今年春季，北極地區(qū)繼2011年后再次形成臭氧洞。此次臭氧低值區(qū)域面積約600萬(wàn)平方公里，其中符合臭氧洞標(biāo)準(zhǔn)(臭氧濃度低于220個(gè)多布森單位)的面積超過(guò)100萬(wàn)平方公里，成為史上最大的北極臭氧洞。臭氧層保護(hù)的緊迫性再次引發(fā)人們的關(guān)注。

臭氧洞主要出現(xiàn)在極地地區(qū)。與南極每年春季都會(huì)出現(xiàn)臭氧洞相比，北極臭氧洞的出現(xiàn)頻次非常少，規(guī)模也不及南極臭氧洞動(dòng)輒超2000萬(wàn)平方公里。然而，由于北極周圍地區(qū)人口相對(duì)稠密、人類活動(dòng)活躍，當(dāng)臭氧洞形成并維持時(shí)，可能侵入中高緯度造成嚴(yán)重影響。

1984年，英國(guó)科學(xué)家首次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞。臭氧層位于距地面25—35公里的高空，臭氧洞并非真正的洞，而是指臭氧濃度顯著低于周圍臭氧層。低溫、太陽(yáng)輻射和臭氧損耗物質(zhì)的存在，是臭氧洞出現(xiàn)的必要條件，存在于春季南北極的平流層地區(qū)。在距地面10—50公里的平流層，冬季盛行西風(fēng)。強(qiáng)大的繞極西風(fēng)將極區(qū)與中緯度地區(qū)隔離開(kāi)，使得富含氧氣的空氣和熱量均無(wú)法進(jìn)入極區(qū)，形成了異常寒冷的極區(qū)平流層。在極低溫條件下，極地平流層云形成，它在提供光化學(xué)反應(yīng)界面的同時(shí)，吸附氯貯存物質(zhì)。到早春時(shí)節(jié)，在太陽(yáng)紫外線的照射下，極地平流層云表面的氯原子被分解出來(lái)，釋放活性氯，進(jìn)而引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，侵蝕臭氧層，形成臭氧損耗和臭氧洞現(xiàn)象。

大氣中約90%的臭氧處于臭氧層，另有10%左右位于近地面。近地面的臭氧是光化學(xué)煙霧主要組成部分，會(huì)誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，破壞植物。與之對(duì)比，臭氧層中的臭氧可以隔絕和吸收太陽(yáng)輻射中危險(xiǎn)的紫外線成分，讓地球表面更安全。在地球漫長(zhǎng)的歷史中，得益于臭氧層的保護(hù)，生物從深海走向淺海和地球表面，演變出復(fù)雜多樣的物種。然而，人類活動(dòng)排放了大量含有鹵族元素的化合物，包括作為制冷劑、發(fā)泡劑、噴霧劑和清洗劑的氟利昂和哈龍等物質(zhì)。這些化合物隨大氣環(huán)流進(jìn)入平流層，在紫外線的作用下形成臭氧損耗，破壞臭氧層的完整，進(jìn)而影響地球的宜居性，對(duì)生物安全造成嚴(yán)重影響。

為應(yīng)對(duì)臭氧損耗問(wèn)題，國(guó)際社會(huì)于1987年簽署了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，該協(xié)議得到了聯(lián)合國(guó)各成員國(guó)的積極響應(yīng)。然而，人類近百年排放至大氣中的臭氧損耗物質(zhì)不僅數(shù)量巨大，且生命期長(zhǎng)達(dá)50—100年，減少過(guò)程極其緩慢。根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境署發(fā)布的最新臭氧層耗損科學(xué)評(píng)估報(bào)告，經(jīng)過(guò)30年的努力，人類避免了嚴(yán)重的臭氧損耗危機(jī)。不過(guò)，要使南極臭氧洞恢復(fù)到上世紀(jì)80年代的水平，預(yù)計(jì)要到2060年之后，而恢復(fù)到上世紀(jì)60年代初的水平，則需要到2100年左右，保護(hù)臭氧層仍任重而道遠(yuǎn)。

(作者為中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所副研究員)

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2020年07月08日 17 版)

關(guān)鍵詞： 臭氧層