南极平流层突升温,臭氧层空洞将缩小?
2019-09-16来源:中国气象爱好者
       据相关的监测数据显示,近日南极地区平流层出现了一次显著的平流层爆发性增温(SSW)事件,在大约30km高的平流层中层,不少地区在一周内增温超过了30摄氏度,而在更高的层面(例如5百帕层面)会更剧烈。
 
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受升温影响,5百帕层面高低压扭曲成“八卦”图
 
       平流层增暖事件不是地球大气层中少见的事件,在过往年份的南北极均有记录。这一类事件是由对流层上传到平流层的超长Rossby波(行星波)不稳定增长后发生破碎,导致波动的机械能转化为内能,引发的冬季极地平流层急剧增暖。在北半球,在海陆地形作用下下行星波相当活跃,这类事件在北半球冬季非常普遍;但在南半球,由于中高纬度地区基本为海洋,地形强迫作用明显较弱,使得行星波活动和爆发性增温事件较少,约平均5年左右会发生一次。而就当前的事件规模而言,可以说是观测历史以来少有的。
 
       对于气象与短期气候方面,这次事件将导致南极极涡和极夜急流明显减弱并漂移,同时这一信号也会向对流层传播,南极涛动(AAO)也将转为显著负位相状态。这将使得南极冷空气更容易向北扩散,澳大利亚南部、新西兰、南美南部等南半球中纬度地区也会受到较剧烈的冷暖起伏影响;而长期看,这一平流层持续较久的低频动力信号会延续数月,南极涛动很可能会持续较长时间处于负位相状态。
 
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       而从环境角度看,本次事件也会导致今年南极臭氧空洞明显减小——南极上空的臭氧层空洞有一部分其实是一个季节性现象,每年7-8月(南半球冬季)开始出现,9-10月(春季)达到顶峰,到11-12月逐渐结束;这与南极极夜期平流层低温环境下形成的珠母云(极地平流层云)有关,当温度低于-78摄氏度时就可形成这类云。它们为氟氯烃分解出氯自由基提供了环境,而氯自由基正是直接破坏臭氧的物质。
 
       而从这个角度上说,每年的臭氧层空洞面积其实就和南极上空平流层的气象条件有关。在2019年,平流层出现爆发性增温时间,将使得南极平流层明显偏暖,这导致珠母云的形成受限,抑制氟氯烃分解出氯自由基的过程,最终使得其消耗南极臭氧层的程度减小,进而有利于南极上空臭氧层空洞面积在未来数个月处于偏小状态。
 
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       当然,说到南极臭氧层空洞面积的减小,还是和人类的共同努力分不开的。在《蒙特利尔协议书》签订后,很多破坏臭氧层的化学物质的生产已经得到大幅控制,甚至不少已经被停用,这也使得在更长的总体趋势上,臭氧层空洞面积自21世纪初的顶峰有了明显下降。而配合今年的气象条件,臭氧层空洞面积有望在未来数月达到近来年最小值之一。
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