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        連續(xù)變化的世界:為么咱們?nèi)栽诒O(jiān)測(cè)臭氧空洞

        時(shí)間:2025-01-12 03:34:17 作者:147小編 點(diǎn)擊: 次

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        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(gè)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(shí),它起始漂浮在地面上,并由重物拴住以防止過(guò)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(shí)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(duì)天堂鴨搖搖晃晃地走過(guò),鳥兒在陽(yáng)光下大聲歌唱。

        但它是科研臭氧層的完美場(chǎng)所。

        將氣球送至平流層

        釋放后,氣球?qū)⑾蛏掀?,穿過(guò)對(duì)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(gè)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(duì)空氣進(jìn)行采樣并檢測(cè)臭氧存在的儀器。當(dāng)它在氣球下方向上漂移時(shí),它會(huì)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(cè)繪臭氧的獨(dú)一辦法?!?span style="color: green;">咱們叫作為臭氧超級(jí)站點(diǎn),”理查德·奎雷爾博士說(shuō)。

        蘭黛是大氣成份變化檢測(cè) (NDAC) 的一部分。在該網(wǎng)絡(luò)中,有五種公認(rèn)的測(cè)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(píng)定經(jīng)過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行,但原位臭氧測(cè)繪(例如這兒進(jìn)行的測(cè)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,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)。它能夠在對(duì)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(guò)吸收高能紫外線(UV) 對(duì)咱們發(fā)揮著重要功效

        臭氧是氧氣 (O) 分子中添加了一個(gè)額外的氧原子,因此呢三個(gè)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(shí),就會(huì)形成臭氧。而后,倘若臭氧吸收區(qū)別種類的紫外線,它就會(huì)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(shí),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(wú)毒、很難燃并且看起來(lái)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(huì)顯現(xiàn)臭氧空洞。這個(gè)“洞”實(shí)質(zhì)上并不是完全無(wú)臭氧。這是一個(gè)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(shí)間出現(xiàn)。奧拉夫·摩根斯坦博士解釋說(shuō),它需要三個(gè)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(shí)才可得到。你會(huì)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(yáng)光。寓意著臭氧空洞僅有在春季太陽(yáng)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(shí)間有多長(zhǎng),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(gè)大而持久的臭氧空洞

        2020 年,咱們經(jīng)歷了一個(gè)大洞,況且區(qū)別尋常的是,在北極上方顯現(xiàn)了第二個(gè)洞。

        臭氧空洞的體積連續(xù)時(shí)間之間的年度變化是跟蹤總體趨勢(shì)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會(huì)以區(qū)別的方式改變氧氣-臭氧循環(huán)。

        咱們太空增多的活動(dòng)乃至可能會(huì)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(shì)似乎良好。氟氯化碳確實(shí)存在很長(zhǎng)期,但有人認(rèn)為,到 2060 年代末,臭氧空洞可能會(huì)作為過(guò)去。

        然而,奧塔哥大學(xué)科研人員對(duì)衛(wèi)星測(cè)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(huì)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(gè)年頭,每周的臭氧測(cè)繪工作仍在繼續(xù)。

        源自:浮空飛行器

        編輯:4925

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