南极臭氧洞的特征变化及对气候的影响

央视国际 (2003年01月29日 10:23)

　　近十年来，春季南极上空出现臭氧及全球臭氧减少的观测事实，引起了人民和各国政府的极大关注。南极臭氧洞是1985年英国科学家利用Halley Bay的大气臭氧总量地面观测资料发现的：春季该站的臭氧总量与十年前相比减少30－40％。随后美国科学家用卫星资料证实了这一结果。在春季南极地区臭氧总量减少，与周围地区相比就显得在南极洲上空出现了一个臭氧洞。

　　南极地区臭氧总量有明显的年变化特征。4－10月是一个相对低值的时期，其中9－10月的低值与南极臭氧洞的相对应，此外在南极大部分地区进入极夜前的3－4月也为低值；11－12月是南极地区平均大气臭氧总量最多的时期。

　　南极臭氧洞是在南极春季特殊的温度和环流状况下，由极地平流层云参与的非均相化学反应引发产生的特殊现象，原因在于极地平流层云存在时的非均相化学反应引起NO2浓度下降，降低了臭氧的生成速率，从而使臭氧生成与消耗之间不平衡，造成臭氧浓度下降，这是南极臭氧洞直接原因。极地涡旋对气体成分输送的作用不是南极臭氧洞形成的决定因素，但在臭氧洞形成后影响臭氧中纬度臭氧之间相互作用及臭氧洞强度。温度变化只有在影响到极地平流层云的存在时间和范围时才对臭氧洞强弱有重要影响，极夜过后，极地平流层云长时间存在是极地臭氧洞形成的关键。

　　臭氧层能够吸收各种紫外线，大多数的紫外线会对生物造成伤害。平流层中臭氧越来越少，意味着有更多有害的紫外线照射到地球表面上。每年春天，随着南极上空大量的臭氧消失，有害的紫外线就射到这块大陆上和它周围的海洋里。实验表明，即便是在冰层下面，从臭氧空洞中射入的超出正常量的有害紫外线也会对浮游植物和其他小型海洋生物造成损害。但是没人知道是否对海豹或企鹅有直接的影响。一些人认为紫外线会伤害它们的眼睛，但这还只是个猜测。紫外线对人类最直接的伤害就是皮肤，严重的紫外线照射可直接发生癌变。

　　到目前为止，全球平流层臭氧损失还没有达到南极上空造成臭氧空洞的地步。但是每年春季被毁坏的臭氧量在逐年增加。这不是个好兆头。全球的臭氧损失并不像臭氧空洞一样是种季节性的变化，而是稳定而持续的下降过程。这就意味着地球的臭氧保护壳到处都在变薄。一个好消息是臭氧是个能够解决的环境问题。一旦人类停止生产和使用氟利昂和其他几种臭氧破坏化学品，臭氧层会最终恢复并达到正常水平。

　　中国在南极臭氧研究工作中做了大量的工作，取得了可喜的成绩。1993年以来我国在南极中山站利用国际认可的Brewer臭氧仪（采用太阳紫外波段作为直射进行测量臭氧总量）进行了大气臭氧总量和UV－B总量的观测，对南极臭氧洞期间中山站上空的大气臭氧变化进行了初步的分析和研究，揭示了在中山站上空大气臭氧总量有着十分显著的逐日变化，并指出这种变化可能与中山站位于臭氧洞边缘，受南极平流层极地涡旋摆动与伸缩的动力过程影响有关。同时中国科学家还利用1957年－1992年南极地区臭氧总量观测站资料、卫星观测等资料对南极臭氧进行了深入的研究，取得了“南极地区臭氧的时空变化特征”、“南极臭氧洞期间中山站中期振荡特征”、“南极中山站春季臭氧的卫星反演及其BREWER观测的比较”和“南极臭氧洞形成机制的模拟研究”等一系列科研成果。今后我国将继续完成南极中山站的常规臭氧观测任务，并对南极臭氧浓度的机制和南极臭氧洞的成因做更深的研究，对减缓和制止臭氧减少，保护地球与生态环境做更深一步的探索。

　　（作者：吕非 内容提供：中央电视台 胡威）

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