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南極臭氧洞的發現、研究和啟示

2016-11-16 03:31:01陸龍驊
關鍵詞:大氣

陸龍驊

(中國氣象科學研究院,北京 100081)

南極臭氧洞的發現、研究和啟示

陸龍驊

(中國氣象科學研究院,北京 100081)

回顧了南極臭氧洞的發現過程,評述了南極臭氧洞形成和發展的機制、以及南北極臭氧變化的差異,討論了南極臭氧洞的發現和研究帶來的啟示。研究指出,目前只是在南極春季出現了臭氧洞,北極并沒有出現過臭氧洞。在當前大氣環境被污染的情況下,極地大氣臭氧虧損的程度將更多地隨大氣環流,特別是極地渦旋中的低溫狀況而發生變化。

南極臭氧洞,消耗臭氧層物質,極地平流層云,極地渦旋

0 引言

全球大氣平流層臭氧減少、南極春季出現臭氧洞,與全球二氧化碳增加、近百年全球變暖一樣,是人們廣泛關注的熱點問題。因為臭氧層是地球生命的保護傘,它的變化對地球生態系統和大氣環境有重要影響。

大氣臭氧是一種重要的痕量氣體,它主要分布在平流層,通常最大濃度出現在離地20~25km的地方。臭氧層大量吸收來自太陽的紫外輻射,其中對生物特別有害的UV-B輻射大部分(95%)被吸收。全球臭氧層變薄將使到達地面的紫外線增強,通過光化學反應產生的煙霧會惡化近地面空氣質量,從而影響生態系統,并對人類健康有潛在或直接的影響。此外,臭氧本身也是一種溫室氣體,其濃度及在大氣中的分布也會對地球大氣溫室效應有所貢獻。 近50年來,人們對全球臭氧總量減少十分關注。特別是自20世紀80年代中期發現南極臭氧洞以來,各國政府和科學家都加強了對南極大氣臭氧變化的監測和研究。南極“臭氧洞”的出現使得大氣臭氧層的保護真正進入了公眾的視野。1987年,各國政府簽訂了旨在保護大氣臭氧層的限制和最終禁止排放損耗大氣臭氧的氟氯烴類化合物(以氟利昂和哈龍為代表)的蒙特利爾協議。值得欣慰的是,《蒙特利爾議定書》的嚴格執行,扼制了氟里昂等污染物的濃度在大氣中的增長,而且目前已出現了緩慢下降趨勢,南極臭氧也有望在2070年前后恢復到1980年的水平。

為了加強人們對臭氧層保護的認識,世界氣象組織(WMO)秘書處自1991年起,在每年8—12月的南極臭氧洞期間,都通過全球電信系統(GTS)發布南極臭氧公報。從1995年起,各期南極臭氧公報都可以在互聯網上獲得,其中,也包括了我國南極中山站的大氣臭氧觀測資料。

本文回顧了南極臭氧洞的發現及變化,評述了南極臭氧洞發生和變化的原因以及南北極臭氧變化的差異,討論了南極臭氧洞的發現和研究給人們的啟示。

1 春季南極“臭氧洞”的發現和變化

目前,科技界大多認為是英國科學家最早發現了南極臭氧洞[1]。

1985年,英國科學家Farman等[2]利用1957—1984南極Halley站的資料(圖1),在Nature雜志上報道了該站觀測到的自1970年以來伴隨南半球平流層大氣氟氯碳化物濃度的增加,南極春季大氣臭氧總量出現急劇減少的現象,并明確指出這一現象與當時數值模式模擬30°N大氣臭氧的長期變化趨勢是不一樣的。Farman等[2]認為,在春季平流層低溫條件下,人類活動排放的污染物質(ClOx和NOx)在紫外輻射作用下的化學反應,能解釋南極大陸上空臭氧總量的巨大損耗。文章發表后在科技界引起了巨大的反響,也有很多科學家對此提出了質疑[3-4]。質疑主要來自兩個方面。首先,當時的大氣科學界大都認為,極地是大氣化學反應的惰性區域,主要由日光驅動的平流層化學模式并沒有指出在南極會出現臭氧層異常[1];其次,人類已進入衛星大氣探測時代,NASA的衛星早就開始了全球大氣臭氧探測,為什么不是NASA的科學家,而是地基單站觀測發現如此重要的南極春季大氣臭氧總量急劇減少現象?

