美国国家航空航天局一项新研究显示，极端低温、人类产生的化学品，以及大气流动性变差是隐藏在2011年北极臭氧洞背后的原因。

　　尽管两极在冬季都经历了臭氧损耗，然而北极臭氧的损耗强度通常比南极弱，时间也短一些。这是因为破坏臭氧的化学反应中有三个关键要素——人类产生氯氟烃中的氯、寒冷的气温和日光，而这三者一般情况下在北极不会同时出现。北纬最高纬度在早春时节太阳重现于天空时，通常不会再伴随酷寒。不过2011年北极大气的臭氧浓度比冬末平均水平低了约20%。

　　这项新研究显示，尽管北极平流层中的氯是造成2011年冬季臭氧严重损耗的“罪魁祸首”，但异常持续的低温也起了雪上加霜的作用。另外，异常的大气状况阻止了风从热带输送臭氧，至3月之前，造成了臭氧季节性补给的中断。

　　“毫无疑问，2011年的状况是极其个别的，在30多年的卫星记录中，我们都没有发现其他任何时候出现过如此长时间的寒冷，”该研究论文的主要作者、美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的科学家苏珊·斯特拉恩说。该论文近期刊发在《地球物理学研究》期刊上。

　　北极臭氧损耗主要发生在所谓的“极地涡流”内部。大部分年份中，大气波撞击着北极涡流在冬末前往低纬度地区，并在那里消散。与之不同的是，南极涡流却非常稳定，会一直持续到春季中期。不过在2011年，大气出现了异常的静态状况，使得北极涡流连续四个月保持强劲态势，致使3月份太阳重现时北极仍处在一片苦寒之中，同时也加剧了造成臭氧损耗的化学过程。

　　涡流在这种破记录的臭氧低水平状况下还起到了另一作用。斯特拉恩说：“在北极发现的大部分臭氧都是在热带地区形成，再被输送到北极。不过如果出现了强大的涡流，那就好比出现了一道门，会阻止臭氧的进入。”

　　为了确定到底人类产生的化学品与极端寒冷状况的叠加作用和大气流动性异常变差的状况这两方面哪个才是造成臭氧水平低的最主要原因，斯特拉恩和她的同伴们运用了大气化学和传输模式（CTM）进行研究，做了相应的对比试验，并将结果与卫星观测的实际臭氧层情况进行对照。

　　研究团队最后的计算结果是：造成臭氧损失的原因有三分之二来自于氯污染和极端低温的叠加，而另外三分之一则是由于异常的大气状况阻止了臭氧的补给。一旦涡流在2011年4月消散，热带输送恢复，臭氧浓度便迅速上升，并达到正常水平。

　　斯特拉恩说：“2011年从气象角度上讲是异常的年份，不过类似状况在30年里很可能不会再次发生。同时，在《蒙特利尔议定书》签订后，我们停止了含氯氟烃产品的大量生产，大气中的氯含量也将随之下降。即使未来30年我们再次遭遇类似的气象条件，但由于大气中氯含量的降低，臭氧损耗也极有可能不会再如此严重。”