乐动力微信运动同步:南极上的臭氧空洞

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/04/28 13:16:36
为什么南极上的臭氧空洞很明显

1、地球大气的对流层厚度是不均一的,赤道较厚(约12千米)往两极减薄,两极约为7千米。
2、南极洲是高原大陆,对流层就更薄了。
3、对流层之上是平流层,臭氧主要集中在平流层,臭氧空洞也就出现在平流层。
4、人类排放的氯氟烃容易进入平流层。
另:除了南极洲出现臭氧空洞外,由于同样原因,青藏高原也出现了臭氧薄层。
妥否?请指正。

2008年形成的南极臭氧空洞的面积到9月第二个星期就已达2700万平方公里,而2007年的臭氧空洞面积只有2500万平方公里。2000年,南极上空的臭氧空洞面积达创记录的2800万平方公里,相当于4个澳大利亚。科学家目前尚不清楚2008年的臭氧空洞面积是否会打破这个记录。   科学家认为,去年臭氧空洞面积较小的主要原因在于气候,而不是因为破坏臭氧层的化学气体排放减少。英国南极考察科学家阿兰·罗杰说,去年南极上空臭氧空洞缩小在历史记录上应被看作是个别现象。因此,臭氧层空洞面积有可能进一步扩大。   大气圈的臭氧入不敷出,浓度降低。科学家在1985年首次发现: 1984年9、10月间,南极上空的臭氧层中,臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40%,已不能充分阻挡过量的紫外线,造成这个保护生命的特殊圈层出现“空洞”,威胁着南极海洋中浮游植物的生存。据世界气象组织的报告:1994年发现北极地区上空平流层中的臭氧含量,也有减少,在某些月份比20世纪60年代减少了25-30%。而南极上空臭氧层的空洞还在扩大,1998年9月创下了面积最大达到2500万Km2的历史记录。   臭氧层为什么会出现“空洞”?许多科学家认为,是使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用的结果。氟利昂由碳、氯、氟组成,其中的氯离子释放出来进入大气后,能反复破坏臭氧分子,自己仍保持原状,因此尽管其量甚微,也能使臭氧分子减少到形成“空洞”。我国科学家新近提出,仅仅是氟利昂的作用还不够,太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中,并破坏了那里的臭氧分子,这才是主要原因。(杨学祥,1999)而无论如何,人为地将氯离子送进大气,终是一种有害行为。  本世纪70年代,当时英国的科学家通过观测首先发现,在地球南极上空的大气层中,臭氧的含量开始逐渐减少,尤其在每年的9-10月(这时相当于南半球的春季)减少更为明显。美国的“云雨7号”卫星进一步探测表明,臭氧减少的区域位于南极上空,呈椭圆形,1985年已和美国整个国土面积相似。这一切就好像天空塌陷了一块似的,科学家把这个现象称为南极臭氧洞。南极臭氧洞的发现使人们深感不安,它表明包围在地球外的臭氧层已经处于危机之中。于是科学家在南极设立了研究中心,进一步研究臭氧层的破坏情况。1989年,科学家又赴北极进行考察研究,结果发现北极上空的臭氧层也已遭到严重破坏,但程度比南极要轻一些。 导致大气中臭氧减少和耗竭的物质,主要是平流层内超音速飞机排放的大量NO。以及人类大量生产与使用的氯氟烃化合物(氟利昂),如CFCl3(氟利昂-11)、CF2Cl2(氟利昂-12)等。1973年,全球这两种氟利昂的产量达480万、,其大部分进入低层大气,再进入臭氧层。氟利昂在对流层内性质稳定,但进入臭氧层后,易与臭氧发生反应而消耗臭氧,以致降低臭氧层中O3浓度。

当前,对南极上空出现臭氧空洞的原因有种种解释,归纳起来有如下三点:

(1)宇宙高能粒子簇射破坏了臭氧层。
(2)化学反应引起臭氧耗损造成臭氧空洞。
(3)大量废气的排放使臭氧层出现空洞。

南极的臭氧层空洞包括动力学机制和光化学机制两个方面。

动力学:低平流层的纬向平均输送有热带向上运动、两极向 下沉积的循环方式。向上的输送会将对流层上层O3混合比低的空气带到平流层,使低平流层的O3含量降低。在气流下沉处则又会将高O3混合比的空气向极地、向下输送,使O3的混合比增高。但在极地存在相对稳定的环极涡流(极涡),因此在极涡中心臭氧减少,而极涡周围臭氧上升。
明白地说,就是O3在南极的传输出了问题,使得O3更多地分布在南极洲的外围。

光化学:(这里面涉及一些大学知识)
1. 极夜期间NOx向N2O5的转化
2. 在温度低于215~210K的情况下,由离子和/或
气溶胶催化使N2O5和ClONO2转化形成HNO3
3. 在温度低于205K的情况下, HNO3蒸汽与水发
生非均相、非同类分子的凝聚,产生平流层
云颗粒物(PSC),导致气态HNO3的减少
4. 由宇宙射线和臭氧光解形成的OH基,在阳光
返回极地后,经甲烷的光化学反应氧化而积

5. HCl和HBr通过与OH反应转化为ClOx、BrOx;
ClONO2通过非均相反应产生ClOx、BrOx
6. 经ClOx、BrOx催化,臭氧被破坏

臭氧层的空洞是一个综合性的原因。
但是具体是什么,其实还有很多的争论。上面的事比较说得通的。