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 。
【地理知识？】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
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 。
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