圖1 南極Halley站大氣臭氧總量和南半球F11(CFCl3)、F12(CF2Cl2)月平均值的變化:(a)1957—1984年10月,(b)1958—1984年2月。(注:F11和F12均為人造污染物質,圖中F11和F12的縱座標均為向下為增加)[2]Fig. 1 Monthly means of total O3at Halley Bay, and Southern Hemisphere measurements of F11 and F12: (a)October, 1957-1984; (b) February, 1958-1984(F11 and F12 belong to man-made pollutant. F11 and F12 amounts increase down the figure)[2]

實際上,最早報道春季南極地區大氣臭氧總量減少的是日本科學家Chubachi[5-6]。1984年,他利用1982年2月—1983年1月的日本南極昭和站的大氣臭氧觀測資料(圖2),報道了1982年春季(9—10月)昭和站上空大氣臭氧總量異常減少,以及與平流層下部溫度增加有關的在10月底大氣臭氧總量又突然增加的現象,指出自1966年起,每年9—10月在昭和站都觀測到了大氣臭氧總量的低值。這一現象在美國南極點站(Amundsen-Scott)也存在。

圖2 1982年2月—1983年1月南極昭和站、極點站的大氣臭氧變化[5]Fig. 2 Comparison of total ozone at Amundsen-Scott with that at Syowa Station observed in February 1982 till January 1983[5]

在日本和英國科學家開展了研究后,1986年美國NASA的科學家Stolarski等[7]用雨云-7氣象衛星的大氣后向紫外散射/臭氧總量測繪系統(SBUV/TOMS)資料證實了上述結果。衛星探測結果表明,春季大氣臭氧總量的損耗出現在整個南極地區,在南極大陸上空,出現了大氣臭氧總量的低值中心。這種減少發生在南極極夜結束后太陽光再次照射南極的9月,10月中旬出現臭氧總量的最低值。1979—1985年,10月的臭氧最小值較早先同期減少了40%(圖3)。

在春季,南極地區臭氧總量急劇減少,會出現低于全球平均值30%~40%的閉合低值區(通常這個值設定為220 DU),與周圍地區相比,就顯得南極大陸上空出現一個臭氧低值的“空洞”,這就是南極臭氧洞(圖4)。

南極臭氧洞的發現充滿了喜劇性。Chubachi最早報道的春季南極地區大氣臭氧異常減少現象,正是由于南極臭氧洞引起的。只是他當時把注意力放在臭氧總量出現低值后的突然增加,并正確指出了這種增加與平流層增溫有關;但可惜的是他并未敏感地抓住大氣臭氧異常減少現象,并討論其可能原因。加之Chubachi最早是在日本國內發表論文,雖當年在希臘臭氧國際會議上也作了報告[6],但其國際影響力遠遠比不上Farman等在Nature上發表的論文。而且,Farman的論文,不但揭示了南極春季大氣臭氧總量急劇減少現象,還正確指出了這一現象的可能原因。從學術上來說,其影響也要比Chubachi大。

圖 3 1979—1985年10月南極地區大氣臭氧總量的月平均分布(陰影為臭氧月平均總量>390 DU的區域)[7]Fig. 3 October monthly means of total ozone over Antarctica from 1979 to 1985 (the shaded regions indicate monthly mean total ozone amounts of >390 DU)

圖4 南極臭氧洞(來源:http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/ facts/hole_SH.html)Fig. 4 The ozone hole over Antarctica

Farman與美國NASA科學家關于南極臭氧洞的發現也有一番爭論。據說NASA負責衛星資料處理的人曾承認,他們于Farman發表文章的前一年,就在希臘臭氧國際會議上聽說日本人發現了南極春季臭氧減少[4],此后才考慮了被衛星軟件自動忽略的“異常數據”,證實了春季南極臭氧洞的存在。因此,雖然現在大多認為是Farman首先發現了南極臭氧空洞,實際上Chubachi應該是發現春季南極地區大氣臭氧異常減少,即南極臭氧洞的第1人(圖5)。

