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臭氧層：恢復(fù)之路不平坦
關(guān)鍵詞： 臭氧層 臭氧空洞 美國國家航空航天管理局 NASA 輻射
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2013年9月16日，南極臭氧空洞達到單日面積最大值。圖中藍色和紫色部分是南極臭氧空洞。資料圖片
2012年，南極上空的臭氧空洞變小了。但大氣科學家們認為：這并不意味著臭氧層已經(jīng)恢復(fù)，這種縮小很可能是易變的天氣狀況造成的。臭氧空洞仍然需要幾十年的反反復(fù)復(fù)才能最終愈合。
“到2070年，這個臭氧空洞應(yīng)該能夠完全消失，在接下來的十年中應(yīng)該開始恢復(fù)了。”該研究的主持人之一、美國國家航空航天管理局（NASA）戈達德太空飛行中心的蘇珊·斯特拉恩說。
臭氧層很重要，因為它能夠保護地球表面不受太陽紫外輻射的傷害，而紫外輻射會引起皮膚癌和白內(nèi)障。南極上空的臭氧空洞是上層大氣中的一個區(qū)域，特點是臭氧含量極低。近些年來，臭氧空洞的面積達到了頂峰，其覆蓋面積大約為2100萬平方公里至2700萬平方公里，最大時比南美洲的面積還要大。20多年前，《蒙特利爾協(xié)議書》曾經(jīng)限制使用消耗臭氧的化學物質(zhì)，因為這些化學物質(zhì)為地球的臭氧層留下了可以看得到的“傷口”。但由于這些化學物質(zhì)的存在期限為100多年，因此上層大氣的臭氧層仍在變得越來越稀薄。
然而在過去的十年中，臭氧空洞面積的大小并不總是和化學物質(zhì)的排放一致——最深最大的兩個年份分別是2006年和2011年；然而在2012年，該空洞的面積又縮小到過去20年中的第二位。臭氧空洞這種反反復(fù)復(fù)的恢復(fù)模式讓科學家們感到困惑。不過NASA戈達德太空飛行中心的科學家安妮·道格拉斯和納塔爾雅·克拉馬洛娃認為她們已經(jīng)知道了其中的原因：臭氧空洞的縮小和擴大不僅僅取決于大氣中剩余的耗臭氧化學物質(zhì)有多少，還取決于刮風。
傳統(tǒng)上，科學家們往往利用從頂端到底端的方式來測量大氣中的臭氧總量，然后再利用那些測量方法提供單一的臭氧恢復(fù)指標。然而，利用從兩顆衛(wèi)星獲得的新數(shù)據(jù)，斯特拉恩和克拉馬洛娃能夠看到空洞內(nèi)部發(fā)生了什么。她們發(fā)現(xiàn)，盡管在2006年和2011年兩個年份中臭氧空洞的大小相同，但是空洞中的臭氧總量卻不同。
借助于一臺大氣模擬設(shè)備，她們下一步發(fā)現(xiàn)更加令人吃驚：2006年，強風將更多的臭氧吹到南極洲上空，然而那一年消耗臭氧的氯氣也較多；2011年，氣團將較少的臭氧吹到南極洲，可是消耗臭氧的氯氣也較少。因此，刮風效應(yīng)抵消之后，使2011年的臭氧空洞跟2006年時大小相同，但總的來說，刮風帶來的臭氧量較多一些。2012年，情況又有所變化。盡管較低處的臭氧損耗很嚴重，但是強風將許多臭氧吹到南極上空的高處，結(jié)果這一年的臭氧空洞比平常的年份更小。
“以前，任何人都沒有詳細地觀察到這種隱蔽的效應(yīng)。”美國國家海洋和大氣管理局地球系統(tǒng)研究實驗室的比吉特·哈斯勒說。哈斯勒并沒有參與這項研究。她還說：“此前，大家都認為一個數(shù)字就足以解釋臭氧空洞的恢復(fù)情況了。”
科學家們?nèi)匀黄谕?025年臭氧空洞能夠顯示出一些愈合的跡象。在那時之前，我們可以料到：臭氧空洞恢復(fù)情況仍然會有的年份好、有的年份壞，反反復(fù)復(fù)，更加沒有規(guī)律可循。在恢復(fù)較好的年份中，我們就會較少地暴露于南半球有害的陽光之下，這就相當于一種暫緩降臨的危機。道格拉斯說：“一些人可能希望發(fā)生更加快速的愈合反應(yīng)，但是我們可以料到，臭氧空洞的恢復(fù)之路是不會平坦的。”((Olive Heffernan 胡德良編譯))