作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2016/7/4 8:55:46
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南极臭氧空洞在减小
人类社会禁止排放氯氟烃努力收到成效

研究人员在南极释放气球研究臭氧层空洞。图片来源:Kelli-Ann Bliss/NOAA

本报讯 这或许是终结南极臭氧层空洞的开始。一项分析表明,与2000年的臭氧层空洞相比,平均而言,如今每年在南半球春季形成的臭氧层空洞——会带来大量危险的紫外线辐射——要小得多,并且出现的时间也要晚得多。

高空的臭氧层可以吸收紫外线,保护人类等地球上的生物。但是人类排放的氯氟烃会破坏臭氧,上世纪南极上空出现了巨大的臭氧空洞。1987年被称为《蒙特利尔议定书》的全球条约试图通过禁止氯氟烃(一种含氯的化学物质,被用于空调等产品的制冷剂,能够加速平流层的臭氧损耗)来减小臭氧层空洞。一项最新的研究表明,人类社会禁止排放氯氟烃的努力收到了成效。

南极臭氧流失领域研究先驱、美国剑桥市麻省理工学院大气科学家Susan Solomon表示:“我们正在避免这颗行星上将要发生的一场环境灾难。”

Solomon和她的同事在6月30日出版的《科学》杂志上报告了这一研究成果。

其他科学家之前也曾发现了这一暗示,即臭氧层空洞正在好转之中——2008年的一项研究报道称臭氧层的损失速度开始放缓;2011年的一项研究则表明臭氧水平已经开始反弹。世界气象组织2014年的一项评估发现,臭氧含量已经开始在中低纬度地区的高海拔区域逐渐恢复。

科罗拉多州博尔德市环境科学合作研究所大气科学家Birgit Hassler认为,这项最新的研究是臭氧层持续复苏的另一个强有力的证据。她说:“这是一个非常清晰而独特的例证,表明臭氧层实际上是能够被修复的。”

科学家在2015年10月曾观察到历史上最大的南极臭氧层空洞,在其峰值时面积达到2820万平方公里,这不免使人们质疑臭氧层空洞是否真的正在好转。但有证据显示,大型火山喷发将会影响臭氧层的化学反应,因此Solomon的研究团队决定对此展开研究。

研究人员发现,智利卡尔布科火山曾在2015年4月爆发,导致硫微粒在平流层引发破坏臭氧的反应,这是造成巨大臭氧层空洞的一部分原因。

通过综合分析卫星、地面观测设施、观测气球等途径获取的数据,科学家在精细调整了气候模型后发现,在2000年至2015年之间,平均而言,9月的南极上空的臭氧层空洞缩小了450万平方公里,这个面积比印度还大。

9月之所以如此重要是缘于此时太阳光在冬季后全部回到南极地区,在大气层中引发了能够破坏臭氧层的化学反应。这时南极的长夜结束,光线开始显著增强。而氯氟烃要起到破坏臭氧层的作用,需要有光线的存在。Solomon说:“这种趋势是显著的,这是你期望从氯化学中得到的东西。”

迄今为止,大多数科学家依然专注于10月——该月的臭氧层空洞是最大的。但Solomon说,治疗的痕迹在9月变得最为明显:现在臭氧层空洞形成的时间平均比以前晚了10天。

位于南极洲上空的气象气球进行的测量同时表明,臭氧层的恢复正发生在研究团队的模型所预测的高海拔区域。Solomon表示:“如果你得到了正确的深度、正确的形状、正确的规模以及正确的时机,你便开始感到很自信。”

巴黎市法国国家科学研究中心大气化学家Sophie Godin-Beekmann认为,9月的趋势是具有说服力的。但她希望在这项分析中看到更多年份的数据。

南极臭氧层空洞大概还需有几十年才能够完全闭合。英国雷丁大学大气科学家Michaela Hegglin表示:“臭氧层空洞还将一如既往地强大,预计不会在本世纪末之前消失,其对人类和生态系统健康的影响将依然存在。”

在北极上空出现的较小的臭氧层空洞——比南极臭氧层空洞更加多变——尚未表现出被“治愈”的趋势。

对于从上世纪80年代便开始从事南极臭氧层研究的Solomon来说,这一转机是一个喜人的变化。她说:“看到它变得更好真是太神奇了。”(赵熙熙)

《中国科学报》 (2016-07-04 第2版 国际)
 
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