手机端
当前位置:主页 > 生活 >

臭氧孔:“气候变化减慢了臭氧孔的恢复”



目前,南极上方的臭氧洞很小。但是它会永久关闭吗?物理学家RolfMüller解释了气候和臭氧层之间的关系。美国宇航局(NASA)最近宣布,自1982年发现以来,南极上的臭氧洞从未像今年9月这样小。 ForschungszentrumJülich的物理学家RolfMüller说,数十年之久将过去。 ZEIT ONLINE: Müller先生,在我们谈论臭氧洞之前,请再次解释什么是臭氧。

罗尔夫·穆勒(RolfMüller):臭氧是由三个氧原子(O3)组成的微量气体,仅在自然界中浓度非常低。它在大气中起着重要作用,因为它可以保护地球上的所有生物免受强烈的紫外线辐射。围绕我们地球的空气和气体的壳层由几层组成:最低层(我们呼吸的地方)称为对流层,其上方是平流层。并且有一个天然的臭氧层,在一年中与其他气体相互作用时,臭氧层稍厚,有时略薄。

ZEIT ONLINE:在这一层上有一个洞吗?米勒:是的,完全正确。自1980年代以来,全球臭氧层已逐渐减少,但自1985年以来,每年在南极的确存在着真正的差距。直到那时,您才意识到为什么会这样Müller:因为人类在六十到九十年代之间向大气中释放了大量的氯氟烃(FCWK)。这些污染物随后出现在每个冰箱,每个发胶和许多其他工业产品中,它们在高空气层中引起化学反应,导致臭氧消耗。

ZEIT ONLINE:如果臭氧层更薄甚至有孔,该怎么办?米勒:没有它们,更多的紫外线就会穿透地球。最直接的后果是损害我们的皮肤。澳大利亚和新西兰的居民受到臭氧洞山麓的影响,罹患皮肤癌的风险特别高。他们中的许多人皮肤很轻,生活在阳光非常强烈的区域,因此对皮肤癌问题很敏感。

ZEIT ONLINE:氟氯化碳如何破坏臭氧层? Müller:含氯氟烃在距地球约30至40公里处分解,因此侵蚀性氯自由漂浮在空气中-或相关化学化合物中的溴。这些元素在太阳的作用下和低温下与含氧化合物臭氧反应并使之降解。在线时间:现在南极孔的大小不是一年四季都一样,而是在变化,这与平流层的温度,云的形成和其他因素有关。臭氧空洞季节是什么时候?

米勒:通常在9月下旬或10月初,它遍布南极地区,约2000万平方公里。 9月8日是今年最大的一天。但这一次它仅覆盖了约1,640万平方公里 ...在线时间: ...发现以来从未有过的小巧(见视频)。这种惊人的收缩是如何产生的?

Müller:在南极低层平流层中,冬季晚些时候异常温暖。那里的温度不足以使其感到舒适,但温度足够高,导致一年中同一时间分解的臭氧(O3)明显少于平常。对于分解过程,必须形成某种形式的云,即平流层云。但是,它们仅在负78摄氏度以下的温度下发生。 9月中旬,今年已经太热了。

徽标全球毒品调查那么,当最近的臭氧空洞特别小时,是气候变化的结果吗? Müller:不,这与本案无关。尽管气候变化正在影响臭氧层,但它不会影响您刚刚建议的方式。气候变化正在减慢两极臭氧洞的恢复,增加臭氧消耗。在赤道上空,情况可能恰好相反:那里的浓度可能会比臭氧消耗开始之前更高。

ZEIT ONLINE:为什么? Müller:这尤其取决于温室效应。随着全球变暖越来越高,平流层上部的平均温度正在下降。 ZEIT ONLINE:为什么呢? Müller:除其他事项外,因为CO2层拦截了地球发出的热射线,在正常情况下,这些热射线会进一步到达平流层。因此,在空气的较低层中存在更多的热量,而在两极的较高空气层中存在的热量越冷,可以除去的臭氧越多。同时,热带上方的空气层之间发生了气候变化,引起了重大的交流。因此,更多的富含臭氧的空气会渗入赤道附近的平流层,并且臭氧层会变得更致密。此效果称为超级恢复。

