地球的隐形盾牌重新反弹：2024年的臭氧层有显著恢复

通过NASA的臭氧观察查看南极上空臭氧层的最新状况。美国国家航空航天局地球观测站图片，作者：劳伦-多芬（Lauren Dauphin），使用了美国国家航空航天局臭氧观测站提供的数据和美国国家航空航天局全球模拟和同化办公室提供的 GEOS-5 数据。

2024 年，地球南极上空臭氧层的年度空洞与往年相比相对较小。 NASA 和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）估计，如果目前的趋势持续下去，臭氧层可能会在 2066 年完全恢复。

今年的臭氧消耗高峰期从 9 月 7 日持续到 10 月 13 日，自 1992 年《蒙特利尔议定书》--一项逐步淘汰消耗臭氧层化学品的全球协议签署以来，臭氧空洞是第七个最小的。

今年，南极上空的臭氧消耗区域平均面积接近 2，000 万平方公里（800 万平方英里），面积几乎是美国毗连区面积的三倍。 9 月 28 日，臭氧洞达到了单日最大范围，为 2240 万平方公里（850 万平方英里）。

上图显示了南极上空的臭氧洞在 2024 年达到最大范围时的大小和形状。 在臭氧损失更为严重的区域（红色）中，可以看到中度的臭氧损失（橙色）。 科学家将臭氧"空洞"描述为臭氧浓度下降到 220 多布森单位的历史阈值以下的区域。

什么是多布森单位？

多布森单位（DU）是地球大气中臭氧浓度的标准测量值。 它量化了从地表到太空边缘的空气柱中的臭氧总量。 在标准温度和压力下，一个多布森单位等于 0.01 毫米的纯臭氧层。 例如，300 个多布森单位压缩后可形成 3 毫米的臭氧层。 科学家利用多布森单位来观测全球臭氧健康状况，从而深入了解季节性稀薄和恢复模式。

科学家们说，臭氧层改善的原因是有害氯氟烃（CFC）化学物质的持续减少，以及南极北部气流携带的臭氧的意外注入。

前几年，美国国家航空航天局（NASA）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）报告臭氧洞排名的时间可以追溯到 1979 年，当时科学家们开始利用卫星数据跟踪南极臭氧水平。 利用这一更长的记录，今年的空洞在45年的观测中面积最小，排名第20位。

美国宇航局臭氧研究小组组长、美国宇航局戈达德太空飞行中心地球科学首席科学家保罗-纽曼（Paul Newman）说："2024 年的南极空洞比 2000 年代初出现的臭氧空洞还要小。我们在过去二十年中看到的逐步改善表明，遏制破坏臭氧层的化学物质的国际努力正在发挥作用。"

今年，南极上空的臭氧洞于 2024 年 9 月 28 日达到年度最大范围，面积为 850 万平方英里（约合 2240 万平方公里）。这个臭氧洞实际上是一个臭氧消耗区域，是科学家自 1979 年开始记录臭氧洞以来最小的第 20 个臭氧洞。 今年 9 月至 10 月间臭氧洞的平均大小是《蒙特利尔议定书》生效以来第七小的。 图片来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

大气层中富含臭氧的臭氧层就像地球的防晒霜，帮助我们抵御来自太阳的有害紫外线（UV）辐射。 臭氧层被耗尽的地区允许更多的紫外线辐射到达地球表面，导致皮肤癌和白内障的发病率上升。 过度暴露在紫外线下还会降低农业产量，损害重要生态系统中的水生动植物。

20 世纪 70 年代，科学家们对氯氟化碳可能侵蚀大气臭氧层的前景感到震惊。 到 20 世纪 80 年代中期，臭氧层已经消耗殆尽，以至于到每年 10 月初，南极平流层的大片区域基本上都没有了臭氧。 破坏性氯氟化碳的来源包括冰箱和空调的冷却剂，以及发胶、止汗剂和喷漆中的气溶胶。 在生产绝缘泡沫和工业灭火系统部件时，也会释放出有害的化学物质。

1987 年签署的《蒙特利尔议定书》旨在逐步淘汰使用氟氯化碳的产品和工艺。 世界各国同意在 2010 年前用更环保的替代品取代这些化学品。 蒙特利尔议定书》签署后，氟氯化碳化合物的排放量大幅减少。 但是，已经存在于空气中的氯氟化碳需要几十年的时间才能分解。 随着现有CFC含量的逐渐下降，全球高层大气中的臭氧将反弹，臭氧洞也将缩小。

NOAA 全球监测实验室高级科学家斯蒂芬-蒙兹卡（Stephen Montzka）说："我们可以看到，与过去三十年的其他年份相比，2024 年臭氧洞的严重程度低于平均水平，但臭氧层仍远未完全愈合。"

研究人员依靠多种系统来监测臭氧层。 这些系统包括美国宇航局 Aura 卫星、NOAA-20 和 NOAA-21 卫星以及由美国宇航局和 NOAA 联合运营的 Suomi NPP 卫星上的仪器。

NOAA 科学家还从南极基线大气观测站上释放带仪器的气象气球，直接观测上空的臭氧浓度。 2024 年的浓度在 10 月 5 日达到最低值 109 多布森单位。 南极上空的最低值是 2006 年 10 月的 92 多布森单位。

美国国家航空航天局（NASA）和国家海洋和大气管理局（NOAA）对臭氧浓度的卫星观测覆盖了整个臭氧空洞，这可能会产生一个略小的最低多布森单位测量值。

NOAA 研究化学家布莱恩-约翰逊（Bryan Johnson）说："这远远低于 1979 年南极上空臭氧覆盖的典型值 225 多布森单位。因此，要想使大气臭氧层恢复到氟氯化碳广泛污染之前的水平，还有很长的路要走。"

编译自/ScitechDaily