平流层臭氧损耗的现状
平流层臭氧层破坏与环境保护措施

平流层臭氧层破坏与环境保护措施趁着这个机会,我想和大家探讨一下平流层臭氧层破坏与环境保护措施这个重要的议题。
首先,我们需要了解平流层臭氧层的作用。
平流层位于地球大气层系统中的第二层,高度约为10到50公里。
在这个层次,臭氧分子起着关键的作用。
臭氧层可以阻挡大部分太阳紫外线辐射,对地球生态系统和人类健康至关重要。
然而,近几十年来,我们目睹了平流层臭氧层的破坏,这成为了全球环境问题的一部分。
其次,我们来了解一下臭氧层破坏的原因。
科学家们已经证实,主要的原因是人类活动排放出的氯氟烃(CFCs)和其他类似物质。
这些化学物质很难被分解,它们会随着大气循环逐渐上升到平流层,并与臭氧分子发生反应,使臭氧逐渐减少。
此外,冷却剂和消防剂等工业用途中的氢氟氯烃也是臭氧层破坏的元凶之一。
随着平流层臭氧层破坏的不断加剧,人们采取了一系列环境保护措施来减缓其影响。
首先,国际社会制定了一系列严格的法律法规,限制和减少了氟氯烃的使用。
《蒙特利尔议定书》就是最著名的例子之一,它于1987年生效,旨在保护臭氧层。
通过这些国际协定,全球范围内逐渐减少了对臭氧层的破坏。
此外,各国政府还采取了一系列内部措施来保护平流层臭氧层。
例如,禁止使用含有氟氯烃的产品,如空调和冰箱。
工业界也在开发和推广环保替代品,这些替代品对臭氧层无害,并且更加环保。
当然,环境保护不仅仅是政府的责任,也涉及到每个人的日常生活。
我们每个人都可以为保护平流层臭氧层做出贡献。
例如,我们可以选择使用环保产品,减少使用一次性塑料制品,并合理使用空调和冰箱。
通过这些个人的努力,我们可以共同保护我们的地球家园。
然而,平流层臭氧层的恢复和保护并非一蹴而就。
这需要每个国家、每个人共同努力,跨国合作,共同制定更加严格的法律法规。
我们需要加大对环保科技的投入,推动可持续发展,减少对臭氧层的进一步破坏。
总结起来,平流层臭氧层的破坏是一个严峻的全球环境问题。
随着全球社会的关注和环境保护措施的实施,我们取得了一定的进展。
臭氧层的破坏现状及保护措施

臭氧层的破坏现状及保护措施
臭氧层的破坏现状是指大气中的臭氧被各种人为因素破坏,导致臭氧层减少或破坏,进而对地球生态系统产生负面影响的现象。
目前,臭氧层的破坏主要集中在极地地区,形成了极地臭氧空洞。
造成臭氧层破坏的主要原因是人类活动产生的氯氟化合物(CFCs)、溴氟化合物(HFCs)和卤代烃等化学物质的排放。
这些化学物质会进入大气层中,并在高空被紫外线分解,释放出氯原子和溴原子。
氯原子和溴原子会破坏臭氧分子,导致臭氧层变薄或破坏。
为了保护臭氧层,国际社会采取了一系列的保护措施:
1. 蒙特利尔议定书:1987年签署的《蒙特利尔议定书》是全
球范围内首个关于保护臭氧层的国际公约。
该议定书规定逐步淘汰和减少臭氧层破坏物质的生产和使用,并制定了相应的时间表和措施。
2. 淘汰有害物质:各国政府采取了一系列法律法规和政策,禁止或限制使用臭氧层破坏物质,推动相关行业转向使用环保替代品。
3. 促进清洁生产:推广和普及清洁生产技术,减少化学物质的排放和释放,降低对臭氧层的破坏。
4. 加强监测和研究:建立完善的环境监测体系,定期监测大气中的臭氧和臭氧破坏物质的浓度,及时发现和应对问题。
5. 提高公众意识:通过教育宣传,提升公众对臭氧层保护的意识,鼓励人们采取环保行动。
臭氧层的破坏现状仍然存在,但国际社会已经采取了一系列的保护措施,并取得了一定的成效。
然而,为了更好地保护臭氧层,各国需要继续加强国际合作,加大对环保技术的研发和推广,共同努力保护地球的大气层。
平流层臭氧损耗的现状

平流层臭氧损耗的现状/green3/chiye/c3.htm1.平流层的物理化学特征顾名思义,平流层的最大特点是大气以平流运动为主,极少垂直方向的对流运动。
这主要是因为平流层的温度结构与对流层不同,在对流层顶到距地表大约35公里的高度内,大气温度变化非常微小,这一高度平流层的大气温度非常低,大约在-80O 左右。
自35 km 到平流层顶,气温随高度的升高而上升。
平流层温度低,空气稀薄,极少水蒸气,在这一层也极少天气过程发生。
由于平流层的高度较对流层高,因此与到达地表的太阳辐射相比,平流层的太阳辐射含有更多的短波紫外辐射。
