为什么南极上空的臭氧空洞(is the Hole in the Ozone over Antarctica)？

臭氧是地球大气中的一种天然微量气体。在低层大气中，臭氧有助于捕获热量以保持地球温暖。在高层大气中，臭氧通过过滤来自太阳的有害紫外线（UV）发挥着更重要的作用。过度暴露于紫外线下会破坏皮肤细胞，导致癌症和白内障，并可能导致黄斑退化。没有臭氧层的保护，地球上就不会有我们所知道的生命。基于这个原因，全世界的科学家和环保人士都非常关注南极洲上空臭氧层的一个大洞。自转和气候因素造成了南极上空臭氧层的缺口人造氟氯化碳（CFC）化合物、氯和溴被认为是造成臭氧空洞的原因。氟氯化碳用于气雾剂产品、空调和制冷机组，1980年代，在108个国家被禁止使用；但是，它们仍然从仍在使用的旧产品中释放到大气中。此外，专家估计大气中大约一半的溴和几乎所有的氯都来自人类平流层就在对流层之上，即与地面接触的地球大气层氟氯化碳上升到大气中，通过暴露在其他化合物、极冷和阳光下，转化为氯原子。氯原子将臭氧分子转化为氧。问题在于，氧气虽然适合在较低的大气中呼吸，不过滤紫外线。氟氯化碳在我们的保护性大气中有效地"打开了一扇窗户"。臭氧中的这扇窗户建立在南极洲上空。氟氯化碳上升到大气中，通过暴露在其他化合物中，极冷，阳光转化为氯原子，氯原子将臭氧转化为氧气。这个偏远的地区似乎是臭氧层空洞的一个奇怪的地方。南极洲没有任何永久性的人类居住，仍然保持着原始状态为什么在人口稠密的地区，氟氯化碳和其他温室气体排放量都很高，为什么这个洞没有出现？结果发现，答案与地球自转和其他气候因素有关。大气中的氯从氟氯烃（CFC）中提取，将臭氧转化为氧分子首先，地球的自转运动确保了释放到空气中的所有气体或排放物，无论是天然的还是人为的，在大约一年的时间里，或多或少地均匀地扩散到对流层或低层大气中根据美国环境保护署（EPA）的说法，这些气体扩散到平流层或高层大气需要2到5年的时间，从这里开始，气候就开始影响氟氯化碳的化学变化以及它们在臭氧层中形成空洞的作用在冬天，地球的倾斜轴阻止阳光照射到南极，这导致南极上空的大气温度骤降至-108华氏度（-78摄氏度）。来自南极的冷空气在南极洲的中纬度形成了一个循环风的"冬季漩涡"，就像一个巨大的漩涡。这有效地切断了南极洲上空的臭氧与地球上更大的大气池的混合。在没有阳光的冬季，随着温度的持续下降，极地平流层云（PSCs），或是在南极洲上空开始形成硝酸冰晶云。氟氯化碳化合物聚集在这些冰晶上，与硝酸化合物结合，将氟氯化碳转化为更活跃的氯形式。这些化合物在漫长的冬季形成当春天来临，阳光照射云层时，紫外线辐射会将氯分子母质分裂成高活性的氯原子。每一个氯原子都能破坏大量的臭氧分子，将它们转化为氧气。结果是一个失控的过程，吞噬了保护气体，在臭氧层形成一个巨大的洞每年，科学家们都会监测这个空洞的季节性扩张和收缩。2005年，臭氧空洞的面积达到了惊人的1000万平方英里（25899881平方公里），大约是美国的三倍。只有2003年打破了这个可疑的记录，洞长1100万英里随着季节的变化和漩涡的消退，上部区域不再孤立，温度上升，臭氧层的开口缩小。然而，科学家们现在相信，这个空洞可能要到2065年才能完全修复北极预计将在2040年左右恢复。虽然我们有一个臭氧空洞恢复的预测尺度可能令人鼓舞，但还有另一个担忧。臭氧层以每年百分之几的速度消耗，最明显的是在地球的中纬度地区。当科学家们在努力理解这一现象时，由于紫外线的照射量增加，人类患癌症的风险也在增加，这是由于大气保护层变薄和臭氧层空洞造成的。这些复杂的情况也与全球变暖密切相关气雾剂产品中含有氟氯化碳。