科学家们在一篇新论文中报告说，去年冬天北极高层大气持续的寒冷导致臭氧层出现了一个可移动、不断变化的空洞。这就像我们在学校里都研究过的南极上空的空洞一样，但对人类的危害可能更大——因为我们有更多的人生活在北纬地区。以下是你需要了解的五件事。
1：这是一个新问题
公众可能大多知道南极臭氧洞的臭名昭著，它已成为20世纪80年代最伟大的环境恢复工作之一。格洛丽亚·曼尼（Gloria Manney）说，北极每年也会损失一些臭氧，但不是这样的。她在 NASA 的喷气推进实验室和新墨西哥矿业技术学院工作。
“没有哪一年能与 2011 年相比，那时北极臭氧的演变更接近于南极的典型情况，”曼尼和她的同事在 10 月 2 日的《自然》在线版上写道。这是北极首次出现足以被称为“空洞”的臭氧损失。
两个空洞都由涉及氯的化学反应驱动。在寒冷的大气和阳光下，氯会转化为分解臭氧的化合物（臭氧本身在地面是有害物质，但在平流层高度是保护性的）。因此，南极洲会发生年度臭氧洞。北极也很冷，但通常不如南极冷，而且持续时间也不如南极长。但 2010-2011 年的冬天有所不同。科学家们不确定为什么。
曼尼在一次采访中说：“控制冬季平流层温度的过程非常复杂；它取决于各种因素。” “在十二月，我们无法预料到会有一个如此异常漫长的寒冷时期。”
2：这可能会再次发生
没有臭氧，会有更多的辐射穿透下来，干扰我们和其他地球生命形式的 DNA。地球的气候是一个极其复杂的系统，所以很难说如果全球地表温度如预期上升会发生什么。但曼尼说，普遍认为地表温度的升高将转化为高层大气的寒冷。因此，随着北极在夏季失去更多的冰盖，上方的空气将变得更冷，这意味着将发生更多的氯反应。
她说：“如果平流层由于气候变化而变冷，我们未来可能会更频繁地看到严重的臭氧消耗。”
3：现在为时已晚
人类已经排放了足够的化学物质来引发这一过程。《蒙特利尔议定书》于 1989 年生效，禁止生产参与臭氧消耗的化学物质。但在国际政府开始注意到，更不用说签署条约之前，人类活动已经排放了大量的这些化学物质。曼尼说，大气中仍然有足够的这些化学物质，这种影响还会持续几十年。
4：人们需要臭氧
北极上空的大气非常活跃和湍流，形成一个覆盖整个地区的涡旋。这是一个巨大的区域，相当于五个加利福尼亚，它在北极圈周围翻腾移动。曼尼说，2011 年 4 月，这个涡旋——以及臭氧洞——移动到了俄罗斯北部和蒙古上空。气候监测科学家当时没有注意到，但地面紫外线辐射监测器开始出现峰值。
臭氧层的主要作用是保护地球免受太阳紫外线的照射。没有臭氧，将会有更多的辐射穿透下来，干扰我们和其他地球生命形式的 DNA。因此，北纬地区移动的臭氧洞对许多人构成了风险。
5：我们需要更多数据
国际科学家团队通过一系列地球观测卫星、气球、地面站等监测北极。但他们的一些仪器，特别是卫星，设计寿命已经不长了。曼尼说，NASA Aura 航天器上的仪器，其痕量气体和云测量是这项研究的关键，其设计寿命约为 5 年，现在已经运行了约 7 年。
正如我们以前所见，获得极地观测卫星的批准是困难的。
曼尼说：“目前没有其他能提供同等全面测量能力的卫星的计划。因此，我们能否以及在多大程度上能够监测臭氧以及其他导致臭氧消耗的化学物质，是一个令人担忧的问题。”
……现在是一些好消息
曼尼说，应对温室气体排放和逆转全球变暖将有帮助——如果地表温度没有急剧上升，平流层也不会急剧冷却，导致臭氧消耗的化学反应可能不会在北极发生。此外，人类已经通过《蒙特利尔议定书》取得了一些进展。
她说：“我们已经做到了这一点，我们预计我们现在正朝着一个方向发展，最终在几十年后，我们将不再有足够的氯来形成臭氧洞。” “而我们为减缓气候变化所能做的事情也将降低我们未来看到更严重臭氧消耗的可能性。”
作为一名科学家，曼尼不会推测其他可能的解决方案——比如让平流层变暖并阻止更多臭氧消耗的地球工程或人工降雨项目。但她确实认为，通过更好的数据和模型，她和同事们最终将能够预测其发生的时间和地点，从而为地面上的人们提供更好的预警系统。
她说：“有可能说，‘今年冬天我们出现了严重的臭氧消耗，预计臭氧涡旋将出现在这里（俄罗斯或其他地方），所以你们应该涂抹防晒霜。’”
