近几十年来，地球极地地区的臭氧层空洞一直是气候变化新闻的普遍特征，极地地区的平流层臭氧水平显着下降。人为来源的氯氟烃 (CFC) 是主要原因，由冰箱、空调和喷雾罐等家用物品中释放。限制它们的使用对于臭氧空洞的恢复至关重要，因为它们在大气中具有数十年的寿命。
需要解决的政策例如1987年《蒙特利尔议定书》国际协议，旨在停止消耗臭氧层物质的生产和消费，以便分别在2045年和2066年修复北极和南极地区的臭氧空洞。因此，自 2000 年初以来，北极平流层消耗臭氧层的无机氯和溴的水平已经下降，尽管速度相当缓慢。
在这种黯淡的预测中，研究发表在地球物理研究通讯预示着更光明的未来即将到来。 NASA 戈达德太空飞行中心地球科学家首席科学家 Paul Newman 博士及其同事认为，继 2023 年冬季至 2024 年冬季总体增加之后，2024 年 3 月是 2024 年 3 月北极臭氧浓度创 20 世纪 70 年代以来最高纪录的月份。
到 2024 年 9 月，臭氧水平持续高于平均水平。这一点意义重大，因为以前，春季与臭氧消耗有关，当时高氟氯化碳水平与大型、寒冷、旋转的低压气象系统（称为极地涡旋）同时发生。
研究小组强调了这项研究的重要性，作为初步证据，表明氟氯化碳含量目前正在下降，以便臭氧层开始漫长的恢复。纽曼博士说：“臭氧是地球的天然防晒霜。臭氧的增加是一个积极的故事，因为它对环境有益，而且全球蒙特利尔议定书协议正在产生积极成果，这一消息令人鼓舞。”
为了探索这一变化，Newman 博士及其同事研究了气象和卫星反向散射紫外线数据，以观测 1979 年以来的总柱臭氧（从地球表面到特定大气柱顶部的臭氧总量）。
2024 年 3 月的臭氧平均值达到峰值 477 多布森单位 (DU)，比 1979 年 3 月的先前记录高 6 DU，比研究期间（1979 年至 2023 年）的平均值高 60 DU。北极地区的每日破纪录浓度持续了大约半个月的时间，其中 3 月 20 日达到最高浓度 499 DU。
他们发现，平流层的最低部分（距地球表面 10-20 公里）在该月的 23 天中经历了创纪录的高温，与由于温暖的天气系统从底层对流层上升到平流层而导致的臭氧水平升高相一致。
这与 1997 年、2011 年和 2020 年已知的极端臭氧消耗事件形成鲜明对比，这些事件发生在长期极涡期间。
2024 年 3 月这些异常温度和臭氧水平的因果机制归因于大气罗斯贝波的冬季涡流热通量增强。这些波进入平流层并引起平流层向下运动，导致极地温度升高。
这些波浪还减缓了北极周围的平流层极夜急流（极涡），导致来自中纬度地区的空气在极地汇聚，将比正常情况更多的臭氧输送到该地区。
“北极臭氧是通过氯和溴化合物直接消耗臭氧以及臭氧传输来控制的，”纽曼博士解释说。
“对于前一种情况，温度太高，无法进行太多消耗。对于后一种情况，从对流层传播到平流层的波浪将臭氧移入北极，使极地地区变暖，并减缓极地涡旋。厄尔尼诺事件和西伯利亚积雪已被视为臭氧传输的控制过程，但似乎没有产生重大影响。
“比正常运输更强的现象似乎是由随机天气年份造成的，罗斯贝波显着传播到平流层。耗氧物质水平的下降和二氧化碳水平的上升可能有助于进一步将北极臭氧提升至创纪录水平。等级。”
鉴于二氧化碳水平预计在未来几年仍将增加，纽曼博士表示，“极有可能”更多此类创纪录的臭氧事件将继续发生。
“气候变化被认为正在影响平流层极地涡旋的强度和稳定性。例如，海冰消失导致的表面温度和压力变化会增加罗斯贝波的产生，导致极地涡旋变弱和不稳定。
“此外，由于《蒙特利尔议定书》，全球臭氧预计将缓慢增加。这两个因素的结合将为更高的极地臭氧值创造有利条件。”
虽然北极和南极洲对罗斯贝波影响的整体反应类似，但北极的罗斯贝波更强，因此臭氧水平高于南半球，而南半球的臭氧空洞更明显。
“北极有更强的罗斯比波源，向上传播到平流层（通过更强的涡流热通量来量化）。因此，北极更温暖，涡流更弱，臭氧更多。因为南极洲非常冷纽曼博士表示，由于存在含有活性氯的涡流，我们每年都会出现很深的臭氧空洞。
利用这一见解，耦合化学和气候模型预测，从 2000 年到 2025 年，由于大气中臭氧消耗物质的减少和温室气体水平的升高，北极臭氧层将增加 10-30 DU。
此外，根据该数据计算中午晴空的紫外线 (UV) 指数，2024 年北极臭氧水平屏蔽了更多紫外线，导致紫外线指数与 1979 年至 2023 年研究期间的平均值相比减少了 5% 。
最终，臭氧恢复对于保护地球上的生命至关重要，否则来自太空的紫外线辐射增加可能会产生过多的后果，例如减少（影响“地球之肺”和农业食品供应）并通过影响生长或初级生产者来破坏海洋食物链，从而增加人类皮肤癌和免疫缺陷病的发病率。
现在希望有一天这些臭氧空洞能够愈合。
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引文：北极臭氧达到气候积极步骤的历史新高（2024 年，10 月 7 日），2024 年 10 月 7 日检索自 https://webbedxp.com/zh-CN/science/jamaal/news/2024-10-arctic-ozone-high-positive-climate。 html
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