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南极平流层突升温,臭氧层空洞将缩小?

作者: 日期:2019年11月12日

据相关的监测数据显示,近日南极地区平流层出现了一次显著的平流层爆发性增温(SSW)事件,在大约30km高的平流层中层,不少地区在一周内增温超过了30摄氏度,而在更高的层面(例如5百帕层面)会更剧烈。
1c950a7b02087bf4f6ab6a913371092910dfcfaf_副本受升温影响,5百帕层面高低压扭曲成八卦图 平流层增暖事件不是地球大气层中少见的事件,在过往年份的南北极均有记录。这一类事件是由对流层上传到平流层的超长Rossby波(行星波)不稳定增长后发生破碎,导致波动的机械能转化为内能,引发的冬季极地平流层急剧增暖。在北半球,在海陆地形作用下下行星波相当活跃,这类事件在北半球冬季非常普遍;但在南半球,由于中高纬度地区基本为海洋,地形强迫作用明显较弱,使得行星波活动和爆发性增温事件较少,约平均5年左右会发生一次。而就当前的事件规模而言,可以说是观测历史以来少有的。 对于气象与短期气候方面,这次事件将导致南极极涡和极夜急流明显减弱并漂移,同时这一信号也会向对流层传播,南极涛动(AAO)也将转为显著负位相状态。这将使得南极冷空气更容易向北扩散,澳大利亚南部、新西兰、南美南部等南半球中纬度地区也会受到较剧烈的冷暖起伏影响;而长期看,这一平流层持续较久的低频动力信号会延续数月,南极涛动很可能会持续较长时间处于负位相状态。
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而从环境角度看,本次事件也会导致今年南极臭氧空洞明显减小南极上空的臭氧层空洞有一部分其实是一个季节性现象,每年7-8月(南半球冬季)开始出现,9-10月(春季)达到顶峰,到11-12月逐渐结束;这与南极极夜期平流层低温环境下形成的珠母云(极地平流层云)有关,当温度低于-78摄氏度时就可形成这类云。它们为氟氯烃分解出氯自由基提供了环境,而氯自由基正是直接破坏臭氧的物质。 而从这个角度上说,每年的臭氧层空洞面积其实就和南极上空平流层的气象条件有关。在2019年,平流层出现爆发性增温时间,将使得南极平流层明显偏暖,这导致珠母云的形成受限,抑制氟氯烃分解出氯自由基的过程,最终使得其消耗南极臭氧层的程度减小,进而有利于南极上空臭氧层空洞面积在未来数个月处于偏小状态。
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当然,说到南极臭氧层空洞面积的减小,还是和人类的共同努力分不开的。在《蒙特利尔协议书》签订后,很多破坏臭氧层的化学物质的生产已经得到大幅控制,甚至不少已经被停用,这也使得在更长的总体趋势上,臭氧层空洞面积自21世纪初的顶峰有了明显下降。而配合今年的气象条件,臭氧层空洞面积有望在未来数月达到近来年最小值之一。


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