【描写臭氧层被污染的段落】北极臭氧层被破坏，其规模史无前例，是全球变暖或“真凶”。

全球变暖

执笔|夏至犬

书篇|冯浩

地球的大气平流层中有稀薄的臭氧层。被称为“地球伞”，因为它可以吸收太阳的高能紫外线，保护地球生命免受辐射伤害。但是最近的研究表明，全球变暖正在摧毁北极上空这一珍贵的“保护伞”。

2020年3月，NASA研究人员于本月12日发现，北极上方的臭氧水平创下历史新低，只有205多布森单位(Dobson units，DU)。一般3月北极上空的臭氧最低水平也在240DU左右[1]。

杜威是测量大气中臭氧柱密度的单位，以英国物理学家和气象学家戈登多布森的名字命名。1DU是指在标准温度和标准压力下0.01毫米厚的纯臭氧层所含臭氧的数量[2]。

2020年3月1 2日北极平流层臭氧减少到205度布森单位|图源：NASA

2020年3月北极上空臭氧水平不寻常，是因为从2019年末到2020年初高层大气波动非常微弱[1]。一般来说，高水平的大气波动会扰乱北极上空的极地涡旋，从而向北极补充其他地区的平流层臭氧。同时，大气的波动使极地高层大气变暖，大气中残留的氯和溴更难释放。氯和溴是破坏臭氧层的罪魁祸首。

高层大气波动微弱，难以影响北极极地涡旋，极端寒冷的北极高空会发生臭氧层的破坏。但是科学家们疑惑的是，波动是如何突然变弱的。当时NASA戈达德宇宙飞行中心的地球科学首席科学家Paul Newman说：“我们不知道今年造成波动减弱的原因。”

最近的研究可能会对当时的困惑做出反应。

今年6月23日发表在《自然通讯》(NATURE COMMUNICATIONS)上的一篇论文认为，气候变化改变了北极的大气条件，加剧了北极臭氧层的季节性损失，今后如果温室气体继续高速排放，这种季节性损失将继续恶化。研究小组成员来自德国阿尔弗雷德韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心、芬兰气象研究所和马里兰大学。

研究人员收集北极过去半个世纪的天气数据后发现，极地平流层云的当地最大值(PFPLM)在过去50年里明显上升。极地平流层云表面在臭氧空洞形成中起着重要作用，因为它可以吸附含氯物质并激活其中的氯。PFPLM越大，臭氧层越容易被破坏。

PFPLM之所以持续扩大，是因为北极上空有时间越来越长的极地涡旋。研究人员发现，在过去的半个世纪里，北极极地涡旋每十年增加3.5 ~ 4.8天，而极地涡旋内的低温是形成极地平流层云不可或缺的条件。

利用气象模型进行模拟后发现，北极极地涡旋持续时间增加的原因是大气中温室气体对气候系统的变化。温室气体的增加导致辐射推力(radiative forcing)增加，也就是说，太阳辐射产生的能量更多地保留在表面上，北极上空的平流层比以前更冷。另外，受气候变化的影响，北太平洋海平面温度的变化也减少了大气波动，使北极漩涡更加强烈。

另一个不能忽视的因素是人类活动排放的甲烷(变暖效果更明显的温室气体)，甲烷在平流层氧化后形成的水蒸气使平流层比以前更加湿润，从而使氯的活化和极地平流层云的形成更加容易。

模型研究结果表明，如果保持目前的温室气体排放不变，未来北极上空的臭氧层状况将会更糟。到本世纪末，季节性臭氧损失可能达到70-100DU。

为了抑制臭氧层损失，1989年开始生效的《蒙特利尔议定书》(MONTREAL PROTOCOL ON SUBSTANCES THAT DEPLETE THE HE OZONE LAYER)要求缔约国逐步淘汰氯氟烃、哈龙

“我们在赛跑。一方面，人类社会正在加速臭氧层的恢复。大气中的氯氟化碳将在50-100年间慢慢消失。另一方面，气候变化使极地涡旋的温度迅速降低，为氯氟烃破坏臭氧层创造了便利条件。即使这种消耗臭氧层物质的总量正在逐渐减少，参与这项研究的马里兰大学教授罗斯萨拉维奇说：“消耗臭氧层物质的总量正在减少，但随着气候变化，北极臭氧层的损失仍在增加。”

参考资料

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