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臭氧洞主要出现在极地地区。与南极每年春季都会出现臭氧洞相比,北极臭氧洞的出现频次非常少,规模也不及南极臭氧洞动辄超2000万平方公里。然而,由于北极周围地区人口相对稠密、人类活动活跃,当臭氧洞形成并维持时,可能侵入中高纬度造成严重影响。
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大气中约90%的臭氧处于臭氧层,另有10%左右位于近地面。近地面的臭氧是光化学烟雾主要组成部分,会诱发呼吸系统疾病,破坏植物。与之对比,臭氧层中的臭氧可以隔绝和吸收太阳辐射中危险的紫外线成分,让地球表面更安全。在地球漫长的历史中,得益于臭氧层的保护,生物从深海走向浅海和地球表面,演变出复杂多样的物种。然而,人类活动排放了大量含有卤族元素的化合物,包括作为制冷剂、发泡剂、喷雾剂和清洗剂的氟利昂和哈龙等物质。这些化合物随大气环流进入平流层,在紫外线的作用下形成臭氧损耗,破坏臭氧层的完整,进而影响地球的宜居性,对生物安全造成严重影响。
为应对臭氧损耗问题,国际社会于1987年签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,该协议得到了联合国各成员国的积极响应。然而,人类近百年排放至大气中的臭氧损耗物质不仅数量巨大,且生命期长达50—100年,减少过程极其缓慢。根据联合国环境署发布的最新臭氧层耗损科学评估报告,经过30年的努力,人类避免了严重的臭氧损耗危机。不过,要使南极臭氧洞恢复到上世纪80年代的水平,预计要到2060年之后,而恢复到上世纪60年代初的水平,则需要到2100年左右,保护臭氧层仍任重而道远。
(作者为中国科学院大气物理研究所副研究员)
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