南極臭氧洞臭氧減少是怎麼發現的,南極臭氧洞是如何形成的

2022-03-19 12:32:39 字數 4673 閱讀 7317

1樓:廣西師範大學出版社

2023年4月初,參加「歐洲北極平流層臭氧試驗」的300名科學家,在進行了長達5個月的大規模考察後宣佈,北極地區上空的臭氧已減少到有記錄以來的最低水平,僅當年頭兩個月就減少了20%,北極平流層裡的氯含量比正常水平高出70倍。

瑞典北部的一個臭氧層研究站觀測到,從2023年12月到2023年1月,斯堪的納維亞上空的臭氧層出現了從未有過的稀薄現象。挪威首都奧斯陸上空的臭氧含量比正常年份低23%,到2月份時仍低18%,直到4月初才恢復正常。

2月3日,美國國家航空航天局曾提出的初步報告表明,臭氧層的破壞比科學家們預料的要糟糕得多。臭氧層破壞從極「帽」向中緯度地區蔓延是最引人注目的變化。美國科學家用高層大氣研究衛星和一架改裝後的間碟飛機在北部天空進行了幾個月的試驗,結果發現臭氧層中氧化氯濃度達最高紀錄。

由於這一訊息令人震驚,美國國家航空航天局比計劃完成試驗時間提前一個月公佈了結果。最新資料表明,包括美國北部、加拿大、歐洲和前蘇聯在內的一些地區,2023年冬季到2023年春季,臭氧消耗多達40%,這幾乎同北極上空50%的耗損記錄一樣壞。

2樓:匿名使用者

20世紀70年代,當時英國的科學家通過觀測首先發現,在地球南極上空的大氣層中,臭氧的含量開始逐漸減少,尤其在每年的9-10月(這時相當於南半球的春季)減少更為明顯。美國的「雲雨7號」衛星進一步探測表明,臭氧減少的區域位於南極上空,呈橢圓形,2023年已和美國整個國土面積相似。這一切就好像天空塌陷了一塊似的,科學家把這個現象稱為南極臭氧洞。

南極臭氧洞的發現使人們深感不安,它表明包圍在地球外的臭氧層已經處於危機之中。

南極臭氧洞是如何形成的?

3樓:匿名使用者

臭氧洞為什麼發生在南極地區?為什麼臭氧損耗的規模如此之大?為什麼每年的南極臭氧洞發生在春季?

目前,對於臭氧層空洞形成機制大致有三種理論解釋:①動力氣象學上的極地緯向環流變化造成輸送至南極上空的臭氧減少,形成臭氧洞;②極地冰晶效應影響下的多相化學反應引起臭氧的減少,出現臭氧洞;③與太陽輻射變化相關的動力氣象因素及光化學反應(包括人類活動影響)綜合作用導致臭氧洞的形成。

美國科學家莫里納和羅蘭德提出,人工合成的一些含氯和含溴的物質是造成南極臭氧洞的元凶,最典型的是氟氯碳化合物(cfc,俗稱氟里昂)和含溴化合物哈龍(halon)。越來越多的科學證據證實,氯和溴在平流層通過催化化學過程破壞臭氧是造成南極臭氧洞的根本原因。那麼,氟里昂和哈龍是怎樣進入平流層,又是如何引起臭氧層破壞的呢?

就重量而言,人為釋放的cfc和halon的分子都比空氣分子重,但這些化合物在對流層是化學惰性的,即使最活潑的大氣組分———自由基對cfc和halon的氧化作用也微乎其微。因此它們在對流層十分穩定,不能通過一般的大氣化學反應去除。經過一兩年的時間,這些化合物會在全球範圍內的對流層分佈均勻,然後主要在熱帶地區上空被大氣環流帶入到平流層,風又將它們從低緯度地區向高緯度地區輸送,在平流層內均勻混合。

在平流層內,強烈的紫外線照射使cfc和halon分子發生解離,釋放出高活性的原子態的氯和溴,氯和溴原子也是自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破壞臭氧層的主要物質,它們對臭氧的破壞是以催化的方式進行的。溴原子自由基也以同樣的過程破壞臭氧,因此也是催化劑。

