根據英國《自然》雜誌最新報道，今年在北極中部出現臭氧空洞。這是在人類發現臭氧層空洞以來，首次在北極出現。
北極臭氧層2019年與2020年的對比
臭氧層中臭氧的形成及動態循環
臭氧在大氣層所有高度上都存在，但是在近地表面臭氧含量非常少。我們通常所說的臭氧層是地球大氣平流層當中臭氧濃度相對較高的部分，距離地球表面約高度為20至50Km，能夠吸收大部分短波紫外線，保護地表生物不受紫外線的傷害。
太陽光中紫外線分為短波紫外線和長波紫外線。其中短波紫外線攜帶著很高的能量，當短波紫外線照射氧分子時，會將氧分子（O2）分解成兩個遊離態氧原子(O)，遊離態的氧原子極不穩定，在遇到其他氧分子時便會與之結合生成臭氧(O3)。由於臭氧比空氣重，會緩慢下沉，下沉過程中溫度升高，同時受到長波紫外線的照射，又變成氧分子。
臭氧在大氣層中的分佈
臭氧層空洞的形成理論
自人類發現臭氧層空洞以來，對其形成原因一直沒有形成定論，現在主流的形成原因是人類生產活動所產生的氟利昂類物質對臭氧層的破壞。
該理論認為氟利昂的大量排放是臭氧層遭到破壞的主要原因。氟利昂在紫外線較少的對流層中呈現出較穩定的化學性質，但是被大氣環流帶到平流層之後，受到紫外線的照射，氟利昂會釋放出遊離態的氯離子，氯離子會使臭氧(O3)分解為氧分子（O2）和氧原子(O)，從而破壞臭氧層。按此理論應該整個大氣中的臭氧層都會被破壞，為什麼獨獨只有南極（北極今年出現臭氧空洞為有觀測記錄以來首次）會出現臭氧層空洞呢？這個就和南極的特殊性有關了。
南極的第一個特殊性就是作為地球兩極之一，有“極夜”與“極晝”現象。在“極夜”期間，南極上空是沒有太陽光照射的，所以也就不會有紫外線照射了。而氟利昂破壞臭氧層的一個必要條件就是紫外線的照射。（接著往下看）
極光
南極的第二個特殊性就是南極洲的地形地貌。南極洲多山地，而且陸地周圍完全被海洋所包圍。在“極夜”期間由於沒有太陽光的照射，會使平流層的溫度非常低。低溫下的冷空氣下沉期間會受到南極洲山地的阻擋，使之無法進行全球性的大氣環流，而只是在南極洲旋轉，這就是常說的“極地旋渦”。在這個旋渦當中氟利昂會越聚越多，在“極夜”結束之後，南極洲開始受到太陽光的照射，大量的氟利昂在紫外線的作用下開始破壞臭氧層，由於此時積聚的氟利昂很多，所以臭氧層的破壞速度會很快，這樣就形成了“臭氧層空洞”。在隨著南極洲溫度的升高，大氣環流形成，其他地方的臭氧會補充到南極洲上空，臭氧層空洞就會慢慢的消失。
南極洲地貌
其他可能的原因
近年來，有科學家提出了另外一種可能的原因。
該理論認為臭氧層空洞的形成和太陽粒子流有關。太陽風帶來的粒子流在地球磁場的作用下向地球兩極集中運動，在一系列的反應下，使臭氧轉化成氧氣。
太陽風
結語
自上世紀五、六十年代以來，全球工業迅猛發展，釋放到大氣中的氟利昂大規模增加，臭氧層空洞越來越大，在1987年多數國家簽訂《蒙特利爾公約》,進而減少直至對氟利昂的零排放之後，近年來，臭氧層空洞的面積趨於穩定，這些現象使得“氟利昂理論”成為當前的主流學說。而“太陽粒子學說”目前尚沒有有力證據。相信隨著科技的發展，科學家的進一步研究，臭氧層空洞的形成原因終將被揭開。
但是不管臭氧層遭到破壞的主要原因是什麼，人類在工業生產中產生的氟利昂對臭氧層有破壞作用是不爭的事實。為了地球上的生命，更為了我們人類自己，保護環境，刻不容緩。
閱讀更多 馬二空 的文章
