人类在20世纪20年代开始使用氯氟烃(CFC)。这些化合物一直被用于空调、气雾罐和工业清洁产品,直至20世纪70年代。CFC 对环境危害极大,能够破坏臭氧层中的分子,从而导致平流层臭氧的消耗。但你知道 CFC 实际到达平流层需要多长时间吗?
由于氯氟烃比空气重,它们需要数年才能到达平流层,而阳光将其转化为破坏臭氧的形态则需要数十年。因此,当前的臭氧消耗是数十年累积的结果。
观察臭氧洞
2000年的研究表明,破坏臭氧的氯氟烃(CFC)在平流层已趋于平稳,且在低层大气中甚至出现下降,表明臭氧层正在恢复。
然而,2000年9月9日,NASA 卫星发现了有记录以来最大的南极臭氧洞,全球气候变化可能会加剧这一局面。人类正目睹有史以来最严重的臭氧洞,即使在经过13年的监管后,CFC 水平终于得到控制。
第一点是,这些过程真的非常缓慢。CFC 首先需要很长时间才能上升到平流层,因此它们再次下降也会花费很长时间。
理查德·麦克佩特斯博士,NASA戈达德太空飞行中心(GSFC)“总体臭氧映射光谱仪”(TOMS)首席研究员
在地面排放的 CFC 通过对流层(大气的最低层)向上扩散。对流层天气的垂直气流将 CFC 推升至平流层。由于平流层的垂直气流较弱,CFC 在进入平流层后上升速度更慢。
事实上,单个 CFC 分子从地面排放后,可能需要长达两年才能到达含有臭氧的平流层。GSFC 的大气模型学家查尔斯·杰克曼博士指出,阳光将其转化为对臭氧有害的形态可能需要数十年时间。
NOAA 科学家在1994年发现大气最低层的 CFC 含量出现下降。这一发现带来了希望,即平流层中的 CFC 浓度将很快下降,因为这些 CFC 最终会向上迁移至含有臭氧的平流层。
理查德·麦克佩特斯博士,NASA’的总臭氧映射光谱仪(TOMS)首席研究员,工作于NASA戈达德太空飞行中心(GSFC)在平流层中看到 CFC 真正减少之前,还需要数年时间。
(来源:NASA)
什么是南极漩涡?
风在臭氧消耗中也起着重要作用。冬季,南极上空的冷空气形成一个巨大的快速流动的漩涡,环绕南极。这被称为南极漩涡。该漩涡有效地使南极与大气的其他部分隔离。
它几乎形成一个静止且非常稳定的漩涡。它锁住了那团空气,阻止外部高臭氧空气进入。
理查德·麦克佩特斯博士,NASA’的总臭氧映射光谱仪(TOMS)首席研究员,工作于NASA戈达德太空飞行中心(GSFC)。
热带地区产生大部分平流层臭氧,因为导致臭氧形成的太阳辐射强度在靠近赤道的地方更强。平流层气流将臭氧输送到北极和南极。
强大且稳定的漩涡阻止臭氧向南极上空的平流层迁移,加剧了冰催化臭氧破坏导致的低浓度。
漩涡通过几乎将南极与周围较暖的空气隔离,使南极的温度进一步下降。更低的温度导致更多的冰晶云形成,进而破坏更多的臭氧。(来源:NASA)






