準(zhǔn)備臭氧探空儀氣球。照片：NIWA / Rebekah Parsons-King / CC BY-NC-ND 4.0

氫氣從靠著水泥墻的角落堆放的鮮紅色瓶子中流入一個巨大的白色氣球。它比氦氣更便宜、更輕，因此呢當(dāng)氣球充滿時，它起始漂浮在地面上，并由重物拴住以防止過早逃脫。

處理它的兩名專家穿著橙色套裝，戴著口罩和眼鏡——處理海量易燃?xì)怏w時的預(yù)防性防護(hù)裝備。

與中奧塔哥的鄉(xiāng)村環(huán)境相比，這是一種奇怪的景象。牛在背景中哞哞叫，一對天堂鴨搖搖晃晃地走過，鳥兒在陽光下大聲歌唱。

但它是科研臭氧層的完美場所。

將氣球送至平流層

釋放后，氣球?qū)⑾蛏掀?，穿過對流層（最接近地球的大氣層的名叫作）并到達(dá)平流層，即距咱們上方 15 至 50 千米的層。

在大約 35 千米處，氣球上的減壓將迫使其膨脹并破裂。一個亮橙色的降落傘引導(dǎo)著包裹落下——盡管僅有大約 20% 被回收，由于大都數(shù)都落入了海洋。

該包裝內(nèi)含臭氧探空儀 - 一種能夠對空氣進(jìn)行采樣并檢測臭氧存在的儀器。當(dāng)它在氣球下方向上漂移時，它會將數(shù)據(jù)發(fā)送回勞德小村莊外的 NIWA 大氣科研站 - 咱們起始在那里給氣球填充氫氣。

這不是測繪臭氧的獨(dú)一辦法。“咱們被叫作為臭氧超級站點(diǎn)，”理查德·奎雷爾博士說。

蘭黛是大氣成份變化檢測 (NDAC) 的一部分。在該網(wǎng)絡(luò)中，有五種公認(rèn)的測繪臭氧剖面的技術(shù)，勞德持有所有這五種技術(shù)。這兒收集的數(shù)據(jù)反饋到該網(wǎng)絡(luò)，供世界各地的專家拜訪和使用。

臭氧評定亦經(jīng)過衛(wèi)星進(jìn)行，但原位臭氧測繪（例如這兒進(jìn)行的測繪）有助于確定這些數(shù)據(jù)的真實(shí)狀況。

理查德·奎雷爾博士在 NIWA 勞德大氣科研站。照片：Claire Concannon / RNZ

臭氧有何幫忙

平流層是氣球的最后目的地，亦是臭氧層所在的地區(qū)。這不是獨(dú)一發(fā)掘臭氧的地區(qū)。它亦能夠在對流層中發(fā)掘，尤其是在人口稠密的城市周邊，它是一種污染物。

但它的大部分位置于平流層，經(jīng)過吸收高能紫外線（UV) 對咱們發(fā)揮著重要功效。

臭氧是氧氣 (O) 分子中添加了一個額外的氧原子，因此呢三個氧原子結(jié)合在一塊 (O）。當(dāng)一種紫外線照射到平流層中的氧氣時，就會形成臭氧。而后，倘若臭氧吸收區(qū)別種類的紫外線，它就會分解。這種自然的臭氧-氧氣循環(huán)能夠守護(hù)咱們免受所有 UV-C 光和大都數(shù) UV-B 光的損傷。

然而，當(dāng)咱們起始在混合物中添加某些化合物時，它破壞了這種周期性平衡。20年代，通用汽車機(jī)構(gòu)的機(jī)械工程師托馬斯·米奇利（Thomas Midgley Jr）發(fā)明了一種新化合物 - 氯氟烴 (CFC），他將其命名為 Freon（氟利昂）。它無毒、很難燃并且看起來很穩(wěn)定——非常適合用作制冷劑。區(qū)別氟氯化碳的生產(chǎn)和運(yùn)用快速蔓延——不僅在冰箱中，況且在空調(diào)、某些類型的泡泡和氣溶膠中。

不幸的是，這些氟氯化碳?xì)怏w的重量恰好適合漂浮到平流層并停留在平流層中，在那里作為臭氧層的破壞者。

NIWA 位置于中奧塔哥勞德的大氣科研站。

臭氧空洞是怎么回事？

正是因?yàn)?/span>這些持久存在的氟氯化碳，南極洲上空每年都會顯現(xiàn)臭氧空洞。這個“洞”實(shí)質(zhì)上并不是完全無臭氧。這是一個小于特定閾值的臭氧極少的區(qū)域。

這種稀疏現(xiàn)象每年大約在同一時間出現(xiàn)。奧拉夫·摩根斯坦博士解釋說，它需要三個原因才可起步。

首要，需要極地平流層云——僅有在溫度非常低（-80°C）時才可得到。你會在劇烈的極地渦旋（圍繞極地的強(qiáng)風(fēng)）中感受到寒冷的氣溫。其次，需要 CFC（或其他消耗臭氧層的化學(xué)品）。第三，你需要陽光。這寓意著臭氧空洞僅有在春季太陽在南極洲升起后才起始形成。

奧拉夫·摩根斯坦。照片：戴夫·艾倫 / NIWA

就臭氧空洞的體積而言，有兩件事需要思慮：它顯現(xiàn)的時間有多長，以及它有多大。因?yàn)?/span>極地渦旋比平常弱，今年的臭氧空洞比往年形成得晚有些。但就尺寸而言，它是“正?！钡摹?/span>

2023年，咱們看到了一個大而持久的臭氧空洞。

2020 年，咱們亦經(jīng)歷了一個大洞，況且區(qū)別尋常的是，在北極上方亦顯現(xiàn)了第二個洞。

臭氧空洞的體積和連續(xù)時間之間的年度變化是跟蹤總體趨勢困難的原由之一。

氟氯化碳或其他消耗臭氧層化學(xué)物質(zhì)的存在亦不是影響臭氧的獨(dú)一原因。 2019-2020 年澳大利亞叢林大火將顆粒物發(fā)射到平流層，似乎產(chǎn)生了消耗效應(yīng)。咱們排放的氣候變化氣體亦會以區(qū)別的方式改變氧氣-臭氧循環(huán)。

咱們在太空中增多的活動乃至可能會產(chǎn)生影響，包含火箭發(fā)射和衛(wèi)星重返大氣層產(chǎn)生的碎片。

總體而言，臭氧趨勢似乎良好。氟氯化碳確實(shí)存在很長期，但有人認(rèn)為，到 2060 年代末，臭氧空洞可能會作為過去。

然而，奧塔哥大學(xué)科研人員對衛(wèi)星測繪結(jié)果進(jìn)行的有些分析強(qiáng)調(diào)了保持警覺的必要性。她們的結(jié)果顯示，在平流層的某些部分，空洞可能會變得更嚴(yán)重——可能是因?yàn)?/span>氣候變化氣體導(dǎo)致的。

與此同期，位置于勞德的 NIWA 大氣研究站，現(xiàn)已進(jìn)入第 63 個年頭，每周的臭氧測繪工作仍在繼續(xù)。

源自：浮空飛行器

編輯：4925

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