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南極臭氧空洞奇跡般縮小!系40年以來最小空洞

2019-10-24  來源:天氣網  【字體:  

  南極臭氧空洞奇跡般縮小!系40年以來最小空洞

  天氣網訊? ?根據美國宇航局對南極上空臭氧層的監測發現,目前,南極的臭氧空洞已經奇跡般縮小!系40年以來最小空洞,2019年南極上空臭氧層空洞是自1982年以來有觀測記錄以來最小的!祝賀人類取得暫時的成功。

南極臭氧空洞奇跡般縮小!系40年以來最小空洞

  根據美國宇航局(NASA)和美國海洋大氣管理局(NOAA) 最新公布的消息,2019年南極上空臭氧層空洞是自1982年以來有觀測記錄以來最小的。在南極的春季,臭氧層空洞會在往年的9月和10月初擴張,最大程度能達到約2100萬平方公里,面積超過美國和加拿大的總和。但在2019年,臭氧層空洞在9月8日范圍達到了1640萬平方公里,但在9月下旬和10月上半月縮小到不足1000萬平方公里。

  臭氧洞是在南極上空的臭氧層中形成的季節性薄點,位于南極上空大約14-21公里的高度。 NOAA的科學家通過衛星和氣象氣球都可以探測臭氧層的情況,總臭氧濃度低于220多布森單位的范圍被視為是臭氧層的一部分,因此,在上面的8月31日-9月8日的觀測資料上看,其實南極上空低于220多布森單位的范圍比較小。

  自從南極發現臭氧層空洞以來的數年中,飛入南極高空的氣象氣球不止一次穿越南極高空中完全不含有臭氧的區域(淺灰色和白色區域),然而,在2019年,氣象氣球的探測發現南極大氣的垂直剖面中沒有完全不含臭氧的部分(沒有灰白色區域)。

南極臭氧空洞奇跡般縮小!系40年以來最小空洞

  為什么今年的臭氧洞這么小?盡管南極臭氧層空洞的縮小聽起來是個好消息,但它的原因卻和一個異常事件有關。9月初,一個罕見的天氣事件——南極平流層變暖擾亂了極地平流層的環流,正當臭氧洞開始形成時。平流層中的變暖抑制了極地平流層云(PSCs)的形成,在下圖中,2019年(紅線)南半球平流層的溫度不夠冷,以至于極地平流層云的總量在9月初急劇下降。

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  極地平流層云往往在平流層中低層降至-78攝氏度以下時形成,它的存在能為損耗臭氧物質分解出氯自由基提供環境,從而導致一系列光化學反應消耗臭氧。但在今年,原本應該導致高空極寒的南極極渦被下方大氣中的強行星波打亂,形成了強烈的南極平流層變暖事件。監測數據顯示,從2019年8月下旬開始,僅在10天之內,10百帕層面的溫度升高了40攝氏度。而2019年9月,距離地面約20公里的中高層大氣溫度比平均溫度高出了16攝氏度,是歷史最高記錄。最終,這一系列變化導致了較少的臭氧被消耗,抑制了平流層臭氧空洞的破壞。

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  南極極渦的崩潰還使來自南半球較低緯度的更多富含臭氧的空氣混入極地平流層。通常,極夜期南極極渦在南極平流層周圍形成了一個看不見的屏障,可防止南半球其他部分的空氣混入渦流中。當極渦在9月初減弱時,來自低緯度的空氣流入修補了部分已經開始形成的臭氧層空洞,而持續的增暖又抑制了它的減少,最終使得南極臭氧層空洞縮小至衛星觀測史上最小水平。

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  當然,平流層突然變暖事件與人為造成的全球變暖之間沒有已知的聯系。但這些事件在南半球非常罕見,在40年來南極平流層中也就觀測到聊聊數次,這種情況在北極更容易發生,類似于今年9月的情況發生在1988年9月和2002年,因此那兩年也出現了非常小的南極臭氧層空洞。事實上,NOAA還指出,導致地球表面和低層大氣變暖的溫室氣體同時會導致平流層變冷,還可能有助于極地平流層云的形成,這兩種趨勢都可能會稍微延遲臭氧層的修復。

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  來自NASA和NOAA的研究者也指出,今年的史上最小臭氧空洞只是孤立天氣事件產生的結果,而不是趨勢的一部分。雖然在《蒙特利爾協定書》簽訂后,國際上禁止生產和使用破壞臭氧層的氯氟碳化合物,自2000年以來,這些化合物的含量一直在下降。但是由于氯氟化合物的壽命實在是太長了,南極洲上空的濃度仍然很高,足以在每年春季造成嚴重的臭氧損失,按照目前的趨勢,科學家預測臭氧層將在2070年左右恢復到1980年的水平。

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