據估算,一個氯原子自由基可以破壞104—105個臭氧分子,而由halon釋放的溴原子自由基對臭氧的破壞能力是氯原子的30—60倍。而且,氯原子自由基和溴原子自由基之間還存在協同作用,即二者同時存在時,破壞臭氧的能力要大於二者簡單的加和。

但是,上述的均相化學反應並不能解釋南極臭氧洞形成的全部過程。深入的科學研究發現,臭氧洞的形成是有空氣動力學過程參與的非均相催化反應過程。所謂非均相,是指大氣中除氣態組分外,還有固相和液相的組分。

人們對大氣中存在雲、霧和降雨等早已司空見慣,但這種現象一般發生在對流層。平流層乾燥寒冷,空氣稀薄,較少出現對流層這些天氣現象。但在冬天,南極地區的溫度極低,可以達到零下80攝氏度,這樣極端的低溫造成兩種非常重要的過程,一是極地的空氣受冷下沉,形成一個強烈的西向環流,稱為「極地渦旋」。

該渦旋的重要作用是使南極空氣與大氣的其餘部分隔離,從而使渦旋內部的大氣成為一個巨大的反應器。另外,儘管南極空氣十分乾燥,極低的溫度使該地區仍有成雲過程,雲滴的主要成分是三水合硝酸和冰晶,稱為極地平流層雲。

實際上,當cfc和halon進入平流層後,通常是以化學惰性的形態而存在,並無原子態的活性氯和溴的釋放。南極的科學考察和實驗室的研究都證明,化學惰性的clono2和hcl在平流層雲表面會發生化學反應,結果造成cl2和hocl2組分的不斷積累。

cl2和hocl是在紫外線照射下極易光解的分子,但在冬天南極的紫外光極少,cl2和hocl的光解機會很小。當春天來臨時,陽光返回南極地區,太陽輻射中的紫外射線使cl2和hocl開始發生大量的光解,產生前述的均相催化過程所需的大量的原子氯,從而造成嚴重的臭氧損耗。氯原子的催化過程可以解釋所觀測到的南極臭氧破壞的約70%,另外,氯原子和溴原子的協同機制可以解釋大約20%。

隨後更多的太陽光到達南極,南極地區的溫度上升,氣象條件發生變化,結果是南極渦旋逐漸消失,南極地區臭氧濃度極低的空氣傳輸到地球的其他高緯度和中緯度地區,造成全球範圍的臭氧濃度下降。

北極也發生與南極同樣的空氣動力學和化學過程。研究發現,北極地區在每年的一月至二月生成北極渦旋,並發現有北極平流層雲的存在。在渦旋內氯基(c1o)佔氯總量的85%以上,同時測到與南極渦旋內濃度相當的溴基(bro)的濃度。

但由於北極不存在類似南極的冰川,加上氣象條件的差異,北極渦旋的溫度遠較南極高,而且北極平流層雲的量也比南極少得多,因此目前北極的臭氧層破壞還沒有達到出現又一個臭氧洞的程度。

因此,南極臭氧洞的形成是包含大氣化學、氣象學變化的非均相的複雜過程,但其產生根源是地球表面人為活動產生的氟里昂和哈龍,曾經是一個謎團的臭氧洞得到了清晰的定量的科學解釋。但是令人憂慮的是,cfc和halon具有很長的大氣壽命,一旦進入大氣就很難去除,這意味著它們對臭氧層的破壞會持續一個漫長的過程,臭氧層正受到來自人類活動的巨大威脅。

4樓:匿名使用者

在平流層中一個氧分子受到太陽強紫外輻射變成兩個氧原子:o2+hv→o+o,氧原子與鄰近的氧分子反應生成臭氧:o+o2→o3,臭氧受強烈紫外輻射分解成氧分子和一個氧原子或與活潑的氧原子作用形成兩個氧分子:

o3+hv→o2+o或者o3+o→o2+o2。上述的生成與分解過程維持著微妙又脆弱的平衡。

太陽紫外輻射強弱決定臭氧量的多少。紫外輻射強度變化有兩個原因,一是太陽活動強弱,太陽黑子活動峰年時,紫外輻射強度大,臭氧量增加,有人認為多3%;二是太陽紫外輻射強度隨地球緯度的分佈,赤道獲得強度最大,兩極最小,甚至,在極地冬季極夜期間沒有太陽輻射,本地的臭氧完全靠風自赤道向極地輸送。可以說赤道上空是臭氧的主要**,但是,由於風向兩極輸送臭氧,兩極的臭氧量反而遠遠大於赤道。

