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為何南極臭氧洞出現在春季?

發布時間:2023年09月15日 來源:中國氣象報社

在南極春季“臭氧洞”現象引起廣泛關注后,國際社會采取了一系列“自救”措施,經過多年努力,南極地區“臭氧洞”出現了恢復態勢。

那么,只有春季南極才會出現臭氧洞嗎?

首先需要說明的是,這里的春季是指南半球的春季,即9月至11月。

眾所周知,人類活動排放到大氣中的氟氯烴類物質是破壞大氣臭氧層的罪魁禍首。南極冬季的極夜期間,平流層大氣得不到太陽輻射加熱,本身還向外發射長波輻射導致降溫,使得溫度可低至-80°C以下, 這促使極地平流層中出現冰晶云。南極大陸四周被海洋圍繞,下墊面比較均勻,在地球自轉驅使下,南極平流層形成了極地渦旋,這股旋渦把南極與中低緯地帶的空氣對流隔絕開,物質和能量的交換也變得困難。在渦旋內部平流層冰晶云中就會發生損耗臭氧的化學反應,反應產物 Cl2和Br2被臨時儲存起來。當南極的春季來臨,陽光照向冰晶云,Cl2和Br2迅速光解,生成游離態的氯原子和溴原子,這些原子促使損耗臭氧分子的化學反應循環不斷發生,一個氯(溴)原子能夠破壞10萬個臭氧分子,平流層的臭氧被急劇消耗。因此,南極的臭氧洞多出現在春季。

有人也許會疑惑,南極和北極同屬地球兩極,為何南極更容易出現臭氧洞?其實,北極春季也出現過臭氧洞,比如2011年和2020年,但北極出現臭氧洞頻率低、規模小。這是因為,北極地區的下墊面呈海陸交替分布的特征,受到不均勻下墊面激發的重力波向上傳播的干擾,北極極夜期間形成的極地渦旋強度、面積和持續時間都不及南極地區,因而在極地渦旋內部平流層云上,損耗臭氧的化學反應強度、規模也比南極小得多。所以,北極地區平流層臭氧損耗的規模要比南極小得多。

(作者:王美麗?責任編輯:張明祿)

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