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臭氧层空洞缩小或为假象 面积反复难"完全复原"

http://www.kexue.com 2014-01-21 09:26:23   发表评论


臭氧层:恢复之路不平坦

  2012年,南极上空的臭氧空洞变小了。但大气科学家们认为:这并不意味着臭氧层已经恢复,这种缩小很可能是易变的天气状况造成的。臭氧空洞仍然需要几十年的反反复复才能最终愈合。

  “到2070年,这个臭氧空洞应该能够完全消失,在接下来的十年中应该开始恢复了。”该研究的主持人之一、美国国家航空航天管理局(NASA)戈达德太空飞行中心的苏珊-斯特拉恩说。

  臭氧层很重要,因为它能够保护地球表面不受太阳紫外辐射的伤害,而紫外辐射会引起皮肤癌和白内障。南极上空的臭氧空洞是上层大气中的一个区域,特点是臭氧含量极低。近些年来,臭氧空洞的面积达到了顶峰,其覆盖面积大约为2100万平方公里至2700万平方公里,最大时比南美洲的面积还要大。20多年前,《蒙特利尔协议书》曾经限制使用消耗臭氧的化学物质,因为这些化学物质为地球的臭氧层留下了可以看得到的“伤口”。但由于这些化学物质的存在期限为100多年,因此上层大气的臭氧层仍在变得越来越稀薄。

  然而在过去的十年中,臭氧空洞面积的大小并不总是和化学物质的排放一致——最深最大的两个年份分别是2006年和2011年;然而在2012年,该空洞的面积又缩小到过去20年中的第二位。臭氧空洞这种反反复复的恢复模式让科学家们感到困惑。不过NASA戈达德太空飞行中心的科学家安妮-道格拉斯和纳塔尔雅-克拉马洛娃认为她们已经知道了其中的原因:臭氧空洞的缩小和扩大不仅仅取决于大气中剩余的耗臭氧化学物质有多少,还取决于刮风。

  传统上,科学家们往往利用从顶端到底端的方式来测量大气中的臭氧总量,然后再利用那些测量方法提供单一的臭氧恢复指标。然而,利用从两颗卫星获得的新数据,斯特拉恩和克拉马洛娃能够看到空洞内部发生了什么。她们发现,尽管在2006年和2011年两个年份中臭氧空洞的大小相同,但是空洞中的臭氧总量却不同。

  借助于一台大气模拟设备,她们下一步发现更加令人吃惊:2006年,强风将更多的臭氧吹到南极洲上空,然而那一年消耗臭氧的氯气也较多;2011年,气团将较少的臭氧吹到南极洲,可是消耗臭氧的氯气也较少。因此,刮风效应抵消之后,使2011年的臭氧空洞跟2006年时大小相同,但总的来说,刮风带来的臭氧量较多一些。2012年,情况又有所变化。尽管较低处的臭氧损耗很严重,但是强风将许多臭氧吹到南极上空的高处,结果这一年的臭氧空洞比平常的年份更小。

  “以前,任何人都没有详细地观察到这种隐蔽的效应。”美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室的比吉特-哈斯勒说。哈斯勒并没有参与这项研究。她还说:“此前,大家都认为一个数字就足以解释臭氧空洞的恢复情况了。”

  科学家们仍然期望,到2025年臭氧空洞能够显示出一些愈合的迹象。在那时之前,我们可以料到:臭氧空洞恢复情况仍然会有的年份好、有的年份坏,反反复复,更加没有规律可循。在恢复较好的年份中,我们就会较少地暴露于南半球有害的阳光之下,这就相当于一种暂缓降临的危机。道格拉斯说:“一些人可能希望发生更加快速的愈合反应,但是我们可以料到,臭氧空洞的恢复之路是不会平坦的。”

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