ZEIT ONLINE:因此全球的臭氧层密度不同。当我们谈论臭氧洞时,通常是指每年在南极形成并在夏季消失的那个洞。为什么实际上在赤道那里而不在赤道呢? Müller:在南极上方存在世界上其他任何地方都无法发现的条件:在冬季,空气被困在一个巨大的极涡中-这些风在极点上循环并阻止与平流层其他区域的空气交换,因此它不能渗透到温暖的空气中,因此整个冬季的温度都非常低-这是消耗臭氧层的前提。在夏季,这个极地涡旋减弱并且臭氧空洞可能关闭。

时代周刊:北方(即北极)的情况如何? Müller:那里也有一个臭氧洞,但它并不是每年都会形成,通常与南部的臭氧洞没有相同的尺寸。高空气层占主导地位,即很少需要它所需的极低温度。另一个很大的不同是,在北半球有更多的山脉和更多的土地。地球表面的这种不平整促进了平流层与极地地区的空气之间的交换。因此,更频繁地,温暖且富含臭氧的新空气可以到达极点。

ZEIT ONLINE:自1987年以来,世界各地的国家承诺根据《蒙特利尔议定书》禁止制造CFC。臭氧洞也正在恢复吗? Müller: CFC非常耐用,它们在大气中存在了数十年。十多年来,平流层中的CFC浓度一直在下降,这是可测量的,并且肯定会最终导致臭氧孔关闭。但是目前还没有。可以肯定的是,如果没有《蒙特利尔议定书》,臭氧层将在其他纬度地区变薄,不仅伤害那里的人民,而且还伤害植物。那可能会破坏整个生态系统并破坏农作物。我们及时阻止了这种情况。

ZEIT ONLINE:显然问题已经解决,还是我们必须继续担心?穆勒(Müller):第一批研究发现了臭氧层已经恢复的证据(科学报告:Kuttippurath&Nair,2017年)。因此,《蒙特利尔议定书》做了一些工作。但是,今年很小的臭氧空洞并不完全是CFC禁令的结果,而是离群的,这是由于今年平流层冬季异常温暖。离群值总是存在的。几年前,南极上空的空洞仍然达到了创纪录的大小,今年它比发现它的时候小。

ZEIT ONLINE:最近宣布成立环保组织,中国的某些制造商将不遵守《蒙特利尔议定书》。怎么了Müller:研究人员现在已经很好地证明了这些指控。在那年的一项研究中,一个研究团队能够将最重要的CFC气体之一三氯氟甲烷的排放源范围缩小到中国东部的工业区(Nature:Rigby等人,2019)。

该团队查看了来自韩国和日本的监测站的数据,能够清楚地表明,当有风的空气来自中国时,这些值就会消失。这些值不包括自然起源-例如,当CFC通过同温层的空气交换返回到空气的较低层时。同样,根据以前的研究,安装了氟氯化碳的设备剩余物产生的排放,不太可能。尽管有这些来自中国的非法排放,但自本世纪初以来,大气中的CFC浓度一直在稳步下降。

时代周刊:我们何时可以预计冬天的臭氧空洞不再可测?米勒:对此有很多估计。可以粗略地说,2100年高空气层中的臭氧浓度可能再次达到或超过1960年。今年,大气中几乎没有氟氯化碳。时代周刊:那与气候变化如何持续无关? Müller:当人类的CFC从平流层消失后,臭氧层肯定会恢复。没有这些气体,就没有大规模去除臭氧的基本前提:化学降解反应根本就不会发生。那么,气候影响就没有影响。
分享至:

®关于本站文章™ | 若非注明其他来源,默认 均为本站编辑部原创文章,如有侵权,请联系我们™