧有90%左右都分布在平流层中,它们在距离地面10-50千米不等的高度形成了一个保护层,这个保护层就是人们常说的臭氧层。
臭氧层对地球上的生命有重要的意义。少量的紫外线有杀菌的作用,不过太阳光中的紫外线数量太大,无论是对人类还是对地球上别的动、植物都有害处。臭氧层能够吸收过量的紫外线辐射,使地球上的生物免于伤害。
在保护地球生命的同时,臭氧层吸收紫外线之后对大气有增温作用,这为平流层大气的运动提供了能量,维持了平流层的大气环流。
不过地球上的臭氧层厚度并不平均,在南极、北极、以及被誉为世界第三极的青藏高原三处,地球的臭氧层最为稀薄。而当某一个地区臭氧层中臭氧的含量下降到正常值的50%以下,我们就会说这个地区出现臭氧层空洞。
臭氧空洞缩小原因
南极臭氧空洞是地球上最著名的臭氧空洞,但是需要注意的是,臭氧空洞并不是全年都存在的,只有在每年的春季即每年的7月份下旬才会开始出现。(南北半球的季节不同,7月份是南极地区的春天)
南极臭氧空洞会在每年的8月下旬成形,并在9月下旬至10月上旬达到顶峰,之后臭氧含量增加,空洞开始闭合,直到12月中旬左右才彻底消失。
在这个过程中,南极的天气对南极臭氧层空洞的大小有很大的影响,当南极温度过低时,会在极地地区形成平流层云,这个云层会分解出氯自由基,而氯自由基会消耗掉平流层中的臭氧,扩大南极臭氧空洞。
而近些年由于各种原因,南极地区尤其是南极高海拔地区温度比平常年份高,比较暖和的天气限制了极地平流层云的规模,这就减少了氯自由基的产生,从而减少了臭氧的消耗,因此南极地区的臭氧层空洞才会缩小。
人类这些年做出的环保努力或许是南极臭氧层空洞减小的另一大原因。过去科学家们发现,一些含氯和溴的化合物会破坏臭氧层,而冰箱、空调等电器中用到的氟利昂、溴化烃等化合物就属此类。
为了保护臭氧层,年人们签订了《蒙特利尔协定书》,该条约限制了各类氟化物的排放。这对保护地球臭氧层具有里程碑意义,因为地球臭氧层空洞很大程度就是人类大量排放含氟、含溴化合物引起的。在这些化合物排放减少之后,地球臭氧层得到了喘息之机,开始逐渐恢复。
臭氧层空洞还会重新扩大吗?
综上所述,影响臭氧层空洞的因素总共有两个,一是自然因素即南极地区的天气,二是人为因素即含氟、含溴化合物的排放。
虽然偶尔出现了温暖的天气,但是南极的气候决定这种温暖天气无法持续很久,在未来,南极大概率还会恢复往年的寒冷,消耗南极地区臭氧、引发臭氧层空洞的自然条件还会回来。
实际上这种情况是有先例的,在年和年那段时间也出现了相仿的天气模式,随后几年南极地区的天气恢复正常,臭氧空洞也随即扩大。
含氟、含溴化合物的排放是人为因素,看起来人类好像可以控制,不过,过去的一段时间,人类已经中排放了大量的此类化合物,这些化合物已经破坏了大量的臭氧。例如,仅一个氟利昂分子分解出的氯离子即可以破坏一万个臭氧分子,而溴化烃更恐怖,它的破坏力要比氟利昂分子大上约50倍。
更可怕的是,它们在地球的大气中可以复制再生,因此会长时间存在于地球的大气中,即使从现在开始,人类不再排放任何此类化合物,这些已经排放出去的依旧能持续破坏臭氧达数十年之久。所以,综上所述,南极地区的臭氧层空洞未来可能还会重新变大,人类保护南极臭氧层的工作依然任重道远。