9月16日：「國際保護臭氧層日」

原標題：北極真的會出現臭氧洞？

南極科考隊員正在釋放一個熱氣球，以檢測當地大氣層中的臭氧層和溫室氣體排放量。

科學家近來發現，北極地區同溫層雲的出現頻率越來越頻繁，它將引發破壞臭氧層的化學變化。



1979年（左）和2009年的南極臭氧層空洞對比圖。

新聞背景
9月16日是「國際保護臭氧層日」。近幾十年來，北極地區的臭氧總量是減少的，儘管這一帶曾出現驚險空前的臭氧低值區，但是未達到「洞」的標準。那麼，北極是否會出現臭氧洞？極地臭氧洞的出現會帶來哪些新問題？

「低值區」未必就是「洞」

與南極的臭氧相比，北極的臭氧似乎更有幾分神秘感。特別是2011年春季，北極地區出現臭氧低值區，臭氧損耗創下歷史新高。

一時間，「北極首個臭氧空洞已經形成」、「史上最大北極臭氧空洞引發科學家擔心，面積大如美國大陸」等報道鋪天蓋地，眾說紛紜。

陸龍驊是中國氣象科學研究院研究員，多年從事極地氣象研究，曾5次赴南北極科學考察，對於極地地區的臭氧做了大量的研究。雖然此前國內外都有媒體報道「北極首現臭氧洞」，但他認為「很多媒體對此的報道並不確切」。

「從目前觀測資料來講，只有南極上空出現臭氧洞，北極上空及青藏高原上空出現過臭氧低值區，在某一地區相對其他地區來講臭氧總量的含量要相對較低，但從氣候平均值來看，沒有低於220多普森單位（DU）。嚴格意義來講，除了南極以外其他地區還沒有發現臭氧洞的存在。」中國科學院研究員高登義研究員表示。

陸龍驊認為，「臭氧洞是有嚴格科學定義的，並不是所有的臭氧低值區都能稱為臭氧洞。」以南極春季出現的臭氧洞為例，「南極臭氧洞」至少有三個特點：一是臭氧數值低，應在220 DU以下；二是低值區（低於220 DU）範圍大，常超過百萬平方公里；三是低值持續時間長，常為2到4個月左右。

由此，他認為，從嚴格的科學意義上來講，不能說「北極首個臭氧洞已經形成」，迄今為止，在北極還並未出現過臭氧洞。

北極出「洞」並非不可能

「關於南極臭氧洞的成因，目前全世界各國科學家普遍接受的解釋是，南極臭氧洞是由臭氧消耗物質在南極特殊的氣象條件下形成的。」中國氣象局國家衛星氣象中心副研究員王維和介紹說。

南極臭氧洞是大氣動力、光化學和平流層冰晶雲等因素相互作用和影響的產物；也與大氣環流, 特別是平流層極地渦旋的活動密切相關。用大氣動力學、太陽活動及大氣化學等單個因素都無法圓滿地解釋南極臭氧洞形成的原因。

「南極臭氧洞的出現與人類活動關係密切。春季南極臭氧洞的出現，有兩個條件，二者缺一不可。」陸龍驊表示。

大氣中存在人類活動排放的氟里昂和濱化烴等消耗臭氧層物質(人為因素)， 是春季南極臭氧洞形成的基礎條件；春季南極平流層極地渦旋中的低溫( 自然因素)，是南極春季臭氧洞形成的必要條件。只有在平流層冰晶雲表面吸附了大氣污染物質，才能通過光化學反應大量消耗臭氧，在南極春季形成臭氧洞。

陸龍驊指出，依據南極臭氧洞形成的兩個條件，可以解釋為什麼到目前為止，只是在南極上空春季出現了臭氧洞，在北極和青藏高原上空並沒有出現臭氧洞。儘管北極更加接近人類活動地區，北極大氣中污染物濃度也比較高，但是北極地區不滿足或者很難滿足形成臭氧洞的平流層極渦中低溫的必要條件。

南極地區是一塊由海洋包圍的冰雪大陸，而北極卻是一片由大陸包圍的冰雪海洋。海陸分佈的差異，對氣候和大氣環流產生了很大影響。在陸龍驊看來，北極春季沒有臭氧洞，與北極春季平流層溫度高於南極春季、平流層冰晶雲等很少出現，以及北極地區大氣臭氧的本底值較高有關。