一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区,波长在315-400 nm (1nm =10-9 m)之间的紫外光称为UV-A 区,该区的紫外线不能被臭氧有效吸收,但是也不造成地表生物圈的损害。
事实上,这一波段少量的紫外线也是地表生物所必需的,它可促进人体的固醇类转化成维生素D,如果缺乏会引起软骨病,尤其对儿童的发育产生不良的影响;波长为280-315 nm的紫外光称为UV-B 区,这一波段的紫外辐射是可能到达地表并对人类和生态系统造成最大危害的部分;波长为200-280 nm的紫外光部分称为UV-C 区,该区紫外线波长短,能量高,不过这一区的紫外线能被大气中的氧气和臭氧完全吸收,即使是平流层的臭氧发生损耗,UV-C 波段的紫外线也不会到达地表造成不良影响。
平流层中最重要的化学组分就是臭氧(O3)。
臭氧是地球大气中的一种微量气体,由三个氧原子组成,是我们熟知的氧气的同素异形体。
臭氧在大气中通常分布在两层,即对流层和平流层中。
环绕在地球表面至高空8-16公里范围内的一层大气称为对流层,这一层中的臭氧对人类和生态环境是有害的,它也是当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质。
对流层向上至大约50公里左右的范围,就是通常所称的平流层。
实际上,平流层保存了大气中90% 的臭氧,位于这一高度的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线(UV-B段),从而保护了地球上的生命。
为什么世界上臭氧空洞最严峻的是两极和青躲高原地区?[技巧]
![为什么世界上臭氧空洞最严峻的是两极和青躲高原地区?[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/5c6ffe0ac381e53a580216fc700abb68a982ad07.png)
为什么世界上臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区?臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体,如果在零度的温度下,沿着垂直的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压,那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。
科学家在南极地区最早发现了严重的臭氧层破坏。
南极是一个非常寒冷的地区,终年被冰雪覆盖,四周环绕着海洋。
在过去10-15年间,每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。
极地上空臭氧层的中心地带,近95%的臭氧被破坏。
从地面向上观测,高空的臭氧层已极其稀薄,与周围相比像是形成了一个“洞”,直径上千千米,“臭氧洞”就是因此而得名的。
臭氧洞可以用一个三维的结构来描述,即臭氧洞的面积、深度及延续时间。
1987年10月,南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半,臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。
从那以后,臭氧浓度下降的速度还在加快,有时甚至减少到只剩30%,臭氧洞的面积也在不断扩大。
1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。
近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展,1995年观测到的臭氧洞的天数是77天,到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏,臭氧洞发生天数增加到80天。
1997年至今,科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前,1998年臭氧洞的持续时间超过100天,是南极臭氧洞发现以来的最长记录,而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%,几乎可以相当三个澳大利亚的面积。
