自发现以来,南极臭氧空洞面积是有史以来最小的[视频]

时间:2019-10-23 12:40 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

自发现以来,南极臭氧空洞面积是有史以来最小的[视频]

  NASA和NOAA的科学家今天在杏鑫娱乐注册登录平台报道说,南极上层大气异常的气候模式在9月和10月极大地限制了臭氧的消耗,导致了自1982年以来观测到的最小的臭氧空洞。

  每年的臭氧空洞在9月8日达到了630万平方英里(16.400万平方公里)的峰值,然后在9月和10月的剩余时间内缩小到不足390万平方英里(1000万平方公里),根据NASA和NOAA的卫星测量结果。在天气状况正常的年份中,通常在9月下旬或10月初,臭氧洞的最大面积会增长到约800万平方英里。

  “这是南半球臭氧的好消息,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心地球科学首席科学家保罗·纽曼说。“但是重要的是要认识到,我们今年看到的是由于平流层温度升高所致。这并不是大气中的臭氧突然恢复的快速信号。”

  来自NASA和NOAA的科学家们共同追踪全年的臭氧层,并确定何时该洞达到其年度最大范围。今年,异常强烈的天气模式导致南极南极地区上方的高层大气温度升高,这导致了一个小臭氧洞。

  臭氧是由三个氧原子组成的高反应性分子,这些氧原子自然少量存在。臭氧层位于地球上空约7至25英里,位于称为平流层的大气层中,是一种防晒霜,可保护地球免受可能造成皮肤癌和白内障,抑制免疫系统并损害植物的潜在有害紫外线的伤害。

  南极臭氧洞在南半球的冬季末期形成,因为返回的太阳光线开始消耗臭氧。这些反应涉及衍生自人造化合物的化学活性形式的氯和溴。导致它们形成的化学反应涉及在冷平流层中形成的云颗粒表面上发生的化学反应,最终导致失控的反应破坏臭氧分子。在较高的温度下,极地平流层极少的云形成,并且它们不会持续很长时间,从而限制了臭氧消耗过程。

  NASA和NOAA通过互补的仪器方法监测臭氧空洞。

  卫星,包括NASA的Aura卫星,NASA-NOAA Suomi国家极地轨道合作伙伴卫星和NOAA的联合极地卫星系统NOAA-20卫星,都可以测量太空中的臭氧。Aura卫星的微波四肢测深仪还估计了平流层中破坏臭氧的氯的含量。

  在南极,NOAA的工作人员发射了带有用于测量臭氧的“探空仪”的气象气球,这些探空仪直接通过大气垂直采样了臭氧水平。大多数年份,平流层的至少某些水平(通常通常会发现最大量的臭氧的高空区域)被发现完全不含臭氧。

  这张2019年9月9日的延时照片显示了臭氧探空仪从Amundsen-Scott南极站升入南极大气时的飞行路径。科学家释放了这些气球传感器,以测量大气中高处的臭氧保护层的厚度。图片来源:Robert Schwarz /明尼苏达大学

  “今年,在南极进行的臭氧探空仪测量并未显示出大气中臭氧完全耗尽的任何部分,”位于科罗拉多州博尔德的NOAA地球系统研究实验室的大气科学家Bryan Johnson说。

  罕见但并非史无前例

  NASA Goddard的大学太空研究协会大气科学家Susan Strahan说,这是过去40年中第三次天气系统造成温暖的温度限制了臭氧的消耗。她说,1988年9月和2002年9月在南极平流层中类似的天气模式也产生了非典型的小臭氧空洞。

  Strahan说:“这是我们仍在尝试了解的罕见事件。” “如果没有发生变暖,我们可能正在寻找一个更典型的臭氧空洞。”

  这些独特模式的发生与气候变化之间没有确定的联系。

  破坏2019年臭氧空洞的天气系统通常在9月适度,但今年异常强劲,在破坏臭氧的关键时期极大地温暖了南极平流层。在约12英里(20公里)的海拔上,9月份的温度比平均温度高29华氏度(16摄氏度),是9月份40年历史记录中的最高温度。此外,这些天气系统还削弱了南极极地涡旋,将其从南极上方的正常中心击落,并将南极周围的9月强烈喷射流从每小时161英里的平均速度降低到每小时67英里的速度。这种缓慢的涡旋旋转使空气沉入低层平流层,发生臭氧层消耗,这对空气产生了两个影响。

  首先,下沉使南极平流层变暖,最大限度地减少了平流层极地云的形成和持久性,这是破坏臭氧的主要过程。第二,强大的天气系统将富含臭氧的空气从南半球其他地方的较高纬度带到了南极臭氧洞上方的区域。与自1980年代中期以来通常出现的臭氧空洞情况相比,这两种影响导致南极洲的臭氧水平大大高于正常水平。

  截至2019年10月16日,南极上空的臭氧空洞虽小但稳定,并有望在未来几周内逐渐消散。

  南极臭氧在1970年代缓慢下降,1980年代初期出现了季节性的大量臭氧赤字。英国南极调查局的研究人员于1985年发现了臭氧空洞,而美国国家航空航天局(NASA)的卫星总臭氧图谱仪估计的总臭氧柱数证实了1985年的事件,揭示了臭氧空洞的大陆规模。

  三十二年前,国际社会签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。该协议规范了消耗臭氧层化合物的消费和生产。到2000年,人为消耗臭氧层物质的大气水平有所增加。此后,这些物质缓慢下降,但仍高到足以造成严重的臭氧损失。随着含氯氟烃(一种曾经被用作冷却剂的被禁止的含氯合成化合物)的数量继续减少,预计南极洲的臭氧空洞将逐渐减轻。科学家预计,南极臭氧将在2070年左右恢复到1980年的水平。

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