原創(chuàng) 怪羅科普

今年8月份，南極上空觀測(cè)到1600萬(wàn)平方公里的臭氧層空洞，成為最近8年來(lái)相同時(shí)間段的最大水平。

圖：這里的1600平方公里其實(shí)指的是南極上空臭氧空洞，小編明顯有點(diǎn)沒(méi)弄清楚

這兩天，央視新聞?dòng)謭?bào)道了阿根廷南部上空疑似出現(xiàn)臭氧層空洞，要知道阿根廷最南部的火地島省距離南極洲還是有一些距離的，如果臭氧層空洞蔓延到那里的話，那還是蠻嚴(yán)重的，而且這里有人居住。

所以，這個(gè)新聞小小地也沖擊了一下熱搜！

那么臭氧層到底是怎么回事呢，它為什么會(huì)出現(xiàn)空洞，而且通常都發(fā)生在南極洲上空呢？

臭氧層是怎么形成的呢？

我們知道臭氧層是地球的天然“防曬霜”，它阻擋掉許多太陽(yáng)紫外線到達(dá)地面，從而讓地球生命免受影響。

所以，如果它被破壞的話，自然就是紫外線輻射顯著增加，從而影響陸地生命的活動(dòng)，進(jìn)而影響全球生態(tài)。

今年1月份中外科學(xué)家在花粉?；险业蕉B紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕的原因，圖源：中科院

有證據(jù)表明，地球歷史上最嚴(yán)重的大滅絕事件——，極有可能就是出于某些原因當(dāng)時(shí)地球臭氧層被破壞導(dǎo)致的。

另外，如果臭氧層完全消失的話，那么陸地上是不適合復(fù)雜生命生存的。

生命能夠在陸地演化就是因?yàn)榈厍蛟跉v史的某個(gè)階段得到了臭氧層，不然生命還只能在海洋里躲避紫外線的魔法傷害，繼續(xù)猥瑣發(fā)育呢。

可見(jiàn)臭氧層對(duì)地球生命有多重要，特別陸地生命，這是必不可少的！

阻擋足夠水平的致命紫外線輻射（波長(zhǎng)在200至300納米之間）的臭氧層大約是在6.35億年前形成的，而臭氧形成的原因特別簡(jiǎn)單，因?yàn)樵诖酥埃?0多億年前）生物學(xué)會(huì)了光合作用，向大氣中釋放了越來(lái)越多的氧氣。

氧氣就是生產(chǎn)臭氧的“原材料”，而把氧氣加工成臭氧的能量正是來(lái)自紫外線，這就是為什么臭氧層能夠充當(dāng)天然“防曬霜”的原因所在。

在臭氧層的形成中，太陽(yáng)輻射的紫外線被分成兩部利用，一部分是波長(zhǎng)在200nm-280nm的紫外光部分——被稱(chēng)為UV-C，另一部分是波長(zhǎng)在280nm-315nm的紫外線部分——UV-B。

氧氣（O2）吸收UV-C并被分解成兩個(gè)游離的氧原子（O），在地球常規(guī)的大氣中，游離的氧原子會(huì)有兩種選擇，它要么結(jié)合另外的氧原子繼續(xù)變成O2（氧氣），要么和氧氣（O2）結(jié)合變成O3——這個(gè)就是臭氧的由來(lái)。

但是，臭氧（O3）會(huì)繼續(xù)吸收較長(zhǎng)波長(zhǎng)的紫外線部分UV-B，它會(huì)因此分被解成氧原子（O）和氧分子（O2），所以臭氧并不穩(wěn)定。

紫外線就是通過(guò)分解氧氣和臭氧被消耗掉了，這是臭氧層阻擋掉紫外線的本質(zhì)。

另外，在地球上空20到25公里的地方被稱(chēng)為臭氧層，地球的臭氧大部分都集中在那里，之所以臭氧層只在這個(gè)高度，是因?yàn)樵谶@個(gè)高度，現(xiàn)有的大氣中的氧氣水平和太陽(yáng)提供的紫外線輻射，讓臭氧的生成和分解達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡狀態(tài)。

圖：220多布森單位是臭氧的一個(gè)靈界點(diǎn)

為什么會(huì)形成臭氧層空洞？

我們知道現(xiàn)在地球上空的臭氧層被破壞與人類(lèi)活動(dòng)大量排放的氯氟烴有關(guān)系。

當(dāng)氯氟烴到達(dá)臭氧層時(shí)，紫外線也會(huì)破壞它原有的化學(xué)鍵合，并游離出氯原子，游離的氯原子繼續(xù)參與一系列化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)既破壞臭氧，又將游離氯原子原封不動(dòng)地返回到大氣中，它相當(dāng)于催化了臭氧分解，所以少量的氯氟烴都能破壞大量的臭氧層。