这一迹象表明,南极臭氧洞的损耗状况正在恶化之中。
为什么“三极”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢?氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上,即北极地区、南极地区和青藏高原的上空。
美、日、英、俄等国家联合观测发现,近年来,北极上空臭氧层也减少了20%。
在被称为是世界上“第三极”的青藏高原,中国大气物理及气象学者的观测也发现,青藏高原上空的臭氧正在以每10年 2.7% 的速度减少。
根据全球总臭氧观测的结果表明,除赤道外,1978-1991年总臭氧每10年间就减少1%-5%。
平流层臭氧耗损问题

0-50公里空气层中臭氧平均密度分布
平流层臭氧浓度沿纬度的分布
在离地面 20-50 公 里高的平流层中发生下列反应形成了大气层中臭氧浓度最 高的区域, 即臭氧层
O2 + 紫外光光子→O + O O2 + O + M→O3 + M 式中: O2—氧分子; O—氧原子; O3—臭氧分子; M—吸收能量的分子。
平流层臭氧耗损问题
大气平流层臭氧耗损及可能导致的气候 和环境效应是目前人们关注的另一重大 全球环境问题,尤其是近些年来南极地 区平流层臭氧空洞的被发现, 更增加了人 们对研究臭氧的兴趣。人们已经注意到, 大气中臭氧浓度变化对人类生存可能产 生的冲击比原来估计的要大。
平流层臭氧基本知识
大气圈的分层结构, 臭氧主要分布在平 流层中
模式计算 1.0 0.82 0.90 0.12 0.04
0.014 0.64 12 5.1
半经验计算 1.00 0.9 0.9 0.12 0.05 0.02 0.57 13 5
耗臭氧物质的臭氧损耗潜势(ODP值)
Ozone depletion potential (ODP) 单位质量某化合物引起的全球臭氧减少量
臭氧层对地球系统的重要性
臭氧对太阳的紫外光辐射有强烈•的吸收作用, 使到 达地表的波长小于 3000 埃的紫外辐射减弱, 从而 保护了地•球上的生物和人。因为过量的紫外辐射 能阻止细胞增长而危及生命。
有关生命起源的研究指出, 在地球臭氧层形成以前, 整个地球受到高能紫外光的辐射, 生物分子很难形 成。此时, 生命分子居于水下, 光合作用进行得很 缓慢。臭氧•层形成以后, 生物有机体才有了广阔的 生存空间。因此平流层的臭氧层常常被•称为“臭 氧保护层”。
臭氧层的破坏与防治

班级:11级测绘工程 姓名:Elimy 学号:1234566
主要内容:
一、前言
二、臭氧层的破坏现状 三、臭氧层破坏的危害 四、保护臭氧层的对策
一、前言
臭氧层破坏是当前全球面临的环境 问题之一。自70年代以来就开始受到世 界各国的关注。
臭氧(O3)是一种有臭味的气体, 常温下为浅蓝色。在大气圈的平流层中, 距地面15~35公里的高度上有一个臭氧 含量较高的臭氧层,它好像一个巨大的 过滤网,可以吸收和滤掉太阳光中有害 的紫外线,有效地保护地球生物的生存。
达到数十亿美元。
四、保护臭氧层的对策
逐渐减少和终止臭氧耗竭物质的 使用和排放
1977年联合国通过了《臭氧层行 动世界计划》,并成立了“国际 臭氧层协调委员会”。1985年签 署了《保护臭氧层维也纳公约》, 1987年签署了《消耗臭氧层物质 的蒙特利尔议定书》。规定:发 达国家2000年全面停止氟利昂的 使用,发展中国家在2016年冻结 使用,2040年淘汰使用。
二、臭氧层的破坏现状
1.南极上空臭氧减少情况
1985年首次发现南极上空春季(10月份)出现 大范围臭氧含量下降(臭氧洞)以来,范围不断 扩大,程度越来越严重,引起了全球的广泛关注。
1985年首次发现南极上空春季(10月份)出现大范围臭氧 含量下降(臭氧洞)以来,范围不断扩大,程度越来越严 重,引起了全球的广泛关注。
臭氧层空洞的遥感卫星图像
2、我国青藏高原臭氧空洞情况
臭
我国科学家 1995年报道, 青藏高原上空 每年6—9月份 也存在臭氧含 量明显下降, 臭氧空洞也已 形成。其空洞 中心臭氧含量 比周围低约 11%,并且目 前仍以0.375% 的速度在下降。 氧空洞情况