圖5 日本科學家忠鉢繁(Chubachi)Fig. 5 Japanese scientist Chubachi

在現代,重大的科學發現都不可能是個人行為,就拿南極臭氧洞的發現和確認來說,雖Chubachi和Farman等最早報道了南極春季臭氧洞引起的臭氧異常減少現象,但由于用的是單站地面觀測資料,不能說明其影響的空間范圍,在他們發表的文章中也未出現臭氧洞(ozone hole)一詞;Stolarski等在得知Chubachi和Farman等的發現后,修正了衛星臭氧探測的資料處理程序,不但證實了他們的發現,還指出春季大氣臭氧總量的損耗出現在整個南極地區,在南極春季出現了大范圍的臭氧低值區域,給出了南極臭氧減少的總體圖像。只是在NASA科學家確認南極春季大氣臭氧總量急劇減少現象后,南極臭氧洞一詞才成了公眾的語言。因此,他們3人及其所在的團隊,都為南極臭氧洞的發現和確認做出了貢獻。

南極臭氧洞并不是全年都存在的,而只是在南極春季出現。通常南極臭氧在7月下旬開始減少,8月中旬后就出現較為明顯的臭氧洞,9月下旬到10月上旬臭氧洞的面積最大,10月底后臭氧急劇增加,臭氧洞逐漸填塞,12月中旬恢復正常(圖6)。

圖6 南半球7—12月臭氧平均分布(1979—2014年)Fig. 6 Average monthly maps of total ozone over the Southern Hemisphere for June-December from 1979 to 2014

南極臭氧洞的強度和范圍各年是不同的,“空洞”中的最低值也呈波動狀。1979年春季,南極地區剛出現臭氧洞時,范圍并不大,隨后臭氧洞的范圍逐年擴大;1988年后則稍有緩和;1990年以后,南極“臭氧洞”現象再次加劇,維持時間也加長(圖7)。

2000年和2006年南極臭氧洞最大時面積超過2900萬km2,其中心地區的臭氧總量與正常值相比耗損70%左右;而在南極臭氧洞最小的2002年12月,臭氧洞面積不到300萬km2,只有近10年來平均值的1/7(圖8)。

我國的南極中山站位于東南極大陸邊緣(69°22'S,76°22'E),經常處于極地渦旋和春季南極臭氧洞的邊緣,對南極臭氧洞的變化十分敏感。1993年,我國在中山站使用國際認可的Brewer臭氧分光光譜儀,開始了對大氣臭氧總量的地基觀測。圖9給出了南極中山站1978—2014年大氣臭氧總量月平均值的變化,其中1993年以前的資料,是據中山站上空NASA衛星臭氧觀測結果擬合外延的。由圖4可以看出,春季(9—10月)我國南極中山站處于南極臭氧洞的下方,臭氧總量的月平均值也經常低于220 DU;1995年前,中山站的大氣臭氧總量有總體減少的趨勢,而1995年后,則轉為緩慢增加的趨勢。南極中山站的大氣臭氧變化,與南極地區大氣臭氧及南極臭氧洞的變化是一致的。

在南極臭氧洞維持期間,也并不是南半球所有地方臭氧都同樣地減少,臭氧低值中心常常偏向于西南極的南極半島一側,且自1992年以來,南極臭氧洞都曾一度短暫地伸展到有人類居住的南美洲南端。其中,阿根廷烏斯懷亞(54°48'S,68°19'W)多次觀測到了低于150DU的極端低值。由于臭氧虧損使到達地面的紫外輻射強度劇增,這會帶來至今未知的嚴峻生態后果。

圖7 1979—2015年歷年9月南極臭氧月平均值分布Fig. 7 Monthly maps of total ozone over Antarctica for September from 1979 to 2015

圖8 2002年的南極臭氧洞異常Fig. 8 The anomalous 2002 Antarctic ozone hole

在南極臭氧洞期間,南半球中緯度地區,尤其是澳大利亞—新西蘭一側,經常維持總量為350~450DU的臭氧高值區[8]。

2 南極臭氧洞形成機制的證實

南極臭氧洞的發現,大大激發了各國科學家研究南極“臭氧洞”的興趣,對南極臭氧洞的形成機理也提出了各種解釋,其中主要有大氣動力學、太陽活動和大氣化學過程三種解釋。

1)大氣動力學解釋

圖9 南極中山站大氣臭氧總量月平均值的變化(1978—2014年)Fig. 9 Average monthly changes of total ozone over the Antarctic Zhongshan Station for 1978—2014

