自然与人-28.25   臭氧洞与极地附近的大气环流有关系

李开乐

    摘要：臭氧洞有关问题：1.大气臭氧洞与史俱有，是以前不知道；2.是极圈离心作用使极地大气层变稀薄；3.地转在南极春季最快，南极被甩跑的空气总量也达最大值；4.南极洲地形高而不平，离心作用比北极大得多，才使上层大气更塌陷下来而出现臭氧洞。

    臭氧洞与极地附近的大气环流有直接关系。近些年南极地区上空出现臭氧洞，笔者认为这可以说明如下几个问题。
    ⑴是由于近代的科技进步才使人们能观测到了臭氧洞，以前既没人到南极去，也缺少技术，对臭氧洞并不太了解，不能说以前就没有臭氧洞。实际上，大气臭氧洞是与史俱有的，不应该由于自己不了解大自然的实际情况，就胡乱怪罪人类的活动破坏了大气臭氧层。
    ⑵正因为南北两极圈地面的极大离心作用不断将空气沿着地面搬到低纬度，才使两极附近的大气层比其它纬度稀薄而容易出现臭氧洞，这反过来也说明了自转离心效应的存在毋容置疑。
    ⑶南极只在春季出现臭氧洞，说明南极圈的地转离心作用有明显的季节性变化。一年四季的地球自转速度不相同，在3、4月份自转最慢，而8、9月份自转最快【10】。结合“自然与人-19.2”实验2的情况，便可知南极从冬季开始，不仅由于气候寒冷使空气下沉，还由于地球自转逐渐加快而使南极附近很多空气被甩向低纬度地带。到了9月份，正是南极进入春季的时候，地球自转速度既达到最快，南极被甩跑的空气累计总量也达到了最大值，所以就出现了臭氧洞。从有关南极冬天企鹅的科教电视纪录片中，可以看到了其中的强风带着雪从极地向西北方向源源不断地朝着低纬度吹。为什么南极中心会有那么多的强冷空气持续地流不完呢？显然那些冷空气正是由南极的上空从天而降的。
    ⑷为什么南极有臭氧洞，北极没有？对此，最主要的是因为南极洲地形高而不平，它明显起到了类似于排气扇叶片的作用，可以更有效地将空气甩向低纬度，才使上层大气更塌陷下来，终于出现了臭氧洞。北极没有陆地，虽然冰面与空气之间也有摩擦作用，但对空气的离心作用无法与南极相比。再者，北极的冬、春天（12～4月）正好是地球自转速度逐渐变慢的时候，离心作用的动力本来就不及南极的冬、春天时候大。
    上列几点已经充分说明了臭氧洞的形成是与极地附近的大气环流密切联系在一起的，这又从一个新的角度说明了地形对大气环流的影响非常大，进而也说明了地球自转对大气影响作用的巨大。