位于地球南北两端的南极和北极，常年为冰雪所覆盖，自然环境恶劣、气候寒冷。我们通常所讲的南极和北极并不仅仅指的是南极点和北极点，而是南极地区和北极地区。南极地区，通常指南纬60°以南地区，包括南极大陆、亚南极岛屿和环绕南极大陆的南大洋，是一块被海洋包围的冰雪大陆； 而北极地区，一般指北纬66.5°以北地区，包括北冰洋、边缘陆地海岸带及岛屿，是一片被大陆包围的冰雪海洋。那么这两个地方究竟哪一个更冷呢?

在南极（南纬76º），不论冬夏到处都是冰天雪地，而在中国北极黄河站所在的斯瓦尔巴(即使到了北纬78°-79º)，到了夏季，那里水草丰美，鲜花盛开，你不但也可以看到“树”（趴在地上长的桦树和身高不足10厘米的柳木），而且像洁白的北极棉、金黄和蓝色的北极罂粟、虎耳草、仙女木等也都在北极短暂的夏季竞相开放。当然，还有品种繁多的多年开花草本植物。如果你足够幸运，你还可以在北极苔原上看到苍蝇和蚊子，这么说来，北极相对于南极，可以说是更加生机盎然了。

南极为什么会出现臭氧洞？

南极臭氧洞（图源：美国国家航空航天局）

南极臭氧洞的出现与人类活动关系密切。近40年来，南极每年春季都出现臭氧洞，而北极春季很难出现臭氧洞的原因，竟与南极比北极冷有关。

在春季，由于南极地区臭氧总量急剧减少，会出现低于全球平均值30%-40%的闭合低值区，通常这个值设定为220DU（多布森单位），与周围地区相比，就显得南极洲上空出现一个臭氧低值的“空洞”，这就是南极臭氧洞。南极臭氧洞并不是全年都存在的，只在南极春季出现。通常南极臭氧在7月下旬开始减少，8月中旬后就出现较为明显的臭氧洞，9月下旬到10月上旬臭氧空洞的面积最大，10月底后臭氧急剧增加，臭氧洞填塞，12月中旬恢复正常，就不再有臭氧洞了。南极臭氧洞的强度和范围时大时小，每年都有变化，因此“空洞”中的最低值也是波动的。

臭氧洞的形成需要满足2个必要条件：大气中存在有人类活动排放的氟里昂和溴化烃等消耗臭氧层物质（人为因素），这是春季南极臭氧洞形成的一个必要条件；而春季南极平流层极涡中较长时间的低温（自然因素），则是南极春季臭氧洞形成的又一必要条件。只有同时满足这两个条件，在平流层极涡中低温（温度低于-78℃）条件下形成的冰晶云或液态硫酸气溶胶表面，吸附了大气污染物质，才能在极夜结束后，太阳再次照耀南极时，激发氯和溴的活性，通过光化学反应大量消耗臭氧，在南极春季形成臭氧洞。也就是说，只有这两个必要条件结合起来，才是形成臭氧洞的充分必要条件。

在南极，冬季平流层极涡的温度很低，通常在极夜结束后的春季，低温尚能维持一段时间，有利于臭氧洞的形成，也正是由于平流层温度、极涡强度和位置的变化，造成了各年南极臭氧洞强度和范围的变化。

北极居然也出现了臭氧洞？

1979-2018年南北极春季大气臭氧总量分布 (图源：美国国家航空航天局）

北极更加接近人类活动的地区，北极大气中污染物的浓度也比较高，与南半球相比污染也更为严重；但由于南北两半球海陆分布和南北极下垫面差异等，对气候和大气环流也有很大影响。无论冬、春，北极平流层极涡中温度都比南极高，特别进入春季以后北极极涡很快崩溃导致温度升高。春季，当极夜结束后太阳光再次照耀北极地区时，北极平流层极涡中的温度大都在-78℃以上，很难满足形成平流层冰晶云的必要条件，加之在春季，北极地区臭氧总量通常为400-500DU（多布森单位）的高值区，故2019年以前，北极春季没有出现过臭氧洞。正是北极平流层春季温度高于南极，北极比南极暖，导致北极春季很难出现臭氧洞。

在1997年、2011年和2020年的春季，春季平流层极地涡旋中温度异常偏低，大气臭氧的化学亏损严重，出现了闭合的低值区，只是1997年和2011年最低值未达到出现臭氧洞的标准。而2020年由于北极地区大气环流异常，春季平流层极涡中温度持续偏低，平流层冰晶云面积也创新高，臭氧的化学损耗更大，低值低于220DU（多布森单位） ，故而首次出现了臭氧洞。

在目前大气环境被污染的情况下，南极臭氧洞的变化和北极臭氧洞是否出现，取决于南北两极春季平流层极涡及其低温状态的变化。2020年春，首个北极臭氧洞出现与春季平流层极涡的持续低温有关，是由大气环流等自然因素引起的，并无环境指示意义。

尽管我们对南极和北极的认识还停留在观察和摸索阶段，但为了尽可能地留住地球上最后一片净土，也为了人类生存环境的可持续发展，我们对于南极和北极所做出的每一个改变，都需要怀着对地球母亲的敬畏之心。