2024 年南极臭氧洞位列自恢复以来的第七小，2066 年，臭氧层可能会完全恢复

文摘科学 2024-10-31 16:10 浙江

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▵ © William Brotman/美国南极计划；2024 年 10 月 5 日，科学家们在阿蒙森·斯科特南极站用气球发射了 NOAA 臭氧探空仪、霜点湿度计和 POPS 气溶胶粒子计数器，以帮助监测南极臭氧空洞。

南极上空的大气正在持续修复：地球南极上空的臭氧层每年都会出现一个空洞，但与其他年份相比，2024 年的空洞相对较小。NOAA 和 NASA 的科学家预计，到 2066 年，臭氧层可能会完全恢复。

从 9 月 7 日至 10 月 13 日，臭氧耗损高峰季节期间，2024 年的臭氧空洞面积是自 1992 年开始恢复以来的第七小面积。此时，《蒙特利尔议定书》这一项具有里程碑意义的旨在逐步淘汰消耗臭氧层化学物质的国际协议开始生效。

今年，南极洲月均臭氧耗损区域接近 800 万平方英里（2,000 万平方公里），几乎是美国本土面积的三倍。南极洲臭氧空洞在 2024 年的最大单日范围在 9 月 28 日达到 850 万平方英里（2,240 万平方公里）。

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▵ © NOAA；2024 年 9 月 28 日的南极臭氧空洞。臭氧空洞（深蓝色区域）是平流层臭氧含量低于 220 多布森单位的总面积。

科学家表示，今年的改善归因于氯氟烃（CFC）的持续减少，这种臭氧耗损化学物质已根据《蒙特利尔议定书》被逐步淘汰，以及南极北部气流带来的臭氧意外增补等共同作用的结果。

“2024 年的南极臭氧空洞比 21 世纪初的臭氧空洞要小，”NASA 臭氧研究小组负责人，及戈达德太空飞行中心首席科学家保罗·纽曼（Paul Newman）说。“过去二十年中，我们看到的逐步改善表明，遏制破坏臭氧层的化学物质的国际努力正在发挥作用。”

在往年，NOAA 和 NASA 使用的是自 1979 年以前的时间段的臭氧空洞排名，当时科学家开始用卫星数据追踪南极臭氧水平。使用这个较长的记录，其中包括《蒙特利尔议定书》推动的恢复之前的几年，今年的臭氧空洞在 45 年的观测中排名第 20 位。

大气层中的富含臭氧的大气层就像是地球的防晒霜，帮助我们抵御来自太阳的有害紫外线（UV）辐射。臭氧稀缺的区域允许更多的紫外线辐射通过，导致皮肤癌和白内障病例增加。过度的紫外线暴露也会减少农业产量，并损害重要生态系统中的水生植物和动物。

在 1970 年代，科学家们对氯氟烃（CFC）化学物质可能侵蚀大气臭氧层的前景感到担忧。到 1980 年代中期，臭氧层已经严重消耗，以至于每年 10 月初，南极平流层的广阔区域几乎没有臭氧。造成臭氧损害的 CFC 的来源包括冰箱和空调中的冷却剂，以及发胶、止汗剂和喷漆中的气溶胶。CFC 还在绝缘泡沫的制造过程中以及作为工业消防系统的组成部分时被释放。

《蒙特利尔议定书》于 1987 年签署，旨在逐步淘汰基于含 CFC 的产品和工艺。全球各国同意在 2010 年前用更环保的替代品取代这些化学物质。由于《蒙特利尔议定书》的实施，CFC 化合物的释放量已显著减少。但空气中现有的 CFC 需要几十年才能分解。随着现有 CFC 水平的逐渐下降，全球高层大气中的臭氧将逐步恢复，臭氧空洞将缩小。

NOAA 全球监测实验室高级科学家斯蒂芬·蒙茨卡（Stephen Montzka）说：“就 2024 年而言，我们可以看到臭氧空洞的严重程度低于过去 30 年中的其他年份的平均水平，但臭氧层仍远未完全修复。”

科学家们预计，大气臭氧本世纪下半叶将恢复到消除两极（南极和北极）臭氧洞的水平。

研究人员依靠多种系统来监测臭氧层。这些系统包括 NASA 的 Aura 卫星上的仪器，以及 NOAA 的极地轨道卫星：NOAA-20 和 NOAA-21 卫星以及由 NOAA 和 NASA 联合运营的 Suomi 国家极地轨道伙伴关系卫星。

NOAA 科学家还从南极基线大气观测站释放了装有仪器的气象气球，以直接观察正上方的臭氧浓度，这一测量单位为多布森单位（Dobson Units）。2024 年 10 月 5 日，臭氧浓度达到力 109 多布森单位的最低值。南极有史以来记录到的最低值是 2006 年 10 月的 92 多布森单位。

NASA 和 NOAA 对臭氧浓度的卫星观测覆盖了整个臭氧空洞，这可能导致最低多布森单位测量值稍微偏低。

“这远低于 1979 年南极上空臭氧层覆盖的典型值 225 多布森单位”，NOAA 研究化学家布莱恩·约翰逊（Bryan Johnson）表示。“因此，大气臭氧层要恢复到 CFC 污染普遍出现之前的水平还有很长的路要走。”

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