平流层臭氧损耗的现状
平流层臭氧损耗的现状平流层的物理化学特征顾名思义,平流层的最大特点是大气以平流运动为主,极少垂直方向的对流运动。
这主要是因为平流层的温度结构与对流层不同,在对流层顶到距地表大约35公里的高度内,大气温度变化非常微小,这一高度平流层的大气温度非常低,大约在-80O 左右。
自35 km 到平流层顶,气温随高度的升高而上升。
平流层温度低,空气稀薄,极少水蒸气,在这一层也极少天气过程发生。
由于平流层的高度较对流层高,因此与到达地表的太阳辐射相比,平流层的太阳辐射含有更多的短波紫外辐射。
一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区,波长在315-400 nm (1nm =10-9 m)之间的紫外光称为UV-A 区,该区的紫外线不能被臭氧有效吸收,但是也不造成地表生物圈的损害。
事实上,这一波段少量的紫外线也是地表生物所必需的,它可促进人体的固醇类转化成维生素D,如果缺乏会引起软骨病,尤其对儿童的发育产生不良的影响;波长为280-315 nm的紫外光称为UV-B 区,这一波段的紫外辐射是可能到达地表并对人类和生态系统造成最大危害的部分;波长为200-280 nm的紫外光部分称为UV-C 区,该区紫外线波长短,能量高,不过这一区的紫外线能被大气中的氧气和臭氧完全吸收,即使是平流层的臭氧发生损耗,UV-C 波段的紫外线也不会到达地表造成不良影响。
平流层中最重要的化学组分就是臭氧(O3)。
臭氧是地球大气中的一种微量气体,由三个氧原子组成,是我们熟知的氧气的同素异形体。
臭氧在大气中通常分布在两层,即对流层和平流层中。
环绕在地球表面至高空8-16公里范围内的一层大气称为对流层,这一层中的臭氧对人类和生态环境是有害的,它也是当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质。
对流层向上至大约50公里左右的范围,就是通常所称的平流层。
实际上,平流层保存了大气中90% 的臭氧,位于这一高度的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线(UV-B段),从而保护了地球上的生命。
臭氧层的变化趋势
臭氧层的变化趋势
臭氧层是地球大气中的一层臭氧浓度较高的区域,主要存在于距离地表约10至50公里的平流层中。
近年来,臭氧层的变化趋势主要体现在以下几个方面:
1. 臭氧层的破坏:由于人类活动产生的氯氟碳化物(CFCs)、溴氟烷(Halons)等物质会释放出氯或溴原子,这些氯或溴原子可以破坏臭氧层。
因此,过度使用这些物质导致了臭氧层的破坏。
最典型的例子就是南极洲上空臭氧空洞的形成,该现象使得南极洲地区臭氧浓度减少,造成紫外线辐射增加,对地球生态环境和人类健康产生了较大的威胁。
2. 国际合作与禁用物质:为了减缓臭氧层破坏的趋势,国际社会在20世纪80年代开始进行了大量相关研究,并在1987年通过了《蒙特利尔议定书》。
该议定书规定减少和逐步消除对臭氧层破坏的物质的生产和消费,禁止各国使用CFCs、Halons等物质。
通过禁用这些物质和全球合作,臭氧层破坏的速度得以减缓。
3. 臭氧层的恢复:由于国际社会的努力,全球CFCs等物质的使用已经大幅减少,臭氧层也开始出现一定程度的恢复。
根据国际臭氧遥感中心(Ozone Monitoring and Research Center)的数据,在一些地区如北半球中纬度地区,臭氧层的厚度开始缓慢增加。
然而,臭氧层的完全恢复仍然需要相当长的时间。
总体来说,臭氧层的变化趋势在过去几十年经历了破坏和慢慢恢复的过程。
国际
社会的合作和禁用破坏臭氧层的物质对于减缓破坏速度和推动恢复具有重要意义。
然而,人类仍需保持警惕,积极减少对大气的污染,以维护臭氧层的稳定和地球生态的平衡。
大气臭氧层破坏及其影响
大气臭氧层破坏及其影响大气臭氧层是地球大气中的一个重要组成部分,它位于距离地表约15至35公里的平流层,起着过滤紫外线、保护地球生物免受紫外线辐射危害的重要作用。
然而,随着工业化进程的加快和人类活动的不断增加,大气臭氧层遭受到了破坏,这种破坏对地球生态环境和人类健康产生了严重影响。