其實(shí)，從1987 年全世界幾乎所有國(guó)家達(dá)成《蒙特利爾議定書(shū)》后，氯氟烴等破壞臭氧的物質(zhì)的排放已經(jīng)基本得到控制了。

圖：消耗臭氧物質(zhì)的消費(fèi)已經(jīng)非常非常少了

但是，氯氟烴非常穩(wěn)定且不溶于水，所以之前排放的部分還將繼續(xù)影響地球臭氧層數(shù)十年，這就是為什么至今南極上空還都會(huì)出現(xiàn)臭氧層空洞。

但在這里要再說(shuō)明下，臭氧層空洞并不是完全失去了臭氧，只要臭氧水平抵御220多布森單位就稱(chēng)為“空洞”了，其實(shí)這時(shí)候還是有很多臭氧的（竟現(xiàn)在的地球大氣氧氣比例比較高），不至于讓地球生命無(wú)法生存。

之所以今年臭氧層空洞是最近八年中最顯著的，專(zhuān)家把這個(gè)歸結(jié)為去年1月份湯加火山噴發(fā)和氣候變化。

湯加火山噴發(fā)導(dǎo)致今年臭氧層空洞顯著是有道理，這是因?yàn)闇踊鹕絿姲l(fā)向平流層輸送了5000萬(wàn)噸的水蒸氣[1]，這些水蒸氣在南極上空形成冰晶，而提取游離氯離子的反應(yīng)正是需要在顆粒表面完成，這就是湯加火山噴發(fā)對(duì)臭氧層的影響。

現(xiàn)在還有最后一個(gè)問(wèn)題，就是人類(lèi)活動(dòng)基本在北半球完成，為什么大面積的臭氧層空洞卻是出現(xiàn)在南極上空呢？

為什么臭氧層空洞出現(xiàn)在南極？

人類(lèi)排放的氯氟烴等破壞臭氧的物質(zhì)確實(shí)都在北半球，但是地球的大氣層不斷被風(fēng)攪動(dòng)，所以這些物質(zhì)在整個(gè)大氣層中基本是均勻分布的，包括南極洲。

南極洲特殊的地方是那里完全被海洋包圍的巨大陸地，這種情況使得冬季的南極洲上空的平流層中會(huì)形成一個(gè)非常寒冷的區(qū)域，它會(huì)形成冰晶云。

圖：南極平流層冰晶在陽(yáng)光照射下變成彩云

而且這個(gè)區(qū)域又被邊緣循環(huán)的強(qiáng)風(fēng)帶所隔離，氯氟烴等物質(zhì)被困在里面。

穩(wěn)定的表面和穩(wěn)定的氯氟烴供應(yīng)，直接導(dǎo)致每年9月份陽(yáng)光回歸南極洲之時(shí)，臭氧迅速損失，從而導(dǎo)致空洞發(fā)生。

也正因?yàn)槿绱?，南極洲的臭氧層空洞是有規(guī)律的，它會(huì)在每年的8月開(kāi)始形成，然后逐漸生長(zhǎng)，到九月底前后達(dá)到峰值——也就是這個(gè)時(shí)間段，然后逐漸關(guān)閉。

圖：這個(gè)位置就是這次阿根廷可能出現(xiàn)臭氧層空洞的地方

如果它真的擴(kuò)張?zhí)貏e厲害的話，那確實(shí)有可能在阿根廷南部上空觀測(cè)到，在歷史記錄上也確實(shí)有那么幾次臭氧層空洞蔓延到南美洲人口密集地方，但屈指可數(shù)，最近一次應(yīng)該是發(fā)生在2011年——當(dāng)時(shí)面積達(dá)到2603萬(wàn)平方公里。

而南極臭氧層空洞的極值發(fā)生在2000年和2006年，這兩年其面積都超過(guò)了2900萬(wàn)平方公里。

今年會(huì)不會(huì)也到達(dá)南美洲現(xiàn)在還不好說(shuō)，官媒也只是用“疑似”來(lái)形容，但畢竟這是最近8年來(lái)8月份最大的臭氧層空洞，所以也不排除這種可能。

圖：有記錄以來(lái)南極臭氧層空洞變化情況

最后

其實(shí)，現(xiàn)在南極洲的臭氧層空洞面積整體是呈現(xiàn)減少趨勢(shì)的，因?yàn)檎嬲绊懹绊懗粞醯奈镔|(zhì)已經(jīng)基本得到控制。

另外，湯加火山噴發(fā)影響只是短暫的，它提供的水蒸氣也會(huì)逐漸消散，并不會(huì)持續(xù)影響，所以也不用太過(guò)于擔(dān)心它會(huì)帶來(lái)什么巨大影響。

原標(biāo)題：《南極遭遇8年來(lái)最大臭氧層危機(jī)，或蔓延到阿根廷！會(huì)引發(fā)生態(tài)災(zāi)難嗎？》

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