撰文：哈里·贝克                 2023年10月6日

根据欧洲航天局哥白尼哨兵-5P卫星收集的数据，对今年南极上空臭氧空洞的模拟。（图片：欧空局/哥白尼哨兵数据（2023）/由CAMS/ECMWF处理）

卫星数据显示，今年南极上空臭氧层的空洞是有史以来最大的空洞之一。专家认为，地球防护罩的巨大缺口，可能是由2022年初汤加水下火山爆发造成的。

臭氧层是地球大气层中距离地表9至18英里（15至30公里）的一条带，那里有高浓度的臭氧——一种有三个原子而不是两个原子的氧分子。臭氧层阻挡了来自太阳的有害紫外线，而紫外线是包括人类在内的，各种生命形式生存所必需的。

1985年，研究人员发现，地球极地上空的臭氧层出现了大洞，当时用于气溶胶罐、包装材料和冰箱的常见化学物质氟氯化碳（CFCs），正在与地球大气中的臭氧发生反应，消耗臭氧层。这导致国际社会在1989年禁止使用氟氯化碳，使臭氧水平随着时间的推移而恢复。

然而，在每个半球的冬季，当冷空气产生极地平流层云（PSC）时，极地上空的臭氧层仍然会形成缺口，这种云由微小的冰晶形成，有时看起来像彩虹色，进一步耗尽了极地上空本已有限的臭氧。

根据欧洲航天局（ESA）的数据，今年南极洲上空的臭氧空洞在9月16日达到了最大规模，达到了1000万平方英里（2600万平方公里）的峰值，该局用哥白尼哨兵-5P卫星监测臭氧空洞。这与北美的面积大致相同，是巴西的三倍，相当于俄罗斯和中国的总和，或者大约是南极洲本身的两倍。

欧洲中期天气预报中心的研究员安特耶.英尼斯在声明中表示，“2023年的臭氧空洞开始得很早，自8月中旬以来迅速扩大。”她补充道，这是“有记录以来最大的臭氧空洞之一”。

研究人员表示，这一巨大的缺口可能归因于汤加洪加哈派火山的爆发，该火山以100多枚广岛炸弹的威力爆炸，并在2022年1月爆发时，产生了有记录以来最高的喷发羽流。

2022年8月，另一组科学家警告称，在5000多万吨水被射入高层大气后，火山爆发可能会破坏臭氧层的稳定，这相当于大气中的水量增加了10%。科学家们认为，水蒸气分解成离子或带电分子，与臭氧发生类似于氟氯化碳的反应后，可能会进一步破坏臭氧层的稳定。欧空局表示，水蒸气也增加了在极地形成PSC的机会。

英尼斯说，现在看来这些科学家是对的。但她补充道，还需要进一步的研究来证实今年的臭氧空洞与火山爆发之间的联系。

两极上空的臭氧空洞显示出自然变化，这也可能在今年的巨大空洞中发挥作用。2019年，由于异常温暖的温度阻止了PSC的形成，南极洲的臭氧空洞缩小到了有记录以来的最小规模。但从2020年到2022年，随着气温变冷，臭氧空洞的规模逐年扩大。

今年的厄尔尼诺事件，可能也对极地周围的温度变化起到了很小的作用，但这种关系目前尚不清楚。

欧空局研究人员表示，尽管目前的臭氧空洞是有史以来最大的臭氧空洞之一，但没有理由恐慌。臭氧空洞下方的区域基本上无人居住，几个月内应该会再次完全关闭。他们补充说，如果氟氯化碳水平保持在较低水平，那么臭氧层应该在2050年前完全恢复。