注意到兩極的冬季臭氧的補充取決於風自赤道向兩極的輸運過程,如果有一個圍繞極地旋轉的強大氣流,阻斷了自赤道向極地的臭氧輸送過程,極地的臭氧量與夏季相比不會有很大變化。

南極上空出現臭氧層空洞的主要原因是什麼

5樓:假面

南極上空出現臭氧層空洞的主要原因是:太陽風射來的粒子流在地磁場的作用下向地磁兩極集中,並破壞了那裡的臭氧分子。使用氟利昂作製冷劑及在其他方面使用也是原因之一。

宇宙高能粒子簇射破壞了臭氧層。美國地球與宇宙研究局局長登·貝克認為,通過人造地球衛星發現,地球每隔27天就有兩天半要受到宇宙高能粒子簇射,射向地球的帶電粒子,其能量為200~1500萬電子伏特。

這些帶電粒子在地球磁場作用下沿著磁力線向南北兩極射去,當南半球冬季到來時,南極大陸處於黑夜,大氣中間層的氮、氫化合物在帶電粒子的影響下濃度開始升高。

當南極大陸出現太陽的早春季節到來時,氮、氫化合物由於氣溫升高開始發生化學反應,這一過程使臭氧層迅速遭到破壞,因而在南極上空臭氧層出現空洞。由於大氣層總環流的穩定性和地球磁場的不同結構,北極磁場比南極磁場較強和均勻,因此這種化學過程只對南極大陸產生影響。

臭氧層是大氣平流層中臭氧濃度最大處,是地球的一個保護層,太陽紫外線輻射大部被其吸收。有學者認為南極臭氧層空洞是一種自然現象。關於臭氧層空洞的成因,尚有待進一步研究。

6樓:奇點使者

南極上空的臭氧層空洞出現新變化,科學家:30年後將完全消失

7樓:

抖音,火山之類的垃圾東西和不要臉只認錢的人太多了造謠產生出來的。八幾年的時候是有個別極端一些的科學家提出擔心,而事實上那也只是誇大的說法,就像現在又在炒作九八年外星人一樣道理,吸引眼球賺取流量,轉換現金。

8樓:

首先應知道破壞臭氧層的主要物質是氯氟烴,臭氧空洞指的是臭氧層稀薄.

地球南極上空出現臭氧空洞的原因是:南極上空終年受極地高壓控制,氣流呈反氣旋運動,這樣在南極上空有一個深厚的渦旋,氣流沿著南極高原作順時針旋轉,把南極大陸封閉起來。從赤道來的富含臭氧的氣流進不了南極上空。

而在旋渦中上升的空氣,因為上升過程中氣溫下降的速度要比實際大氣中溫度隨高度分佈的速度快得多。加上南極高原本來就海拔高氣溫低,因而形成極低的低溫環境。臭氧層所在的20公里高度上氣溫常常在-80℃以下(比北極要低得多)。

南極大氣渦旋中的空氣上升過程中還會生成大量的冰晶雲,雲中的冰晶不斷吸收氯氟烴氣體,濃度越來越高,氯氟烴與臭氧在此外線照射下發生化學反應,臭氧層因大量損耗臭氧而出現臭氧洞。

南極上空的「臭氧空洞」是怎樣形成的??、

9樓:實閒

因溫度非常低,易生成冰晶雲,這種雲加劇了氯的催化作用, 使大量的臭氧被分解。南極封閉的大氣環流系統使得被分解的臭氧得不到補充。所以,大氣 中的化學反應和大氣運動相輔相成,緊密相關,在南極上空形成臭氧空洞。求採納

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