南極的冬季是極夜,收不到太陽輻射,南半球的行星波活動較弱,使南極平流層的大氣與周圍地區的動量、熱量和質量交換很少,處于相對穩定的狀態,而大氣本身卻以長波輻射的形式不斷往外放出熱量,在南極平流層形成環極渦旋(極地渦旋)。環極渦旋的范圍和形狀同南極臭氧洞相似,并且環極渦旋的平衡狀態在每年的春季被破壞,這與南極臭氧洞的出現和閉合好似有某種聯系。大量觀測事實也表明:近年來南極平流層春季溫度與臭氧總量的迅速下降存在著線性關系。南極平流層溫度每下降1℃,臭氧總量就會下降3%。因此有人認為,南極臭氧洞是由大氣動力學過程造成的自然現象[9]。

2)太陽活動解釋

有人發現,太陽黑子數與臭氧總量的變化存在顯著相關,并且臭氧總量的3年滑動平均值與太陽活動一樣也有11年的周期[9]。南極地區是臭氧對太陽活動響應最敏感的地區,除了太陽紫外線輻射大大增強對臭氧的影響外,逐漸增多的大量的帶電粒子也會對南極臭氧洞的形成發生影響。也有人認為隨著太陽活動峰年時,宇宙射線明顯增強,使大氣中的NO2和其他奇電子氮化合物的含量增加,會通過光化學過程破壞南極的臭氧層[9]。

3)大氣化學過程解釋

早在20世紀30年代,Chapman[10]就提出光化學反應是大氣中臭氧生成和破壞的主要因素。20世紀70年代,美國政治界、企業界和科學界,還圍繞著氟里昂(CFCs)等人造化學物質能否導致地球大氣臭氧層減薄,展開過一場臭氧戰。1970年,Crutzen[11]發表了大氣中的NOx參與了損耗臭氧的催化反應的研究結果,隨后來自超音速飛機尾氣排放的氮氧化物對平流層臭氧損耗也被關注;1974年,Molina等[12]發表了平流層是CFCs匯的文章,指出CFCs最終對平流層臭氧的危害遠高于NOx,同年也有人發表了相似的研究成果[13]。 這些研究工作對平流層臭氧的損耗化學理論奠定了重要的基礎。持這種觀點的人認為,正是人類活動排放到大氣中的大量的含氯化合物(主要是氟里昂類物質)參與的光化學反應破壞了南極大氣臭氧層。但到20世紀80年代初,對這些工作的重視程度不夠,特別是1984年有人發表了用一維模式模擬30°N的大氣臭氧層受CFCs損耗的模擬結果[14],錯誤地認為大氣臭氧層受CFCs的損耗情況不是很嚴重,不足以引起臭氧層的長期變化。

上述三種原因盡管都能在一定范圍內和一定程度上解釋南極臭氧洞的形成,但它們各有片面性。大氣動力學及太陽活動原因都不能解釋為什么臭氧洞只在20世紀70年代末才出現;也不能解釋已經發現的全球性的大氣臭氧總量下降,以及南極平流層冬、春季低溫與臭氧總量減少的因果關系。單純的大氣化學原因能解釋以上兩個問題,卻無法說明臭氧洞只出現在南極的春季,也無法解釋近年來南極臭氧洞的異常變化[9]。

為進一步確認南極臭氧洞的成因,各國科學家通過氣球、飛機、火箭、衛星及地面站等多種觀測方法獲取了大量資料,并用計算機進行了分析和模擬研究。其中,美國科學家1986年后進行了多次綜合科學試驗,通過南北極現場觀察和實驗室工作相結合的方法,為解決這一難題提供了第一手證據[1]。美國南極McMurdo站的地基微波測量和ER-2飛機探測,都在南極平流層下部20km處實地觀測到了CIO的高值區。ER-2飛機觀察,不但測得了在南極圈有極端高的CIO,也觀測到了與極地平流層云(polar stratospheric clouds,PSCs)有關的真實的脫氮和脫水(圖10)。這兩個獨立的方法證明,人類釋放的碳氟化合物是導致臭氧耗損的首要因素。這種增強的臭氧損耗,發生在寒冷溫度時極地平流層的云的表面,與異種氯化學有關[1]。

圖10 1987年9月ER-2飛機觀測的高度約20km處的CIO、NOy和H2O的緯向分布[1]Fig. 10 Observations of the latitude gradients in ClO, NOy,and H2O near 20km altitude on a flight of the ER-2 aircraft in September 1987[1]

曾有兩屆諾貝爾化學獎得主的工作,與研究臭氧洞形成的原因有關[15]。1995年,諾貝爾化學獎頒發給了三名大氣化學家:Crutzen(圖11)、Molina和Rowland,以表彰他們在平流層臭氧研究領域所做貢獻;南極“臭氧洞”的發現及臭氧洞形成機制的確認,是他們三位獲得諾貝爾化學獎的重要基礎。Ertl因在固體表面的化學過程研究中的貢獻獨得了2007年諾貝爾化學獎,而表面化學過程也是導致臭氧層被破壞的重要過程。