一、大气臭氧层破坏的原因1. 温室气体排放:工业生产、交通运输等活动释放大量温室气体,如二氧化碳、甲烷等,这些气体在大气中的积聚导致温室效应加剧,加速了大气臭氧层的破坏。
2. 氟氯碳化合物(CFCs)的使用:CFCs是一类人造化合物,曾被广泛应用于制冷剂、喷雾剂等产品中。
这些化合物释放到大气中后,会破坏臭氧分子,导致臭氧层变薄。
3. 火山喷发和森林火灾:火山爆发和森林火灾释放大量的气体和颗粒物到大气中,这些物质也会对臭氧层造成破坏。
二、大气臭氧层破坏的影响1. 紫外线辐射增加:大气臭氧层的破坏导致紫外线穿透能力增强,地表紫外线强度升高,对人类健康造成危害,易引发皮肤癌、白内障等疾病。
2. 生物多样性减少:紫外线对植物的生长和繁殖也会产生负面影响,一些植物对紫外线敏感,臭氧层破坏会导致植被减少,影响生态平衡。
3. 气候变化加剧:大气臭氧层破坏会加剧全球气候变暖的趋势,影响冰川融化、海平面上升等现象,对地球气候系统产生深远影响。
4. 农作物减产:紫外线强度增加会影响农作物的生长,导致农作物减产,影响粮食安全。
5. 海洋生态系统受损:臭氧层破坏还会影响海洋生态系统,影响海洋浮游植物的生长,对海洋生物链产生影响。
三、应对大气臭氧层破坏的措施1. 减少温室气体排放:加强工业生产、交通运输等领域的节能减排工作,减少温室气体的排放,减缓大气臭氧层的破坏。
2. 禁止CFCs的使用:国际社会应加强对CFCs等物质的管控,推动替代品的研发和应用,减少对臭氧层的破坏。
3. 加强环境监测:建立健全的环境监测体系,及时监测大气中的臭氧层破坏情况,为科学决策提供数据支持。
臭氧层损耗ppt课件
•
为什么每年的臭氧洞发生在春季?
对于这些涉及臭氧耗损的地域性、季节性及其规模的定 性和定量研究一直是科学界的热点问题。
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
臭氧层被破坏的原因
• 最初对南极臭氧洞的出现,有过三种不同的解释。
上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。深 入的科学研究发现,臭氧洞的形成是有空气动力学过程参与的非均 相催化反应过程。
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
臭氧层被破坏的原因
• Cl·和Br·就是破坏臭氧层的主要物质,它们对臭氧的破坏是以均 相催化的方式进行的。因此,也是催化剂。据估算,一个氯原 子自由基可以破坏10万个臭氧分子,而由Halons释放的溴原子 自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30-60倍。而且,氯原子 自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用,即二者同时存在,
氯原子的催化过程可以解释所观测到的南 极臭氧破坏的70%,另外,氯原子和溴原
子的协同机制可以解释大约20%。
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
臭氧层破坏机制之争
大气物理学家S.F.Singer便是一 名对臭氧消耗的严重性持反对意 见的人。他认为,有许多证据表 明火山对平流层中的氯贡献最大, 远远超过了氟氯烷的影响。由于 氟氯烷比空气重,能进入平流层 的氟氯烷数量极少。而且,第一 次发现南极臭氧空洞是在50年代, 当时氟氯烷的使用还很不普遍。 《臭氧恐慌中的空洞》则声称 “证明了臭氧消耗理论是一个科 学的骗局”。
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平流层臭氧损耗的现状
平流层的物理化学特征
顾名思义,平流层的最大特点是大气以平流运动为主,极少垂直方向的对
流运动。
这主要是因为平流层的温度结构与对流层不同,在对流层顶到距地表
大约35公里的高度内,大气温度变化非常微小,这一高度平流层的大气温度非常低,大约在-800左右。
自35 km到平流层顶,气温随高度的升高而上升。
平流层温度低,空气稀薄,极少水蒸气,在这一层也极少天气过程发生。