陸龍驊表示，雖然當前北極並未形成真正意義上的臭氧「空洞」，但是在1997年和2011年北極臭氧的化學虧損基本上達到了生成臭氧洞的邊緣，這引起大家的高度重視。如果由於氣候變化，使北極平流層溫度更低，時間持續更長，那麼在極端情況下，出現北極臭氧洞的可能性也不能排除。

事實上，最近幾年發現，在北極地區或北半球中高緯地區，偶爾也會出現臭氧小洞。這種現象大都出現在冬季，且在北大西洋和北歐出現的次數比北太平洋和北美地區多，此外在我國青藏高原也曾出現過。臭氧小洞與天氣系統有關，是動力原因產生的，「小洞」的空間尺度大都在1000千米以下，維持時間很短，大多僅1到數天。臭氧小洞的產生原因與春季南極臭氧洞不同，而且其時間、空間尺度也無法與春季南極臭氧洞相比，不能相提並論，不能簡單地稱之為臭氧洞。

臭氧層恢復尚需數十年

北極臭氧低值區雖未達到「洞」的標準，但接近或到達了出現「洞」的邊緣，這不得不引起人們對保護臭氧的深度思考和關注。南極臭氧洞和北極臭氧嚴重耗損都在向人類再次敲響警鐘。南極地區除考察隊員外，沒有常住居民；人類多數居住在北半球，人們對北極臭氧減少的擔憂是理所當然的。

世界氣象組織說，根據《蒙特利爾議定書》要求，許多破壞臭氧的化學物質已被淘汰，然而這些物質在大氣中能長時間存在，需要數十年時間才能使它們的濃度回到1980年前的水平。在南極大氣中，耗損臭氧的氣體在2000年前後達到最大值，目前正以每年1％的速率減少。

世界氣象組織說，過去十年中，南北兩極地區及全球的平流層臭氧已停止減少，但尚未開始恢復。預計兩極以外地區的臭氧能在本世紀中之前恢復到1980年前水平，而南極臭氧層恢復則要晚得多。

據世界氣象組織當天公布的南極臭氧公報顯示，在９月前兩周，南極臭氧空洞從不到1000萬平方公里增加到約1900萬平方公里。截至9月中旬，南極臭氧空洞小於去年同期，但大於2010年。南極臭氧空洞是每年冬、春反覆出現的現象，它由平流層極低的溫度和耗損臭氧的物質造成。

作為發展中國家，近年來，我國經濟持續高速發展，對使用消耗臭氧層物質的製成品需求也在日益增加，因此，在淘汰消耗臭氧層物質時，我們需要付出更大的努力。

延伸閱讀

臭氧層空洞會帶來哪些危害？

臭氧這個詞對於我們來說其實並不算太陌生，中學課本中曾經記載，在常溫下，臭氧是一種有特殊臭味的藍色氣體，主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中，它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球。

中國氣象局國家衛星氣象中心副研究員王維和分兩個方面指出了臭氧層減少的危害：

一是對人類健康的影響。首先是皮膚癌患者增多的危險，臭氧減少1%，皮膚癌患者增加4%－6%，主要是黑色素癌；其次是損害眼睛，增加白內障患者；最後削弱免疫力，增加傳染病患者。

現在居住在距南極洲較近的智利南端海倫娜岬角的居民，就已嘗到苦頭，只要他們走出家門，就要在衣服遮不住的膚面，塗上防晒油，戴上太陽眼鏡，否則半小時后，皮膚就晒成鮮艷的粉紅色，並伴有癢痛；羊群則多患白內障，幾乎全盲。據說那裡的兔子眼睛全瞎，獵人可以輕易地拎起兔子耳朵帶回家去，河裡捕到的魚也都是盲魚。

二是對生態的影響。首先是農產品減產及其品質下降，試驗200種作物對紫外線輻射增加的敏感性，結果2/3有影響，尤其是大米、小麥、棉花、大豆、水果和洋白菜等人類經常食用的作物。估計臭氧減少1%，大豆減產1%；其次是減少漁業產量，紫外線輻射可殺死10米水深內的單細胞海洋浮游生物，實驗表明，臭氧減少10%，紫外線輻射增加20%，將會在15天內殺死所有生活在10米水深內的鰻魚幼魚；最後是破壞森林。