每年的9月16日是聯(lián)合國(guó)大會(huì)確定的“國(guó)際保護(hù)臭氧層日”，之所以選定這個(gè)日子，是紀(jì)念1987年9月16日簽署的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》。按其要求，所有締約國(guó)都應(yīng)凍結(jié)并依照縮減時(shí)間表來減少含氯氟烴(CFCs)和其他消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)的生產(chǎn)和使用。2007年恰逢該議定書簽署20周年。正如今年“國(guó)際保護(hù)臭氧層日”主題所言，我們有理由“慶祝20年來所取得的進(jìn)展”，但是我們還應(yīng)有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，要使脆弱的臭氧層所受到的損耗得以彌補(bǔ)，我們要做的還有很多。

曾經(jīng)被用作電冰箱、空調(diào)、冷凍機(jī)設(shè)備的制冷劑，泡沫材料的發(fā)泡劑以及滅火劑、清洗劑等使用的以氟利昂為代表的含氯氟烴、含溴氟烴等物質(zhì)，會(huì)破壞大氣中的臭氧分子，使臭氧濃度減少，導(dǎo)致紫外線輻射量增加，從而危及人類健康與生態(tài)環(huán)境。這已成為一個(gè)常識(shí)被人們所接受。

南極上空臭氧層破壞情況尤其引起人們的關(guān)注。實(shí)際上，正是1985年發(fā)現(xiàn)南極上空臭氧層明顯變薄，即所謂的“南極臭氧層空洞”問題之后，才使得國(guó)際上保護(hù)臭氧層的呼聲高漲起來。可是，為什么臭氧層空洞會(huì)出現(xiàn)在南極呢?那里可并沒有地球人使用電冰箱或空調(diào)一類的東西呀!這是一個(gè)有趣的問題，也是科學(xué)家們一直在探討的一個(gè)問題。

目前，主要解釋是從光學(xué)角度進(jìn)行的。在人類聚居的北半球，由于大量生產(chǎn)和使用CFCs，并使之進(jìn)入大氣層中，大氣環(huán)流攜帶著北半球散發(fā)的CFCs，隨赤道附近的熱空氣上升，分流向兩極。在南極黑暗酷冷的冬季(6月～9月)，下沉的空氣在南極洲受到冰山的阻擋，停止環(huán)流，就地旋轉(zhuǎn)，形成“極地風(fēng)暴漩渦”。這股漩渦不斷上升，上升到20千米高空的臭氧層內(nèi)以后，把南極與中低緯地帶空氣對(duì)流隔絕開來，使南極變得極冷，常常在零下80℃以下(比北極要低得多)。漩渦中的空氣上升過程中還會(huì)生成大量的“冰晶云”?！氨г啤敝械谋⒘２粩喟褮饬髦械腃FCs吸收在其表面，濃度越來越高。當(dāng)南極的春季(9月)來臨極夜結(jié)束時(shí)，在陽(yáng)光照射下冰晶云升溫融化，釋放出吸附的CFCs。CFCs在紫外線照射下發(fā)生解離，釋放高活性原子態(tài)的氯。氯原子也是自由基，它對(duì)臭氧的破壞是以催化的方式進(jìn)行的。據(jù)估算，一個(gè)氯原子可以破壞10⁴-10⁵個(gè)臭氧分子(溴原子的破壞能力還要大)，臭氧層因大量損耗臭氧而出現(xiàn)臭氧洞。一旦春末南極漩渦殘缺或破壞消失，大量富含臭氧的赤道南下的新鮮空氣進(jìn)入南極上空，使臭氧洞得以彌補(bǔ)。

另一種解釋是從動(dòng)力角度進(jìn)行的。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，在南極極夜期間，因中低緯向南極的熱量輸送效率很低，控制南極上空的極地“漩渦”內(nèi)部，形成了異常低溫環(huán)境，光照少，氧分子合成臭氧的光化學(xué)作用就會(huì)減弱。當(dāng)極夜結(jié)束，太陽(yáng)重新越出地平線時(shí)，由于集中于平流層中下層的臭氧對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收，這一范圍的大氣被加熱，于是該層出現(xiàn)了上升運(yùn)動(dòng)。這一上升運(yùn)動(dòng)引起的抽吸作用，將對(duì)流層臭氧含量低的氣體帶入了平流層，替代了原來平流層臭氧含量高的氣體。這種“抽吸作用”直到11月份才逐漸減弱，此時(shí)南極上空臭氧濃度逐漸上升。

北極也發(fā)生與南極同樣的空氣動(dòng)力學(xué)和化學(xué)過程。但由于北極不存在類似南極的冰山，加上氣象條件的差異，北極渦旋的溫度遠(yuǎn)較南極高，而且北極平流層云的量也比南極少得多，因此目前北極的臭氧層破壞還沒有達(dá)到出現(xiàn)又一個(gè)臭氧洞的程度。

雖然南極臭氧空洞的形成過程很復(fù)雜，但根源是人為活動(dòng)產(chǎn)生的氟利昂、哈龍等消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)，它們?cè)诖髿庵械膲勖荛L(zhǎng)，一旦進(jìn)入大氣就較難去除，這意味著它們對(duì)臭氧層的破壞會(huì)持續(xù)一段漫長(zhǎng)的時(shí)間?？茖W(xué)家認(rèn)為，欲使南極臭氧層顯著恢復(fù)至少還需要另外一個(gè)20年。而要使南極臭氧空洞基本消失，樂觀的估計(jì)是到2050年。

責(zé)任編輯 龐 云