由于平流层的高度较对流层高,因此与到达地表的太阳辐射相比,平流层的太阳辐射含有更多的短波紫外辐射。
一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区,波长在315-400 nm (1nm=10-9 之间的紫外光称为UV-A 区,该区的紫外线不能被臭氧有效吸收,但是也不造成地表生物圈的损害。
事
实上,这一波段少量的紫外线也是地表生物所必需的,它可促进人体的固醇类
转化成维生素D,如果缺乏会引起软骨病,尤其对儿童的发育产生不良的影响;波长为280-315 nm的紫外光称为UV-B区,这一波段的紫外辐射是可能到达地表并对人类和生态系统造成最大危害的部分;波长为200-280 nm的紫外光部分称为UV-C区,该区紫外线波长短,能量高,不过这一区的紫外线能被大气中的氧气和臭氧完全吸收,即使是平流层的臭氧发生损耗,UV-C波段的紫外线也不会到达地表造成不良影响。
平流层中最重要的化学组分就是臭氧(03 o臭氧是地球大气中的一种微
量气体,由三个氧原子组成,是我们熟知的氧气的同素异形体。
臭氧在大气中通常分布在两层,即对流层和平流层中。
环绕在地球表面至高空8-16公里范
围内的一层大气称为对流层,这一层中的臭氧对人类和生态环境是有害的,它也是当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质。
对流层向上至大约50公里左
右的范围,就是通常所称的平流层。
实际上,平流层保存了大气中90%的臭氧,位于这一高度的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线(UV-B段. 从而保护了地球上的生命。
'\ 2平流层臭氧的生成和去除/
关于平流层臭氧的生成和消耗,查普曼(Chapman于1930年提出了一个纯氧体系的光化学反应机制。
Chapman s出的平流层化学过程是这样的:来自于太阳的高能量的紫外辐射在到达地球表面之前,其中高能的紫外线使得高空中的氧气分子发生分解,成为
两个氧原子,其化学反应可以表示为:
这个反应产生的氧原子具有很强的化学活性,因此能很快与大气中含量很高的氧分子发生进一步的化学反应,生成臭氧分子:Q + O - O3
生成的臭氧分子在平流层也能吸收紫外辐射并发生光解:
Chapmar机制在提出以后近30年的时期内,一直是居于统治地位的学说。
但是1974年美国科学家约翰斯顿(Johnston )对这一机制进行了定量的计算,发现Chapma机制中的臭氧损耗,即使加上平流层向对流层的臭氧输送,也只占其机制中臭氧生成的20%这一结果表明,在平流层臭氧的动态平衡中,一定还存在其它更重要的臭氧损耗过程。
实际上,平流层大气尽管远比对流层稀薄,但也含有一定量的水汽、含氮化合物和含卤族化合物等。
科学家发现,除了Chapma提出的臭氧去除反应外,平流层臭氧更重要的去除途径是所谓催化反应机制:丫 + O 3 - YO+ 02
Y0+0- Y+ O2,其净结果是:O3 + O —2O2
其中的丫主要是指平流层中的三类物质,即奇氮(NO NO2,奇氢(OH \ HO2和奇氯(Cl, ClO)等。
在上述反应过程中,物质丫破坏了一个臭氧分子,但丫本身却并没有被消耗,它还可以继续破坏另一个臭氧分子。
化学反应中起这样作用的物质称为催化剂。
上述的反应称为催化反应。
通过以上的臭氧生成及消耗反应过程,臭氧和氧气之间达到动态的化学平衡,大气中形成了一个较为稳定的富含臭氧的大气层,其中臭氧浓度最大的高度大约在距离地球表面15-25公里处,这一高度的大气层就是目前已妇孺皆知的臭氧层。
臭氧层对太阳的紫外辐射尤其是UV-B段有很强的吸收作用,有效地阻挡了对地表生物有伤害作用的短波紫外线。
因此,实际上可以说,直到臭氧层形成之后,生命才有可能在地球上生存、延续和发展,臭氧层是地表生物系统的“保护伞”。
3.臭氧层破坏
南极臭氧洞虽然平流层臭氧对地球生命具有如此特殊重要的意义,然而事实上臭氧层在大气中只是极其微少和脆弱的一层气体。
如果在摄氏零度的温度
下,沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压,那么
