全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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“紫外线风暴”和两极臭氧洞对新冠疫情的影响

已有 850 次阅读 2022-7-3 18:38 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

                   “紫外线风暴”和两极臭氧洞对新冠疫情的影响

                                                                 吉林大学:杨学祥,杨冬红

关键提示

      中国科学院空间科学与应用研究中心空间环境监测研究室副主任王世金研究员介绍说,电磁辐射按波长由长到短可以分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、极紫外线、Χ射线、γ射线等。其中,无线电波段对人体无任何有害影响,红外线和可见光波段仅会使人感到热。对人体有伤害的为紫外线、极紫外线、Χ射线、γ射线等高能辐射。当太阳风暴发生时,电磁辐射会突发性增强,有害高能辐射也相应增强。但地球大气层和地球磁场起到了极好的保护作用,极紫外线、Χ射线、γ射线等高能辐射完全被大气所吸收,根本不会到达地面。而紫外线也大部分被大气层中的臭氧所吸收,只有极少的近紫外线会到达地面,对人体有轻微伤害。在太阳耀斑爆发时,大气层外紫外波段会有一定的变化。但通常太阳耀斑爆发持续时间仅为几分钟至几十分钟,且发生机率很低,峰年附近平均也不过每星期1-2次,因此耀斑爆发时的突发性高辐射影响几乎可以忽略。其实人们更应该关注的是大气中的臭氧,这个“保护伞”要是破了,其危害可要严重得多。

https://tech.sina.com.cn/ology/2000-07-24/31479.shtml


臭氧洞漏能效应地磁层漏能效应 

我们在1999年撰文提出,到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收,7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时,会大量破坏南极臭氧,随之产生臭氧洞漏能效应地磁层漏能效应,使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层,导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快,膨胀的对流层自转变慢,这是赤道高空风产生的一个原因。

X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.80400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N2O2/O3所吸收,1555km高度的臭氧层,99%的紫外线被O3所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

20209月南极出现臭氧洞(面积排序12位),20203月北极出现最大臭氧洞。与此同时,大量太阳风带来的高能粒子通过臭氧洞进入地球两极,杀灭新冠病毒,抑制了新冠疫情的发展,形成疫情的季节性波动,对应3-4月和9-11月疫情低谷期。

2020年两极臭氧洞阻碍了新冠病毒疫情的发展 

20203-5月北极出现臭氧洞,20209-12月南极出现臭氧洞。全球疫情爆发低谷在20203-5月和9-12月,臭氧洞扩大导致更多太阳高能粒子进入两极,有利于对病毒的消杀。

https://www.jiemian.com/article/7125750.html

https://new.qq.com/rain/a/20220222A03B1Q00

https://www.163.com/dy/article/H0Q9MGE60534A4SC.html?f=post2020_dy_recommends

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332755.html


“紫外线风暴”对新冠疫情的影响

       据外媒报道,一项新研究追踪了木星极光中壮观的“紫外线风暴”的生命周期,这些极光是由其卫星木卫一的带电粒子产生的。研究作者称,这些“风暴”由环绕木星两极的椭圆形极光活动的黎明一侧的增亮和扩大组成,其演变模式令人惊讶地让人联想到地球极地天空熟悉的极光,称为极光亚暴。新的研究是第一个跟踪风暴从它们在这颗巨大行星的黑夜一侧诞生到它们的全面进化的研究。它于2021年3月16日发表在《AGU Advances》杂志上。

       在“黎明风暴”期间,木星安静而有规律的极光弧会转变为复杂而强烈明亮的极光特征。它在5-10个小时内,从黑夜一侧旋转到黎明一侧面,最终到白天一侧,向太空发射数百到数千吉瓦的紫外线。这种巨大的亮度意味着至少有十倍以上的能量从磁层转移到木星的高层大气中。

https://www.cnbeta.com/articles/science/1104635.htm

      紫外线能杀灭病毒,这是人人皆知的科普知识。可是,说太阳风暴和极光能杀灭病毒,却引起不小的争论,因为人们从来就没有听说过。事实上,太阳风暴可以产生极光并且在极夜和极昼交替中都能形成紫外线风暴,杀灭病毒自然也就顺理成章。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1345676.html


臭氧洞对新冠疫情的影响

       根据地球公转轨道,秋分(922-24日)到冬至(1221-23日),南极的极昼使太阳辐射对南极最强,产生南极的臭氧洞(或臭氧稀薄区);春分(320-22日)到夏至(621-22日,北极的极昼使太阳对北极辐射最强,易产生北极的臭氧洞(或臭氧稀薄区)。其中,2010年冰岛火山的异常喷发规模最大,火山灰集中在北极,降温和破坏臭氧的作用值得关注。由于地球近日点在13日或4日,远日点在72日或3日,这是南极比北极更容易出现臭氧洞的原因,也是臭氧洞季节性变化的原因。

臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现特别是,由于没有达到臭氧洞低浓度的标准,臭氧洞没有出现,但是北极臭氧稀薄区在3月和南极臭氧稀薄区在9月也会周期存在,从而形成每年3月和9月两极地区的臭氧稀薄区变化周期。这是冠状病毒季节性爆发的原因。

每年3月20日(春分)开始的北极臭氧洞或臭氧稀薄区和9月23日(秋分)开始的臭氧洞的臭氧洞漏能效应,相当于大自然对地球的两次大规模消杀病毒过程,对冠状病毒的抑制或杀灭作用不可忽视。

      事实上,地球南北极都出现过臭氧洞,证实了我们的理论。彗星的轨道是一个偏心率很大的椭圆,受太阳风压力作用,在近日点彗尾最长,在远日点彗尾最短。同样,地球轨道也是一个椭圆,在近日点气尾最长,在远日点气尾最短。这是南极臭氧洞比北极臭氧洞面积大,存在时间长的原因(见图1)。


太阳风压缩大气层形成臭氧洞和气尾.png 

 1  太阳风压缩大气层背光流动形成两极地区极昼时臭氧洞(或臭氧稀薄区)和极夜时气尾

2020年两极臭氧洞阻碍了新冠病毒疫情的发展 

20203-5月北极出现臭氧洞,20209-12月南极出现臭氧洞。全球疫情爆发低谷在20203-5月和9-12月,臭氧洞扩大导致更多太阳高能粒子进入两极,有利于对病毒的消杀。

https://www.jiemian.com/article/7125750.html

https://new.qq.com/rain/a/20220222A03B1Q00

https://www.163.com/dy/article/H0Q9MGE60534A4SC.html?f=post2020_dy_recommends

根据地球轨道周期,臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现由于没有达到臭氧洞低浓度的标准,即使是臭氧洞没有出现,但是北极臭氧稀薄区在3月和南极臭氧稀薄区在9月也会周期存在,从而形成每年3月和9月两极地区的臭氧稀薄区变化周期。这是新冠病毒季节性爆发的第一大原因。

第一、每年3-4月和9-11月的臭氧洞漏能效应,相当于大自然对地球的两次大规模消杀病毒过程,对冠状病毒的抑制或杀灭作用不可忽视。

第二、每年6-8月北半球夏季太阳黑子最强,每年1-2月和12月北半球冬季太阳黑子最弱,这是新冠疫情季节性波动第二大原因。南半球与此相反,每年6-8月南半球冬季季太阳黑子最弱,每年1-2月和12月南半球夏季太阳黑子最强,

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332521.html

巧合的是,2019年全球爆发了新冠病毒疫情,2020年3月发生北极臭氧洞和9月发生南极臭氧洞。大量太阳高能粒子通过臭氧洞进入地表,灭杀了新冠病毒,保护了人类,其作用和贡献却被忽视。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330844.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330966.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332755.html

       2021-2022年北极没有出现臭氧洞,太阳风的强度不大,降低了全球消杀病毒的力度,这是新冠疫情持续三年的重要原因之一。


相关报道

“太阳风暴”对人类健康影响微乎其微

http://www.sina.com.cn 2000/07/24 09:29 光明日报

  本报北京7月23日电(记者薛冬通讯员罗杨)随着第23周太阳活动峰年的到来,太阳活动日益频繁。人们十分关心“太阳风暴”是否会影响人类的健康,关于这一点众说纷纭。近日,记者采访了中国科学院空间科学与应用研究中心空间环境监测研究室副主任王世金研究员,他指出,太阳风暴对人类健康的影响几乎等于零。

  王世金介绍说,电磁辐射按波长由长到短可以分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、极紫外线、Χ射线、γ射线等。其中,无线电波段对人体无任何有害影响,红外线和可见光波段仅会使人感到热。对人体有伤害的为紫外线、极紫外线、Χ射线、γ射线等高能辐射。当太阳风暴发生时,电磁辐射会突发性增强,有害高能辐射也相应增强。但地球大气层和地球磁场起到了极好的保护作用,极紫外线、Χ射线、γ射线等高能辐射完全被大气所吸收,根本不会到达地面。而紫外线也大部分被大气层中的臭氧所吸收,只有极少的近紫外线会到达地面,对人体有轻微伤害。在太阳耀斑爆发时,大气层外紫外波段会有一定的变化。但通常太阳耀斑爆发持续时间仅为几分钟至几十分钟,且发生机率很低,峰年附近平均也不过每星期1-2次,因此耀斑爆发时的突发性高辐射影响几乎可以忽略。即使在户外正巧遇上耀斑所产生的辐射,也只是等效于平时在户外多待几分钟至几十分钟,如果阳光斜射或阴天,则影响更小。

