一個形態十分詭異的氣旋出現在南極上空。
今年出現在南極上空的渦旋,其形狀變成了這個樣子,像一個無窮大符號∞。NASA
每年8月都會如約而至出現在南極上空的臭氧空洞今年直到8月結束才剛剛開始發展,其原因可能是因為那里盤旋著一個形態詭異的渦旋,科學家表示這種讓人摸不著頭腦的事還是第一次見。
研究人員稱今年早些時候發生在南極的罕見大氣升溫事件可能對南極渦旋的正常發展造成了沖擊,進而對臭氧空洞的形成也產生了影響。
臭氧層位于地球大氣的中間層——距離地面20至50千米的平流層內。臭氧能夠吸收有害的太陽紫外線,守護地球生命。每年9月至11月的南半球春季,南極上空的臭氧層都會出現一個空洞。監測記錄顯示,南極上空的臭氧空洞每年8月都會成形,但今年卻推遲了。
研究人員稱,今年的臭氧空洞直到8月底才開始發展,其原因可能與今年早些時候發生的兩次異常增溫事件有關。這兩次事件導致了南極渦旋的變形。今年7月和8月,南極上空的平流層溫度異常偏高,上升了15和17攝氏度。此類事件發生在南極區域是極為罕見的。
目前還不清楚這兩次事件是什么原因導致的。但科學家表示,7月南極上空的對流層溫度之高創下了新的歷史紀錄,并出現了極為異常的天氣。研究人員稱,海面溫度和海冰的變化都能夠對平流層產生影響,但要搞清楚其中的機制非常困難。
臭氧空洞的形成需要一些特殊的條件,比如一個強大的極地渦旋、太陽輻射,以及能夠消耗臭氧的物質。
極地渦旋能夠產生強大的環形風,并提供極低的溫度。在它的助力下,去年出現在南極上空的臭氧空洞比整個北美洲還大。然而今年的南極渦旋不但很弱,其形態也從通常的圓形,變成了狹長的橢圓形,有點像一個無窮大符號∞。
沒有環形風和低溫這兩個條件,平流層中的臭氧就無法在8月陽光回歸南極后被消耗,于是空洞也就沒有像往年那樣在8月就出現。
臭氧的消耗通常會在南極渦旋的邊緣處開始,然后向內逐漸蔓延,最終在經歷了整個春季之后形成一個巨大的空洞。臭氧空洞會在南半球12月進入夏季后由于氣溫回升而自動閉合。
南極臭氧空洞的出現,最初是因為人類無節制地使用能夠消耗臭氧的化學物質。這些物質包括以前經常被空調和冰箱等制冷設備使用的氯氟烴等,現在它們已經被禁止使用。
有證據表明,南極臭氧空洞正在緩慢愈合。理論上如果人類能夠繼續遵守禁令,那么空洞可以在大約40年內消失。不過它也會受氣象條件,以及人為和自然的臭氧消耗物的來源——比如火山爆發,以及氣候變化的影響。
今年臭氧空洞的推遲出現則多半不是其自愈的表現。
2023年(左)和2024年(右)南極大氣溫度示意圖。可以很明顯地看出,原本圓形的渦旋變成了狹長的橢圓形。NASA
參考
A slow start for the 2024 ozone hole
https://atmosphere.copernicus.eu/slow-start-2024-ozone-hole
A Series of Rare Disturbances in the Stratosphere
https://earthobservatory.nasa.gov/images/153258/a-series-of-rare-disturbances-in-the-stratosphere
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