
根据美国国家航空航天局(NASA)与美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的最新观测数据,2026年的南极臭氧空洞在长达48年的观测记录中,按平均季节性面积计算排名第七大。科学家将此次空洞的显著扩张主要归因于一个异常强烈的平流层极涡——这是一个环绕南极洲的大型强风环流,对大气条件有着深远的影响。同时,专家们也强调,国际社会为减少有害化学物质所做出的长期努力,成功防止了该空洞变得更加巨大。
在2026年9月7日至10月13日臭氧消耗的季节性峰值期间,该空洞的平均面积约为960万平方英里(2500万平方公里),这一面积超过了美国国土面积的两倍。科学家们之所以密切监测平流层中的臭氧,是因为它是地球天然的“防晒霜”,能够保护生物免受危险太阳辐射的侵害。与高空中这种有益的臭氧层不同,地表附近的臭氧则是一种常与人类活动相关的污染物。
南极臭氧空洞达到十年来的最大尺寸
臭氧空洞在9月18日达到了最大范围,扩展至1050万平方英里(2710万平方公里)。这一面积约为有史以来测得的最大南极臭氧空洞(发生于2000年9月9日)的90%左右。
马里兰大学高级科学家、NASA戈达德太空飞行中心长期臭氧研究团队负责人保罗·纽曼(Paul Newman)表示:“近年来,年度臭氧空洞的形成时间在季节上有所推迟,这表明臭氧层正在愈合。但今年异常强大的平流层极涡延长了南极洲的臭氧消耗,使得空洞扩大到了我们十年未见的比例。”
尽管空洞扩展到了非同寻常的规模,但研究结果也证明了数十年来国际环境保护政策的成效。如果没有对消耗臭氧层化学物质的削减,受影响的面积本会大得多。纽曼指出:“如果今天大气中消耗臭氧层物质的普遍程度仍如2000年的巅峰时期一样,2026年的臭氧空洞本可能会再扩大100万到200万平方英里(约合350万平方公里)。”
强大的平流层极涡如何加速臭氧流失
臭氧的消耗始于人类活动释放的化学物质,特别是含有氯和溴的化合物。大气环流将这些物质输送至平流层,紫外线随后将其分解。释放出的氯和溴原子随后参与到南极平流层云颗粒的化学反应中,进而导致臭氧的破坏。
这一过程中的一个主要影响因素是平流层极涡,即环绕南极洲的季节性强风带。该环流将极度寒冷的空气锁定在区域内,从而促成了有助于引发臭氧破坏的特殊云层的形成。当极涡变得异常强大或广阔时,有利于臭氧流失的条件便会在更大的区域内持续存在。
在2026年,通常会削弱极涡的大气扰动异常微弱。这使得该环流得以保持强劲,并帮助创造了一个更广阔的臭氧破坏区域。NOAA化学科学实验室的研究科学家艾米·巴特勒(Amy Butler)解释说:“今年极涡异常巨大,部分原因是通常从低层大气涌出并瓦解极涡的行星级天气系统在8月和9月特别微弱。这种微弱的波浪活动使得最强烈的极涡风向远离南极点几个纬度,从而为发生臭氧消耗创造了更理想的大规模条件。”
NASA与NOAA对2026年臭氧空洞的测量
尽管2026年的臭氧空洞在地理上面积巨大,但它并未经历10年或20年前打破纪录的事件中所观察到的那种极端臭氧流失水平。
为了测量臭氧浓度,NOAA研究人员从南极点基准大气观测站发射了附带仪器的高空气象气象气球。他们还使用多布森臭氧分光光度计(一种旨在测量大气臭氧的光学设备)收集了读数。观测结果显示,南极点上方的臭氧浓度在2026年10月17日降至全年的最低读数,达到了105多布森单位(Dobson units)。
多布森单位是描述特定位置上方臭氧总量的标准测量单位。为了说明其规模,如果将大气柱中的所有臭氧压缩到海平面的标准温度和压力下,100多布森单位将产生仅1毫米厚的臭氧层——大约相当于一枚一角硬币的厚度。有史以来在南极上空测得的最低臭氧浓度是2006年10月的92多布森单位。
卫星提供了另一个重要的信息来源。自1979年以来,天基仪器一直帮助科学家观测臭氧层的变化并追踪其长期状况。2026年的测量数据包括来自NASA的Aura卫星、NOAA-20、NOAA-21以及作为NASA与NOAA联合任务的苏米国家极地轨道伙伴关系卫星(Suomi NPP)的数据。
为什么地球臭氧层仍在恢复
科学家表示,最新的观测结果进一步证明,国际社会对消耗臭氧层化学物质的限制正在发挥作用。这一进展很大程度上归功于1987年通过的旨在逐步淘汰破坏臭氧层物质的全球性协定——《蒙特利尔议定书》。
根据该协议,各国承诺用对大气臭氧危害较小的替代品来取代氯氟烃(CFCs)等有害化合物。据NOAA全球监测实验室高级科学家斯蒂芬·蒙茨卡(Stephen Montzka)介绍,与20世纪80年代的峰值水平相比,南极平流层中与消耗臭氧层化学物质相关的氯浓度已经下降了约三分之一。
这些削减意义重大,因为氯氟烃和其他消耗臭氧层化合物曾广泛用于冰箱、空调系统、建筑绝缘材料以及其他日常产品中。尽管许多此类物质已被淘汰,但它们可以在大气中存留数十年。当较旧的设备、材料和垃圾填埋场释放出多年前生产的化学物质时,也会产生额外的排放。
由于这些化合物分解极为缓慢,修复臭氧层需要几十年的时间。尽管如此,NASA和NOAA的持续监测表明,长期恢复工作正在稳步推进。即使出现了如2026年观察到的异常大的季节性臭氧空洞,科学家仍预计南极臭氧空洞将在21世纪70年代左右完全恢复。
最新的研究发现生动地说明了非同寻常的大气条件如何能够暂时导致严重的臭氧消耗,而不会逆转数十年来取得的环境保护进展。它们同时也彰显了国际合作在保护地球大气层方面产生的持久影响。