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9月9日,2019年进入南极臭氧层空洞的季节不到一个月,哥白尼大气监测局( CAMS )观察到,今年南极臭氧层空洞急速减少,达到一年中前所未有的最小面积。 预计2019年南极臭氧洞是1980年代中期以来最小的臭氧空洞。 这是世界9月16日在国际臭氧层保护日献上的最好的礼物!
臭氧( O3)是氧( O2)的同素异形体,因其鱼腥草味而得名。 常温常压下臭氧是气体,在距离地球25-30公里的大气层中臭氧分子相对丰富,被称为臭氧层。 臭氧层吸收太阳光的短波紫外线,保护地球上的生命不受有害的太阳紫外线( UV )侵害。 臭氧层消耗量减少1%时,地面受紫外线照射的放射线量增加2%,直接皮肤癌患者增加,农作物叶片损伤的产量减少,杀死水中的微生物,某种物种灭绝了。
20世纪后半叶,人类排出的卤代烃类化学物质对大气中的臭氧分子数产生了不良影响。 这些化学物质上升到平流层后,可以作为消耗臭氧层的物质发挥作用,这层变空形成臭氧空洞。 1985年首次发现南极臭氧层空洞后,世界迅速行动,28个国家签署了臭氧层保护协议。 截止到1987年,196个国家和欧盟签署了关于消耗臭氧层物质的《蒙特利尔议定书》,旨在逐步淘汰间接引起臭氧层破坏的人工臭氧消耗化学物质。
哥白尼大气监测( CAMS )将卫星设备与原位传感器的测量结果及其数值模型相结合,提供了有关臭氧层状态的详细数据。 CAMS是欧洲中期天气预报中心( ECMWF )代表欧盟提供的哥白尼地球观测计划的六项服务之一。 该计划基于卫星地球观测、现场(非卫星)数据和建模,为世界各地提供大气污染、温室气体、太阳能和气候信息服务。 CAMS每天提供大量的数据,监测通过大气中的臭氧和臭氧洞到达地球表面的潜在危险紫外线辐射,并在5天前预测平流层臭氧浓度。
令人高兴的是,在全球巨大努力下,目前南极上空的臭氧洞数十年来最小。 CAMS对1979年至今的卫星数据和其他观测数据进行了比较,发现今年的臭氧层空洞很罕见。 CAMS的高级科学家Antje Inness解释说“今年臭氧洞开始比较快地成长,9月初平流层的突然升温搅乱了臭氧洞的寒冷极涡”。 平流层这样变暖,极地平流层云量减少,臭氧消耗减少。
另外,今年极地向南美转移,对平流层的干扰比往年更加剧烈,混合了比来自涡流外部的臭氧更丰富的空气,减小了臭氧空穴。 Inness总结说:“臭氧洞在过去几天内稳定下来,预计本周最小,今年的臭氧洞将是80年代中期以来最小的洞。”
实际上,南极臭氧层空洞经历了季节性变化,每年南半球的春天( 9月到12月)臭氧空洞形成,从8月到10月达到顶峰,南极上空的臭氧量减少了约60%。 每年平流层臭氧浓度的下降和臭氧孔的形成都是由复杂的气象和化学过程引起的。 臭氧消耗与平流层的温度直接相关。 因为平流层云在臭氧的化学破坏中发挥着重要的作用。 平流层仅在低于-78°C的温度下形成,极地平流层云含有冰晶,将非反应性化合物(含氯氟烃)分解为化学活性氯和溴,在太阳光的激发下发生化学反应,南极上空的平流层臭氧迅速流失。 对极地平流层云和太阳辐射的依赖是臭氧层空洞仅在冬天结束/早春出现的主要原因。
通过《蒙特利尔议定书》的缔结,消耗臭氧的化学物质几乎被淘汰,臭氧层正在逐渐恢复。 蒙特利尔议定书旨在监测消耗臭氧层约100种化学物质的生产,如气溶胶喷雾剂、冰箱、医疗消毒器和空调设备中常见的化学物质,最终清除这些物质。
根据最新的臭氧消费科学评价,2000年以来,臭氧层每10年以1~3%的速度恢复。 根据恢复速度,北半球和中纬度臭氧层预计2030年完全愈合,南半球将在2050年修复。 这是迄今为止唯一会员国通过的联合国条约,取得了前所未有的成功。 正如联合国秘书长安东尼奥·格蒂雷斯所述,《蒙特利尔议定书》是鼓舞人类如何协助应对全球挑战的例子,也是应对当今气候危机的重要工具。
臭氧洞的恢复提醒我们,世界有可能通过集体行动和政策变革来解决巨大的环境问题
作者/朱张航宇
资料来源: thecopernicusatospheremonitoringservice ( cams )