今年春季，北極地區繼2011年后再次形成臭氧洞。此次臭氧低值區域面積約600萬平方公里，其中符合臭氧洞標準(臭氧濃度低于220個多布森單位)的面積超過100萬平方公里，成為史上最大的北極臭氧洞。臭氧層保護的緊迫性再次引發人們的關注。

臭氧洞主要出現在極地地區。與南極每年春季都會出現臭氧洞相比，北極臭氧洞的出現頻次非常少，規模也不及南極臭氧洞動輒超2000萬平方公里。然而，由于北極周圍地區人口相對稠密、人類活動活躍，當臭氧洞形成并維持時，可能侵入中高緯度造成嚴重影響。

1984年，英國科學家首次在南極上空發現臭氧層空洞。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、太陽輻射和臭氧損耗物質的存在，是臭氧洞出現的必要條件，存在于春季南北極的平流層地區。在距地面10—50公里的平流層，冬季盛行西風。強大的繞極西風將極區與中緯度地區隔離開，使得富含氧氣的空氣和熱量均無法進入極區，形成了異常寒冷的極區平流層。在極低溫條件下，極地平流層云形成，它在提供光化學反應界面的同時，吸附氯貯存物質。到早春時節，在太陽紫外線的照射下，極地平流層云表面的氯原子被分解出來，釋放活性氯，進而引發光化學反應，侵蝕臭氧層，形成臭氧損耗和臭氧洞現象。

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煙霧主要組成部分，會誘發呼吸系統疾病，破壞植物。與之對比，臭氧層中的臭氧可以隔絕和吸收太陽輻射中危險的紫外線成分，讓地球表面更安全。在地球漫長的歷史中，得益于臭氧層的保護，生物從深海走向淺海和地球表面，演變出復雜多樣的物種。然而，人類活動排放了大量含有鹵族元素的化合物，包括作為制冷劑、發泡劑、噴霧劑和清洗劑的氟利昂和哈龍等物質。這些化合物隨大氣環流進入平流層，在紫外線的作用下形成臭氧損耗，破壞臭氧層的完整，進而影響地球的宜居性，對生物安全造成嚴重影響。

為應對臭氧損耗問題，國際社會于1987年簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，該協議得到了聯合國各成員國的積極響應。然而，人類近百年排放至大氣中的臭氧損耗物質不僅數量巨大，且生命期長達50—100年，減少過程極其緩慢。根據聯合國環境署發布的最新臭氧層耗損科學評估報告，經過30年的努力，人類避免了嚴重的臭氧損耗危機。不過，要使南極臭氧洞恢復到上世紀80年代的水平，預計要到2060年之后，而恢復到上世紀60年代初的水平，則需要到2100年左右，保護臭氧層仍任重而道遠。

(作者為中國科學院大氣物理研究所副研究員)

《 人民日報 》( 2020年07月08日 17 版)

關鍵詞： 臭氧層