南極臭氧洞的特徵變化及對氣候的影響

央視國際 (2003年01月29日 10:23)

　　近十年來，春季南極上空出現臭氧及全球臭氧減少的觀測事實，引起了人民和各國政府的極大關注。南極臭氧洞是1985年英國科學家利用Halley Bay的大氣臭氧總量地面觀測資料發現的：春季該站的臭氧總量與十年前相比減少30－40％。隨後美國科學家用衛星資料證實了這一結果。在春季南極地區臭氧總量減少，與周圍地區相比就顯得在南極洲上空出現了一個臭氧洞。

　　南極地區臭氧總量有明顯的年變化特徵。4－10月是一個相對低值的時期，其中9－10月的低值與南極臭氧洞的相對應，此外在南極大部分地區進入極夜前的3－4月也為低值；11－12月是南極地區平均大氣臭氧總量最多的時期。

　　南極臭氧洞是在南極春季特殊的溫度和環流狀況下，由極地平流層雲參與的非均相化學反應引發産生的特殊現象，原因在於極地平流層雲存在時的非均相化學反應引起NO2濃度下降，降低了臭氧的生成速率，從而使臭氧生成與消耗之間不平衡，造成臭氧濃度下降，這是南極臭氧洞直接原因。極地渦旋對氣體成分輸送的作用不是南極臭氧洞形成的決定因素，但在臭氧洞形成後影響臭氧中緯度臭氧之間相互作用及臭氧洞強度。溫度變化只有在影響到極地平流層雲的存在時間和範圍時才對臭氧洞強弱有重要影響，極夜過後，極地平流層雲長時間存在是極地臭氧洞形成的關鍵。

　　臭氧層能夠吸收各種紫外線，大多數的紫外線會對生物造成傷害。平流層中臭氧越來越少，意味著有更多有害的紫外線照射到地球表面上。每年春天，隨著南極上空大量的臭氧消失，有害的紫外線就射到這塊大陸上和它周圍的海洋裏。實驗表明，即便是在冰層下面，從臭氧空洞中射入的超出正常量的有害紫外線也會對浮游植物和其他小型海洋生物造成損害。但是沒人知道是否對海豹或企鵝有直接的影響。一些人認為紫外線會傷害它們的眼睛，但這還只是個猜測。紫外線對人類最直接的傷害就是皮膚，嚴重的紫外線照射可直接發生癌變。

　　到目前為止，全球平流層臭氧損失還沒有達到南極上空造成臭氧空洞的地步。但是每年春季被毀壞的臭氧量在逐年增加。這不是個好兆頭。全球的臭氧損失並不像臭氧空洞一樣是種季節性的變化，而是穩定而持續的下降過程。這就意味著地球的臭氧保護殼到處都在變薄。一個好消息是臭氧是個能夠解決的環境問題。一旦人類停止生産和使用氟利昂和其他幾種臭氧破壞化學品，臭氧層會最終恢復並達到正常水平。

　　中國在南極臭氧研究工作中做了大量的工作，取得了可喜的成績。1993年以來我國在南極中山站利用國際認可的Brewer臭氧儀（採用太陽紫外波段作為直射進行測量臭氧總量）進行了大氣臭氧總量和UV－B總量的觀測，對南極臭氧洞期間中山站上空的大氣臭氧變化進行了初步的分析和研究，揭示了在中山站上空大氣臭氧總量有著十分顯著的逐日變化，並指出這種變化可能與中山站位於臭氧洞邊緣，受南極平流層極地渦旋擺動與伸縮的動力過程影響有關。同時中國科學家還利用1957年－1992年南極地區臭氧總量觀測站資料、衛星觀測等資料對南極臭氧進行了深入的研究，取得了“南極地區臭氧的時空變化特徵”、“南極臭氧洞期間中山站中期振蕩特徵”、“南極中山站春季臭氧的衛星反演及其BREWER觀測的比較”和“南極臭氧洞形成機制的模擬研究”等一系列科研成果。今後我國將繼續完成南極中山站的常規臭氧觀測任務，並對南極臭氧濃度的機制和南極臭氧洞的成因做更深的研究，對減緩和制止臭氧減少，保護地球與生態環境做更深一步的探索。

　　（作者：呂非 內容提供：中央電視臺 胡威）

責編：何貝莉