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为何南极臭氧洞出现在春季?

发布时间:2023年09月15日 来源:中国气象报社

在南极春季“臭氧洞”现象引起广泛关注后,国际社会采取了一系列“自救”措施,经过多年努力,南极地区“臭氧洞”出现了恢复态势。

那么,只有春季南极才会出现臭氧洞吗?

首先需要说明的是,这里的春季是指南半球的春季,即9月至11月。

众所周知,人类活动排放到大气中的氟氯烃类物质是破坏大气臭氧层的罪魁祸首。南极冬季的极夜期间,平流层大气得不到太阳辐射加热,本身还向外发射长波辐射导致降温,使得温度可低至-80°C以下, 这促使极地平流层中出现冰晶云。南极大陆四周被海洋围绕,下垫面比较均匀,在地球自转驱使下,南极平流层形成了极地涡旋,这股旋涡把南极与中低纬地带的空气对流隔绝开,物质和能量的交换也变得困难。在涡旋内部平流层冰晶云中就会发生损耗臭氧的化学反应,反应产物 Cl2和Br2被临时储存起来。当南极的春季来临,阳光照向冰晶云,Cl2和Br2迅速光解,生成游离态的氯原子和溴原子,这些原子促使损耗臭氧分子的化学反应循环不断发生,一个氯(溴)原子能够破坏10万个臭氧分子,平流层的臭氧被急剧消耗。因此,南极的臭氧洞多出现在春季。

有人也许会疑惑,南极和北极同属地球两极,为何南极更容易出现臭氧洞?其实,北极春季也出现过臭氧洞,比如2011年和2020年,但北极出现臭氧洞频率低、规模小。这是因为,北极地区的下垫面呈海陆交替分布的特征,受到不均匀下垫面激发的重力波向上传播的干扰,北极极夜期间形成的极地涡旋强度、面积和持续时间都不及南极地区,因而在极地涡旋内部平流层云上,损耗臭氧的化学反应强度、规模也比南极小得多。所以,北极地区平流层臭氧损耗的规模要比南极小得多。

(作者:王美丽 责任编辑:张明禄)