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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，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。┻^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(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;">咱們被叫作為臭氧超級(jí)站點(diǎn)，”理查德·奎雷爾博士說。
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)定亦經(jīng)過衛(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，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(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(huì)顯現(xiàn)臭氧空洞。這個(gè)“洞”實(shí)質(zhì)上并不是完全無臭氧。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，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(shí)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“正常”的。
2023年，咱們看到了一個(gè)大而持久的臭氧空洞。
2020 年，咱們亦經(jīng)歷了一個(gè)大洞，況且區(qū)別尋常的是，在北極上方亦顯現(xiàn)了第二個(gè)洞。
臭氧空洞的體積和連續(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(huì)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(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)存在很長期，但有人認(rèn)為，到 2060 年代末，臭氧空洞可能會(huì)作為過去。
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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