臭氧层的总厚度只有3毫米左右。
这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来
反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法,采用多布森单位(Dobsonunit ,简称.)来表示,正常大气中臭氧的柱浓度约为300 .。
近三十年来,人们逐渐认识到平流层大气中的臭氧正在遭受着越来越严重的破坏。
许多科学家很早就开展了对平流层中臭氧的来源与去除过程的研究。
1985年,英国科学家法尔曼(Farmen)等人总结他们在南极哈雷湾观测站(Halley Bay )的观测结果,发现从1975年以来,那里每年早春(南极10 月份)总臭氧浓度的减少超过30%这一发现得到了许多其它国家的南极科学站观测结果的证实。
如此惊人的臭氧减少引起了全世界极大的震动。
臭氧层破坏的问题也从此开始受到不仅来自科学界,而且来自世界各国政府、企业和社会各界的广泛重视。
南极是一个非常寒冷的地区,终年被冰雪覆盖,四周环
绕着海洋。
从八十年代中期开始出现关于南极上空臭氧层浓度在春季(10月份)期间显著下降的报道起,进一步的测量表明,在过去10-15年间,每到春天南极上空的平流层臭氧都会发生急剧的大规模的耗损,极地上空臭氧层的中
心地带,近95%勺臭氧被破坏。
从地面向上观测,高空的臭氧层已极其稀薄,与周围相比象是形成了一个“洞”,直径达上千公里,“臭氧洞”就是因此而得名的。
卫星观测表明,臭氧洞的覆盖面积有时甚至比美国的国土面积还要大。
臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 .,也即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%勺区域。
臭氧洞可以用一个三维的结构来描述,即臭氧洞的面积,深度以及延续的时间。
1987年10月,南极上空的臭氧浓度降到了1957-1978 年间的一半,臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。
从那以后,臭氧浓度下降的速度还在加快,有时甚至减少到只剩30%臭氧洞的面积也在不断扩大, 1994年10月17日观测到的臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。
近几年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展,1995年观测到的臭氧洞发生期
间是77天,到1996年南极平流层的臭氧几乎全部被破坏,臭氧洞发生期间增加到80天。
1997年至今,观测到的臭氧洞发生的时间也在提前,连续两年南极臭氧洞从每年的冬初即开始,1998年臭氧洞的持续时间超过了100天,是南极臭氧洞发现以来的最长记录,而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%/
几乎可以相当于三个澳大利亚。
这一切迹象表明,南极臭氧洞的损耗状况仍在恶化之中。
进一步的研究和观测还发现,臭氧层的损耗不只发生在南极,在北极上空和其它中纬度地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。
实际上,尽管没有在北极发现类似南极洞的臭氧损失,但科学研究发现,北极地区在一月至二月的时间,16-20公里高度的臭氧损耗约为正常浓度的10%北纬60o-70o范围的臭氧柱浓度的破坏约为5% - 8%因此,与南极的臭氧破坏相比,北极的臭氧损耗程度要轻得多,而且持续时间相对较短。
实际上,臭氧总浓度的减少在全球范围内发生。
利用地面观测和卫星资料,
中国气象科学院的周秀骥报道了我国在青藏高原存在一个臭氧低值中心。
中心
出现于每年六月,中心区臭氧总浓度的年递减率达%这在北半球是非常异常的现象。
研究还发现,自1979年以来,我国大气臭氧总量逐年减少,年平均递减率为%%根据全球总臭氧的观测结果,除赤道地区外,臭氧浓度的减少在全球范围内发生,臭氧总浓度的减少情况随纬度的不同而有差异,从低纬到高纬臭氧的损耗加剧,1978年至1991年间每十年的总臭氧减少率为1%-5%。