來源頭條作者:老粥科普南極的天又破了個大“洞”

10月6日，世界氣象組織（WMO）發布了一則消息，說南極上空重新出現了一個臭氧空洞，并且這個洞比以往任何年份更大更深。看到配發的圖片，許多人既擔心又疑惑。擔心的是這個大洞會不會危害我們的健康？疑惑的是我們許多年來彌補臭氧空洞的措施為什么一點效果也沒有？

WMO發布的臭氧空洞

如果你并不只限于看看新聞，而是仔細讀一讀WMO發布的消息，就會明白，這個臭氧的空洞只是季節性大氣事件，并且這個大洞很快就會補上。因為WMO同時發了下面這張圖片，證明到了12月份，這個恐怖的大洞就會消失得無影無蹤。新聞媒體選擇只發上面“大洞”圖片而不提它消失的過程，是因為大洞更有新聞沖擊力。

這張圖告訴你“大洞”很快就會消失

對于洞，人類往往產生一種天然的恐懼，洞是黑暗的，你不知道里邊到底有什么，接近它會發生什么，于是會害怕，由此產生不正確的聯想。

比如宇宙中的黑洞，盡管有無數的科學家說它只是一個特殊的天體，但還是會有人把它想象成通往“另一個宇宙”的窟窿。同樣地，臭氧空洞并非窗戶玻璃上透風的洞，它只是大氣層一處臭氧相對稀薄的區域，一處“凹陷”，就像女孩兒微笑時臉上出現的酒窩。

“空洞”其實就像個酒窩

臭氧有什么用處？

臭氧有一種特殊的臭味，我們主要用它來生產藥物和某些化學物品，殺菌消毒，也可以用來清潔和漂白織物。因為它有非常強的氧化能力。

與我們賴以生存的氧氣不同，臭氧是氧的一種同素異形體。它由三個氧原子構成“回旋鏢”的形狀，這導致臭氧分子有很強極性，類似于水分子。

臭氧是強極性分子

由于臭氧的強極性，它變得不那么穩定，容易失去一個氧原子而變成氧氣，同時它失去的這個氧原子會迅速與其它分子結合搶奪別人的電子，從而實現氧化反應。

臭氧的生成與消失

氧氣在我們的大氣層中占比大約為21.95%，當太陽光照射到氧氣分子時，其中波長為160~240nm的紫外線會將氧氣分解成兩個獨立的氧原子。當獨立的氧原子與其它的氧氣分子相遇時，會與之組合成三原子的臭氧。

大氣中臭氧循環與太陽紫外線的關系

大氣層中的臭氧分子在吸收240~310nm波長的紫外線時會發生解離，釋放一個氧原子重新變成氧氣，而被釋放出來的氧原子又有機會與其它氧分子碰撞形成新的臭氧分子。

在我們的大氣層中，每天都會產生大約4億噸臭氧，同時也有同樣數量的臭氧消耗，因此大氣層始終保存著大約30億噸的臭氧。

在太陽紫外線的作用下，大氣層中的臭氧氧不斷進行這種循環，這種光化學反應大多位于熱帶大氣的平流層中上部，這里的紫外線最強烈，所產生的臭氧也最多。

太陽每天會曬出4億噸臭氧

臭氧空洞與蒙特利爾議定書

臭氧作為大氣層的一個組成部分，它也會因大氣的流動參與到全球的循環之中。即便在距離地面15~35公里高度的臭氧層，臭氧的含量也不到十萬分之一，而在整個大氣層中臭氧僅占到千萬分之三。

1970年代，科學家們通過對大氣層的監測發現臭氧正在減少。因為我們冰箱空調和發泡劑里大量使用的氯氟烴被排放到大氣中，這種物質可以長期存在，并且隨著大氣流動被輸送到平流層甚至更高的高空，在高空，氯氟烴被分解產生氯，這種物質使臭氧更快地分解，從而大幅降低臭氧濃度。

氯氟烴中的氯會破壞臭氧

世界各國很快意識到氯氟烴無節制排放的危險，一旦大氣層中臭氧平衡關系被打破，臭氧層消失，陽光中的紫外線會更多傾瀉到地面，從而危害所有生物的安全。因此在1985年，各國在聯合國的主持下簽署了《維也納保護臭氧層公約》及《蒙特利爾議定書》，以減少和最終消除氯氟烴的排放。

你不必過于擔心

氯在高層大氣里非常穩定，它能存在幾十年甚至一個世紀之久。作為一種強催化劑，一個氯原子在100年時間里能破壞掉多達十萬個臭氧分子。因此，即便是我們現在完全停止氯氟烴的排放，之前幾十年所排放的破壞性物質也需要100年才會消失。

地球的大氣很厚，當15公里以上的臭氧層變得稀薄時，更多的紫外線會繼續向下推進，從而將下方的氧氣變成臭氧。結果是臭氧不會消失，而是向下移動了高度，當然，地面受到的紫外線輻射水平也將有所上升。

南極上空臭氧“空洞”并非完全因為全球臭氧層被廣泛消耗而造成的，它是地球大氣循環和局部地區溫度變化共同造成的結果。

南極高空寒冷冰晶折射陽光

就拿南極臭氧來說，每年9到10月份，南極的春天即將到來，這時候在南極大氣10~50公里的極地平流層云中集聚了大量超低溫的冰晶，在陽光的照射下，低至-78℃的冰晶能將不活潑的化合物轉化為活潑的化合物，進而大規模破壞本來就不怎么穩定的臭氧分子，將南極上空臭氧濃度降低到接近零的水平。隨著南極氣溫的升高，極地渦旋減弱，大氣中的臭氧濃度會逐漸恢復到正常水平。

南極臭氧減少是季節性的大氣現象

所以我們不必過于擔心，南極上空的“酒窩”年年都有，過些日子它自然就會消失的。