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尽管有最佳的臭氧消耗条件 臭氧洞仍略高于平均水平

这张2018年9月10日的延时照片展示了臭氧探空仪从阿蒙森 - 斯科特南极站上升到南极大气层时的飞行路径。科学家们发布了这些气球传感器来测量大气中高层保护臭氧层的厚度。

美国国家海洋和大气管理局和美国宇航局的科学家今天报道,每年9月在南极上空形成的臭氧洞在2018年略高于平均水平。南极平流层的温度高于平均温度为今年的臭氧破坏创造了理想的条件,但臭氧消耗化学品水平的下降阻止了这个漏洞像20年前一样大。

“南极平流层的氯含量比2000年的高峰年下降了约11%,”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的地球科学首席科学家保罗·A·纽曼说。“如果氯气仍处于我们在2000年所见的水平,那么今年较冷的温度会给我们带来更大的臭氧空洞。”

根据美国国家航空航天局的数据,每年的臭氧空洞在2018年达到883万平方英里(22.9平方公里)的平均面积,几乎是美国相邻的三倍。它在NASA卫星观测40年中排名第13位。根据一项称为“蒙特利尔议定书”的国际条约,世界各国于1987年开始逐步停止使用消耗臭氧层物质。

2018年的臭氧洞受到稳定和寒冷的南极涡的强烈影响 - 平流层低压系统在南极洲上空的大气层中顺时针流动。这些较冷的条件 - 自1979年以来最冷的条件 - 帮助支持形成更极地的平流层云,其云粒子激活破坏臭氧形式的氯和溴化合物。2016年和2017年,9月气温升高限制了极地平流层云的形成,并减缓了臭氧洞的增长。2017年,臭氧洞在开始恢复之前达到了760万平方英里(19.7平方公里)的面积。2016年,这个洞增加到800万平方英里(20.7平方公里)。

然而,与20世纪80年代相比,目前的臭氧空洞面积仍然很大,当时首次发现南极上空臭氧层的消耗。到2000年,人造臭氧消耗物质的大气水平增加。从那时起,它们已经缓慢下降但仍然高到足以产生大量臭氧损失。

美国国家海洋和大气管理局的科学家表示,2018年较冷的温度使得在南极上空3.1英里(5公里)深的地层几乎完全消除了臭氧。该层是在极地平流层云上发生臭氧活跃化学耗尽的地方。根据美国国家海洋和大气管理局的科学家布莱恩·约翰逊(Bryan Johnson)的说法,10月12日,南极上空的臭氧量最少达到104个Dobson单位,这使得它在南极的NOAA臭氧探空仪测量33年中排名第12。

“即使有了今年的最佳条件,在高海拔地区臭氧损失也不那么严重,这是我们所预期的,因为我们在平流层看到的氯浓度下降,”约翰逊说。

Dobson单位是地球表面一点以上大气中臭氧总量的标准测量值,它代表在32华氏度的温度下产生0.01毫米厚的纯臭氧层所需的臭氧分子数量( 0摄氏度)在相当于地球表面的大气压下。104 Dobson单位的值将是表面上1.04毫米厚的层,小于一角硬币的厚度。

在20世纪70年代出现南极臭氧洞之前,9月和10月南极上空的平均臭氧量为250至350多布森单位。

什么是臭氧,为什么重要?

臭氧含有三个氧原子,与其他化学物质反应性很强。在平流层,地球表面约7至25英里(约11至40公里),一层臭氧像防晒剂一样,屏蔽地球免受紫外线辐射,可能导致皮肤癌和白内障,抑制免疫系统和破坏植物。臭氧还可以通过太阳与车辆排放物和其他来源的污染之间的光化学反应产生,在低层大气中形成有害的烟雾。

NASA和NOAA每年使用三种互补的仪器方法来监测臭氧洞的生长和破裂。美国宇航局的Aura卫星上的臭氧监测仪器和NASA-NOAA Suomi国家极地轨道合作卫星上的臭氧测绘剖面仪等卫星仪器可以测量太空中大面积的臭氧。Aura卫星的微波肢体测量仪还测量某些含氯气体,提供总氯含量的估算值。

大气中的臭氧总量非常小。从地面延伸到空间的大气柱中的所有臭氧将是300多布森单位,大约是两个便士的厚度,一个堆叠在另一个的顶部。美国国家海洋和大气管理局的科学家通过定期释放携带臭氧测量“探测器”的天气气球来监测臭氧层的厚度及其在南极上方的垂直分布,这些天气球高度可达21英里(约34公里),地面仪器称为多布森分光光度计。

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