由北极“史上最强”臭氧洞说起(1)
▲ 2020年3月27日，《自然》杂志报道了3月份出现的北极臭氧洞事件
臭氧層位于地面以上15～35千米的大气层中，它能有效阻挡来自太阳的紫外线辐射，给地球上包括人类在内的生物提供保护，是地球的保护层。
在地球表面，臭氧层并不是均匀分布的，而是会随着季节发生变化。如果某处臭氧层中的臭氧含量减少到某一数值，比如220 DU(多布森单位，用来度量大气中臭氧柱尺度的单位，它等于在标准大气状态下千分之一厘米臭氧层的厚度)以下，科学家们会形象地称之为“臭氧洞”。世界的“三极”地区，即南极、北极和青藏高原上空是最容易发生臭氧层变稀薄的地区，南极更是臭氧洞频繁光顾的区域。
2020年3月，国际顶级学术刊物—《自然》杂志刊发《北极上空出现罕见臭氧洞—它实在太大了》一文，披露北极上空出现“史上最强”的臭氧洞。遗憾的是，这则消息尚未引起人们的关注，就被淹没在新冠肺炎疫情的新闻洪流里了。
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北极最强臭氧洞
与南极每年春季都会出现臭氧洞不同，北极臭氧洞的出现频次非常少，基本上每10年才会有一次。北极上一次出现大规模臭氧洞的时间还是在2011年，当时曾引起广泛关注，从国际顶级学术刊物—《自然》《科学》到街边小报，都报道了此次北极臭氧洞事件。
今年春季，北极上空的臭氧减少面积达到了600多万平方千米，其中满足臭氧洞标准的面积超过100万平方千米，成为史上最大的北极臭氧洞。这次臭氧洞的产生主要源自平流层极区异常强大的极涡，它隔绝了高中纬度间的热量交换与空气交换，致使极区在低温环境里形成臭氧洞。不过，随着春末极涡的分裂，北极臭氧洞也随之消失。
一般而言，极区的臭氧总量超过300DU，当这一数值低于220DU时，即可以看作臭氧洞形成。
2019/2020年度
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▲ 北极臭氧洞相关信息，上图：极区臭氧总量数值，中图：平流层极区温度，下图：平流层极涡面积
▲ 南极臭氧洞最强数值出现在1994年，臭氧总量数值降低到92DU；而最大面积数值出现在2006年，其面积达到2700万平方千米。2019年，该臭氧洞仅有900万平方千米，是过去30年的最低值
今年1月25—27日，北极极区的臭氧最小值达到187DU，只是持续时间比较短，区域范围也很小，并没有引起太大关注。进入3月份，北极上空强大的极涡始终维持不变，致使臭氧洞逐渐发展到了可观的规模；尤其是在3月12日，臭氧洞中心的臭氧总量最小数值达到205DU，该数值也成为此次北极臭氧洞的臭氧最低值，创下了历史新低。在本次臭氧洞发展的最鼎盛时期，臭氧低值区面积超过3个格陵兰岛面积，达到600多万平方千米，臭氧洞面积达到100多万平方千米。
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4月下旬，随着平流层极涡的分裂，富含臭氧的中纬度空气大量涌入极区，持续了1个多月的平流层极涡—历史上最大的北极极涡—随之消失。
为什么南极的臭氧洞每年都会出现，但北极很少出现臭氧洞？北极这次出现臭氧洞的原因是什么，又会产生什么影响呢？
臭氧洞不只南极有
一提到臭氧洞，大家首先想到的就是南极臭氧洞。没错，人类确实首先是在南极发现的臭氧洞。1984年，英国科学家法尔曼等人在南极的哈雷湾观测站发现：1975—1984年，每到春天，南极上空平流层部分区域的臭氧浓度就会减少约50%，最高时减少90%。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比，像是形成了一个“洞”，直径达上千千米。“臭氧洞”由此而得名。1985年5月，《自然》杂志发表了法尔曼等人的相关论文，引起轰动。
其实，法尔曼等人的论文并不是关于臭氧洞的最早研究成果。早在1984年9月，日本科学家中钵茂就以海报(poster)形式在希腊海其迪奇国际会议上介绍过日本昭和观测站的臭氧观测结果；只是他的研究成果在当时并未引起重视。
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1985年，美国“雨云-7号”气象卫星监测和证实了臭氧洞的存在。从那时起，每年的9、10月份，人们都可以观测到南极臭氧洞的出现。1994年，南极臭氧洞中心数值达到创纪录的92DU，不足正常值的1/3；2006年，南极臭氧洞面积达到了创纪录的2700万平方千米。
臭氧洞的发现成为当时最重要的国际环境危机，为解决这一问题，全球各国合作签订了《保护臭氧层维也纳公约》(该公约签订于1985年3月)和《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》(简称为《蒙特利尔议定书》，签订于1987年9月)，呼吁采取全球行动，共同应对臭氧损耗，逐步停止生产和使用损耗臭氧的氟利昂和哈龙类物质。
▲ 1997年3月、2011年3月和2020年3月，北极地区都出现了臭氧洞(图片来自于https：//ozonewatch.gsfc.nasa.gov/ )
我国政府于1989年9月加入了《保护臭氧层维也纳公约》，并于1991年6月加入《蒙特利尔议定书》。1993年1月，国务院批准实施《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》(简称《国家方案》)，作为履行《蒙特利尔议定书》的行动纲领。《国家方案》规定，我国将在2010年1月1日实现“消耗臭氧层物质”(ODS)生产和消费的同步淘汰。2007年7月1日，我国宣布已经全面停止了氟利昂和哈龙两类物质的生产和消费，提前两年半实现规定目标。, 百拇医药(魏科)
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