地理知识_地理

为讨论形成南极臭氧洞的原因，各国科学家通过气球、飞机、火箭、卫星及地面站等多种现代化观测方法获取了大量资料，并用计算机进行了分析和模拟研究。曾有两届诺贝尔化学奖得主的工作与研究臭氧洞形成的原因有关。
如今，有关南极臭氧洞形成的科学机理已经基本厘清。陆龙骅说，形成臭氧洞需要满足两个条件——大气中存在有人类活动排放的氟里昂和溴化烃等消耗臭氧层的物质；春季南极平流层极地涡旋中较长时间的低温。
为制造冰箱和空调等，人类发明和使用了氟里昂和溴化烃等含氯和溴的化合物。这类污染物质的化学性质十分稳定，泄漏排放到大气中滞留的时间很长，在大气垂直环流作用下会从对流层到达平流层，在强烈的紫外辐射作用下发生分解变得不稳定，释放出氯原子。氯原子与平流层的甲烷或二氧化氮反应生成盐酸和硝酸氯。
通常情况下，这些物质被称为平流层的“氯储存库”，氯原子在平流层不具备催化循环反应的功能，因此，全球平流层并没有发生大面积的臭氧损耗现象，但在南极冬春季极低平流层环境下发生了意外。
南极大陆冬季极夜环境异常寒冷，当气温下降到一定的阈值时导致了极地平流层云（PSCs）的出现。在PSCs表面发生了非均相化学反应，氯气不断累积，当春季阳光出现时，氯气光解成游离态的氯原子，参与了损耗臭氧的
催化循环反应。在数月的催化反应时间里，1个氯原子可“吃掉”10万个臭氧分子。
为什么平流层的臭氧损耗在南极表现得更为强烈，这得从南极有独特“个性”的大气环流说起。
受南半球的地理特征和大气驱动力影响，南极上空的大气运动以绕极环流为主。冬季极夜期间，南极上空的绕极环流更加强盛，风速最大区在南极大陆边缘，可持续几个月。南极上空这一绕极环流被称为“极地涡旋”，其高度范围从距地面数公里直到50公里以上。因为南极四周是海，存在数月之久的南极“极地涡旋”像一堵无形的墙，围绕在南极上空，阻止南极内部的空气与外界空气交换，阻碍了极地平流层与中低纬度地区平流层物质和能量的交流，使得南极上空的大气属性明显区别于外部，也使得极地地区的臭氧损耗在封闭的空间里持续。
北极也有“极地涡旋”，但北极地区的地面四周海陆相交，频繁向上传播的重力波时常冲破“极地涡旋”的封闭状态，使得北极“极地涡旋”的持续时间和强度均普遍低于南极地区，因此，北极地区春季的臭氧损耗通常远低于南极地区。
面积缩小与平流层异常变暖有关
【地理知识】那么今年南极的臭氧洞怎么会变得这么小，是不是臭氧洞被修复了呢？
相关机构表示，虽然世界各国在减少消耗臭氧层的化学物质使用方面取得重大进展，但今年相对较小的臭氧空洞主要与平流层异常变暖有关。
科研人员在分析今年臭氧洞变化原因时，同样也提到了气象因素：由于今年10月以来，南极上空异常温暖，臭氧空洞缩小至有记录以来的最小规模。这样的情况与2002年、1988年相似。同期平流层垂直剖面上的平均温度表明：温暖的年份与大气臭氧总量偏高、臭氧洞偏小密切相关，而寒冷的年份与臭氧含量低相关。他们分析认为，2019年是40年来出现的第三次由于平流层温度过高导致臭氧消耗减少。
陆龙骅指出，天气和气候是两个不同的概念，正如在全球变暖的大背景下，不能因某一年偏冷，就认为气候在变冷，同样也不能因某一年臭氧洞偏小，就认为臭氧洞已被修复，南极臭氧洞问题并未得到彻底解决。
臭氧洞变小，是否意味着较高的温度对臭氧层有利，那么人类继续向大气中排放二氧化碳等温室气体，臭氧洞会不会变得更小呢？
NASA戈达德太空飞行中心的科学家保罗·纽曼说，并不完全是这样。事实证明，二氧化碳在平流层中的作用与在离地面较近的对流层的作用相反。纽曼解释说，平流层中的二氧化碳会吸热，然后散逸到太空中，它实际上会让平流层变冷。地球变暖不光是温室气体的原因，所以排放温室气体不等于拯救臭氧洞。
南极臭氧空洞面积缩至近40年最小
据英国《每日邮报》报道，当地时间10月21日，美国国家航空航天局(NASA)表示，由于南极上空出现异常大气状况，南极上空臭氧层空洞的面积在今年9月至10月期间缩小到1982年有观测记录以来的最小值。