據外媒報道，上世紀80年代末，世界各國政府根據《蒙特利爾議定書》達成協議，通過逐步淘汰人類活動排放的消耗臭氧層物質來保護地球臭氧層。逐步淘汰這些物質不僅有助於為後代保護臭氧層，而且還通過限制有害的紫外線輻射到達地球，這保護了人類健康和生態系統。
9月16日是國際臭氧層保護日，讓我們仔細看看今年的臭氧層空洞。
大氣層中的臭氧層能保護地球免受潛在的有害紫外線輻射。20世紀70年代，科學家們發現臭氧層正在枯竭。
臭氧的大氣條件自然地隨溫度、天氣、緯度和海拔而變化，而火山爆發等自然事件噴出的物質也會影響臭氧水平。然而，這些自然現象並不能解釋觀察到的損耗水平，科學家們發現某些人為的化學物質是造成損耗的原因。
臭氧消耗在南極是最大的。這種耗竭造成了所謂的“臭氧層空洞”。“從8月到10月，臭氧空洞的大小在增加–在9月中旬到10月中旬達到最大值。”
《蒙特利爾議定書》於1987年制定，旨在通過逐步停止這些有害物質的生產和消費來保護臭氧層，這正在緩慢地帶來臭氧層的恢復。人類活動排放的一些臭氧消耗物質會在平流層停留幾十年，這意味着臭氧層的恢復是一個非常緩慢、漫長的過程。
《蒙特利爾議定書》顯示了保護環境的國際承諾的力量。衛星數據是監測全球範圍內臭氧層變化的良好手段。哥白尼哨兵-5P(Copernicus Sentinel-5P)衛星的臭氧測量擴展了始於1995年的全球臭氧監測實驗(GOME)的歐洲時間序列。
這些數據可用於長期趨勢監測，另外還能在測量時間后僅3小時向歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的哥白尼大氣監測服務(CAMS)提供臭氧監測和預報。
今天的臭氧層空洞
哨兵-5P的數據顯示，去年南極上空的臭氧空洞是近年來最大、最深的空洞之一。這個洞從8月中旬開始迅速擴大並在10月2日達到約2500萬平方公里的峰值。巨大的臭氧空洞是由一個強大的、穩定的、寒冷的極地渦旋驅動，該渦旋使南極洲上空的臭氧層溫度一直保持寒冷。這跟2019年形成的異常小的臭氧空洞形成鮮明對比。
今年，臭氧空洞的演變似乎跟去年的大小相似，目前約2300萬平方公里，達到了比南極洲更大的範圍。根據CAMS的數據，2021年的臭氧空洞在過去兩周內大幅增長，目前已超過1979年以來該季節該階段臭氧空洞的75%。
歐洲中期天氣預報中心的資深科學家Antje Inness評論稱：“考慮到目前的大氣條件，臭氧的演變是我們可以預期的。未來幾周臭氧空洞的進展將非常有趣。”
ESA的哥白尼哨兵-5P任務負責人Claus Zehner補充道：“哨兵-5P臭氧測量是哥白尼計劃框架內對全球臭氧監測和預測的關鍵貢獻。對南極上空臭氧空洞的監測必須仔細解釋，因為單個空洞的大小、持續時間和臭氧濃度都受到南極周圍當地風場或氣象的影響。然而，我們預計到2050年，南極上空的臭氧空洞將會消失。”
展望未來
在上空運行的衛星是以一致和系統的方式測量臭氧恢復和變化的唯一方法。大多數臭氧測量衛星，如哥白尼哨兵- 5P任務，其提供了一個臭氧柱的值，即從地面到大氣層頂部的空氣柱中的臭氧總量。而與此同時，科學家們還需要顯示不同海拔高度的濃度分布圖來獲得全貌。
即將於2025年發射的Atmospheric Limb Tracker for Investigation of the Upcoming Stratosphere (Altius) 任務將提供上層大氣中臭氧和其他微量氣體的概況，這將為天氣預報等服務及監測長期趨勢提供支持。
據悉，Altius攜帶一個高分辨率的2D成像儀，它可以從地球邊緣或大氣邊界的側面觀察臭氧。這種翼部探測技術允許在不同高度觀察臭氧從而提供不同臭氧濃度的垂直剖面。