来源头条作者:老粥科普南极的天又破了个大“洞”

10月6日，世界气象组织（WMO）发布了一则消息，说南极上空重新出现了一个臭氧空洞，并且这个洞比以往任何年份更大更深。看到配发的图片，许多人既担心又疑惑。担心的是这个大洞会不会危害我们的健康？疑惑的是我们许多年来弥补臭氧空洞的措施为什么一点效果也没有？

WMO发布的臭氧空洞

如果你并不只限于看看新闻，而是仔细读一读WMO发布的消息，就会明白，这个臭氧的空洞只是季节性大气事件，并且这个大洞很快就会补上。因为WMO同时发了下面这张图片，证明到了12月份，这个恐怖的大洞就会消失得无影无踪。新闻媒体选择只发上面“大洞”图片而不提它消失的过程，是因为大洞更有新闻冲击力。

这张图告诉你“大洞”很快就会消失

对于洞，人类往往产生一种天然的恐惧，洞是黑暗的，你不知道里边到底有什么，接近它会发生什么，于是会害怕，由此产生不正确的联想。

比如宇宙中的黑洞，尽管有无数的科学家说它只是一个特殊的天体，但还是会有人把它想象成通往“另一个宇宙”的窟窿。同样地，臭氧空洞并非窗户玻璃上透风的洞，它只是大气层一处臭氧相对稀薄的区域，一处“凹陷”，就像女孩儿微笑时脸上出现的酒窝。

“空洞”其实就像个酒窝

臭氧有什么用处？

臭氧有一种特殊的臭味，我们主要用它来生产药物和某些化学物品，杀菌消毒，也可以用来清洁和漂白织物。因为它有非常强的氧化能力。

与我们赖以生存的氧气不同，臭氧是氧的一种同素异形体。它由三个氧原子构成“回旋镖”的形状，这导致臭氧分子有很强极性，类似于水分子。

臭氧是强极性分子

由于臭氧的强极性，它变得不那么稳定，容易失去一个氧原子而变成氧气，同时它失去的这个氧原子会迅速与其它分子结合抢夺别人的电子，从而实现氧化反应。

臭氧的生成与消失

氧气在我们的大气层中占比大约为21.95%，当太阳光照射到氧气分子时，其中波长为160~240nm的紫外线会将氧气分解成两个独立的氧原子。当独立的氧原子与其它的氧气分子相遇时，会与之组合成三原子的臭氧。

大气中臭氧循环与太阳紫外线的关系

大气层中的臭氧分子在吸收240~310nm波长的紫外线时会发生解离，释放一个氧原子重新变成氧气，而被释放出来的氧原子又有机会与其它氧分子碰撞形成新的臭氧分子。

在我们的大气层中，每天都会产生大约4亿吨臭氧，同时也有同样数量的臭氧消耗，因此大气层始终保存着大约30亿吨的臭氧。

在太阳紫外线的作用下，大气层中的臭氧氧不断进行这种循环，这种光化学反应大多位于热带大气的平流层中上部，这里的紫外线最强烈，所产生的臭氧也最多。

太阳每天会晒出4亿吨臭氧

臭氧空洞与蒙特利尔议定书

臭氧作为大气层的一个组成部分，它也会因大气的流动参与到全球的循环之中。即便在距离地面15~35公里高度的臭氧层，臭氧的含量也不到十万分之一，而在整个大气层中臭氧仅占到千万分之三。

1970年代，科学家们通过对大气层的监测发现臭氧正在减少。因为我们冰箱空调和发泡剂里大量使用的氯氟烃被排放到大气中，这种物质可以长期存在，并且随着大气流动被输送到平流层甚至更高的高空，在高空，氯氟烃被分解产生氯，这种物质使臭氧更快地分解，从而大幅降低臭氧浓度。

氯氟烃中的氯会破坏臭氧

世界各国很快意识到氯氟烃无节制排放的危险，一旦大气层中臭氧平衡关系被打破，臭氧层消失，阳光中的紫外线会更多倾泻到地面，从而危害所有生物的安全。因此在1985年，各国在联合国的主持下签署了《维也纳保护臭氧层公约》及《蒙特利尔议定书》，以减少和最终消除氯氟烃的排放。

你不必过于担心

氯在高层大气里非常稳定，它能存在几十年甚至一个世纪之久。作为一种强催化剂，一个氯原子在100年时间里能破坏掉多达十万个臭氧分子。因此，即便是我们现在完全停止氯氟烃的排放，之前几十年所排放的破坏性物质也需要100年才会消失。

地球的大气很厚，当15公里以上的臭氧层变得稀薄时，更多的紫外线会继续向下推进，从而将下方的氧气变成臭氧。结果是臭氧不会消失，而是向下移动了高度，当然，地面受到的紫外线辐射水平也将有所上升。

南极上空臭氧“空洞”并非完全因为全球臭氧层被广泛消耗而造成的，它是地球大气循环和局部地区温度变化共同造成的结果。

南极高空寒冷冰晶折射阳光

就拿南极臭氧来说，每年9到10月份，南极的春天即将到来，这时候在南极大气10~50公里的极地平流层云中集聚了大量超低温的冰晶，在阳光的照射下，低至-78℃的冰晶能将不活泼的化合物转化为活泼的化合物，进而大规模破坏本来就不怎么稳定的臭氧分子，将南极上空臭氧浓度降低到接近零的水平。随着南极气温的升高，极地涡旋减弱，大气中的臭氧浓度会逐渐恢复到正常水平。

南极臭氧减少是季节性的大气现象

所以我们不必过于担心，南极上空的“酒窝”年年都有，过些日子它自然就会消失的。