圖11 2008年6月臭氧會議上,Crutzen與作者合影Fig. 11 Paul Crutzen and Lu Longhua at a meeting with regard to ozone research in June 2008

南極臭氧洞是大氣動力學、大氣化學和平流層冰晶云等三個因素相互作用和影響的產物。大氣環流,特別是平流層極地渦旋的活動是臭氧洞形成的不可缺少的外部因素[15]。

南極臭氧洞的出現與人類活動關系密切。為制造冰箱和空調器等,人類發明和使用了氟里昂、溴化烴等含氯和溴的化合物,正是這類污染物質導致了臭氧層的破壞,在南極地區的實地觀測也找到了氯氟烴等物質消耗臭氧層的確鑿證據[1]。這類污染物質的化學性質十分穩定,在大氣中滯留的時間很長;在大氣垂直環流作用下會從對流層到達平流層,并通過大氣環流的遠距離輸送和極渦的動力學效應在極地平流層中聚合起來。人類活動排放到大氣中的氟里昂、溴化烴等含氯和溴的消耗臭氧層物質,在極地平流層低溫條件下形成的冰晶云或液態硫酸氣溶膠表面,會通過非均相化學反應和光化學反應大量消耗臭氧,而為非均相化學反應提供活動界面的平流層冰晶云或液態硫酸氣溶膠,只有在溫度低于-78℃時才出現。

因此,形成臭氧洞需要滿足兩個條件:大氣中存在有人類活動排放的氟里昂、溴化烴等消耗臭氧層物質(人為因素),是春季南極臭氧洞形成的一個必要條件;而春季南極平流層極地渦旋中較長時間的低溫(自然因素),則是南極春季臭氧洞形成的又一必要條件。只有同時滿足這兩個條件,在平流層極地渦旋中低溫(溫度低于-78℃)條件下形成的冰晶云或液態硫酸氣溶膠表面,吸附了大氣污染物質,才能在太陽光照耀下,激發氯和溴的活性,通過非均相化學反應和光化學反應大量消耗臭氧,在南極春季形成臭氧洞。也就是,只有這兩個條件結合起來,才是形成臭氧洞的充分必要條件[15]。

由南北極地區(60°—90°S,60°—90°N)50hPa緯向平均溫度變化(圖略),可知在南極地區春季,極夜結束、陽光再次照耀時,平流層下部仍可維持一段時間低溫,其中,臭氧洞面積最大的2006年,溫度最低,低溫時間也最長;而在春季臭氧洞異常偏小(最小時只有同期平均面積的1/7)的2002年,溫度偏高,低溫持續時間也最短。也正是由于平流層溫度、極地渦旋強度和位置的變化,造成了2002年南極和各年南極臭氧洞強度和范圍的變化。北極冬季平流層50hPa的溫度通常都要比南極地區高。雖然北極冬季平流層極地渦旋中的溫度也能低于-78℃,但在極夜過后的春季,北極平流層極地渦旋中的溫度大多在-78℃以上,在春季北極平流層中,很難滿足形成冰晶云的低溫條件。1979年以來,北極極渦強、溫度特低的年份,只有2011年和1997年,在極夜過后的春季,平流層極渦還短暫(10~15天)保持低于-78℃的低溫,雖此時北極平流層中大氣臭氧的化學虧損的數值也很大,但由于當地春季大氣臭氧值總量通常為400DU以上,本底值要比南極地區高100DU,加之低溫持續時間短,因此仍很難達到臭氧洞(220DU)的標準,迄今為止,在北極還并未出現過臭氧洞。

因此,在當前大氣環境被污染的情況下,極地大氣臭氧虧損的程度更多地將隨大氣環流,特別是極地渦旋中的低溫狀況而發生變化。極夜結束后極渦中的低溫是極區臭氧洞形成的關鍵因素。

3 結語

南極臭氧洞的發現和研究,是20世紀大氣科學領域最重要的創新成果之一,保護臭氧層是迄今人類最為成功的全球性合作典范[16-17]。南極臭氧洞的發現和研究也給了人們很多啟示:

1)堅持長期基礎性的觀測十分重要

對南極臭氧層的觀測是從1957年國際地球物理年開始的, 在那種特殊的環境下,氣象科研人員在默默無聞地堅持了近30年后才獲取了南極“臭氧洞”的重大發現,這也是當初決定在南極站布置觀測的科學家們所沒有預見到的。南極早期的Dobson臭氧總量的觀測,必須人工在室外一天數次地測,如果沒有認真的堅守,這樣的發現是很難獲取的。

2)要采用創新思維,認真分析第一手資料

南極臭氧洞的發現者Chubachi和Farman,都是利用在第一線獲得的資料,通過對資料的科學嚴謹分析,揭露了大氣科學的新事實,促進了大氣科學的發展。按說NASA是掌握衛星探測全球臭氧資料最早和最多的機構,但遺憾的是,他們的資料處理程序把反映南極臭氧洞的資料,當作異常資料刪去了,與臭氧洞的發現失之交臂;無獨有偶的是,20世紀當中國科學家等發現夏季在青藏高原上空,出現以動力原因為主產生臭氧相對低值中心(臭氧低谷)[18-19]時,NASA再次缺位,只是與發現南極春季臭氧季節性減少一樣,事后證實夏季青藏高原臭氧低中心確實存在。

此外,盡管面對的是同一現象,但是Chubachi和Farman思考分析的角度和深度是不一樣的。Chubachi是基于氣象觀測數據進行思考的,基本上只是就事論事;而Farman等的分析角度,則是進一步從ClOx/NOx的角度探討了導致這一現象的可能原因。Farman和他的觀測小組之所以能做到這一點,是因為他們始終跟蹤當時臭氧科學的最前沿,對人類活動臭氧損耗可能影響的研究有所了解。

3)正確認識觀測資料分析和數值模擬的作用

在南極臭氧洞被發現的20世紀80年代,對平流層臭氧的數值模式預測,至少在未來10年內大氣臭氧總量不會有太大的變化[13]。南極臭氧洞的發現,證明該模式不能反映在極地平流層中低溫條件下發生的大氣臭氧的光化學損耗。隨著計算機技術及大氣科學理論和探測技術的發展,數值模擬也有了飛躍的發展。南極臭氧洞發現后,模式進行了修改,現在使用平流層觀察風和溫度,以及已知化學過程的最新穎的化學傳輸模式(CTMs),已經可以成功地模擬觀察到的南北極大氣臭氧濃度變化[16]。但我們仍然應清醒地認識到,由于知識水平的限制,要依靠數值模式來發現諸如南極臭氧洞一類的創新成果仍是十分困難的;數值模式的發展,要依靠與現場觀測結果的比較來提供線索。反之,模式也是對觀測數據驗證的最重要而有效的工具,南極“臭氧洞”機制的最終確定也離不開數值模式的驗證工作。

南北極是目前全球氣象資料最貧乏的地區之一,氣象臺站的密度遠小于人類居住的其他地區。在衛星遙感技術飛速發展的現代,雖利用高分辨率的衛星遙感資料獲得了大氣溫度、濕度及臭氧總量,并由此來填補南北極地區的資料不足,但必須用各種實測資料來進行對比和校正。目前,南北極地區的實地大氣科學觀測仍是不可取代的。

致謝:承蒙周秀驥院士、鄭向東研究員閱讀了本文初稿,并提出寶貴意見,在此一并致謝。

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The Antarctic Ozone Hole and its Discovery, Research and Inspiration

Lu Longhua
(Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081)

This study reviews the detection and the variety of the Antarctic ozone hole; the reason why the ozone hole is formed over the Antarctic is discussed, while the different patterns of the ozone variation over the Arctic and the Antarctic are outlined. It is also discussed the inspiration obtained throughout the detection and research of Antarctic ozone hole. It is pointed out that, currently, the ozone hole appears only in spring over the Antarctic and not appeared yet over the Arctic. Under the current atmospheric environment with the added pollution, the change of atmospheric ozone depletion over the Polar Regions will be more dependent on the atmospheric circulation, especially the low temperature in the polar vortex.

Antarctic ozone hole, ozone depleting substances (ODS), polar stratospheric cloud, polar vortex

10.3969/j.issn.2095-1973.2016.03.012

2016年2月1日;

2016 年3月7日

作者:陸龍驊(1942—),Email: lulonghua@camscma.cn

資助信息:南北極環境綜合考察和評估專項(CHINARE-2016);國家自然科學基金項目(41076132)

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