  王世金说,在我国,飞机上的人员也不必担心,因为由于地磁场的不对称性,我国上空的磁场屏蔽能力比较强,而北美和北欧相对较弱,即使在那里,也仅仅在1989年9月发生过一次高空飞行的飞机(巴黎至华盛顿)辐射剂量超过警戒线。所以,中国人完全不必担心高能粒子辐射的影响。其实人们更应该关注的是大气中的臭氧,这个“保护伞”要是破了,其危害可要严重得多。

  另有消息称,“太阳风暴”期间,心脑血管病人会比较敏感,记者为此与有关专业医院联系,院方说,并没有发现这一时期病人有所增加。王世金研究员认为,这一说法以及人体免疫力会下降等观点到目前为止还缺乏令人信服的证据。

https://tech.sina.com.cn/ology/2000-07-24/31479.shtml

北极上空出现罕见臭氧层空洞,这次真的不关人类的事! 

2022-06-26 16:11


我们都知道臭氧层空洞主要是由氟氯烃等化学物质引起的。由于它们稳定的化学性质使得它们在对流层不能发生反应,进入平流层后被强紫外线照射释放出氯离子,与臭氧发生反应,进而侵蚀了臭氧层。在之前的报道中,臭氧层空洞一直出现在南极的上空,从未听说北极圈上空有臭氧层空洞的消息。

臭氧层空洞集中在南极上空的原因

南极之所以成为臭氧层空洞的集中地,主要是因为南极气温要比北极低很多,在冬天经常发生气温骤降。冷空气让水蒸气和在平流程层中的冰晶云凝结成极地平流层云。由于冰晶云中富含大量的酸类混合物,所形成的极地平流层云更容易释放大量的氯离子,加剧了对臭氧层的破坏。

另一个原因就是极地环流。在极地冷空气的下沉会形成一个环流。大量中低纬地区产生的化学物质随着大气到达极地,随着极地的冷空气沉降。而南极多山,这些物质沉降后很难随着大气环流被环流出来,于是就会在极地累积,形成臭氧空洞。

而臭氧是由于氧气的电离作用形成的,这种电离最频繁的地方是中高纬地区,这里大气极度不稳定。因此到达极地的会很少。这种消耗与补充的不对等也是南极臭氧层空洞的主要原因。

《自然》杂志发表论文称在北极圈上空首次观察到有记录以来最大的臭氧层空洞,面积大约是格陵兰岛的3倍,与南极圈每年形成的臭氧层空洞大小相当。这一消息相当令人震惊,让臭氧层空洞这个本已渐渐陌生的词汇再次冲上热搜。

北极为何会出现臭氧层空洞

与南极相比,北极温度变化较大,臭氧层一般不会被破坏。但是今年的情况有些特殊。强劲的北极西风将冷空气困在了“极地气旋”当中,诱发了消耗臭氧的化学反应,最终出现了臭氧层空洞。

北极其实在1997年和2011年经历过臭氧层的损耗,但是由于今年北极上空的冷空气比1979年以来任何一个冬天都要强,致使今年的臭氧损耗超过以往,并打破了在2011年创下的臭氧层消耗记录。

不过德国大气科学家MarkusRex说,北极的臭氧层空洞并不会对人体造成伤害。未来几周,这个臭氧层空洞飘到人口稠密的低纬度地区的可能性也较小。即使出现这种情况,通过涂抹防晒霜也能避免。

欧洲天气预报中心的大气科学家也称,随着大气温度的上升,极地涡旋就会破裂,北极的臭氧层空洞很快就会恢复原样。既然大气温度上升能够让臭氧层空洞恢复原样,有人就曾提出全球变暖是不是对臭氧空洞有修复作用。

全球变暖是催化剂还是修复剂

答案是否定的。有研究表明全球变暖不仅不能修复臭氧层空洞,还会加剧臭氧损耗,形成更大的臭氧层空洞。

二氧化碳的大量排放让低层大气滞留的热量更多,因此平流层会比以往更冷,这就会造就极地平流层更多的云量,催化出更多的氯自由基。臭氧消耗的更多,臭氧层空洞的概率也变得更大。由于臭氧会吸收辐射放出热量,臭氧层空洞的存在使得臭氧层的温度变低,又进一步加剧了臭氧的损耗。

因此,我们不能再抱有全球变暖是良好现象的幻想。人类的活动确实一直在对地球造成伤害。虽然氟利昂已经被禁止使用很多年了,但是当初排放出的那些有害物质仍然飘散在大气中,久久不能被分解掉。虽然北极上空的臭氧空洞会慢慢修复,但南极上空的臭氧空洞还会一直存在。


https://www.sohu.com/a/561132267_121138710




https://wap.sciencenet.cn/blog-2277-1345705.html

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