臭氧层损耗详解.pptVIP

臭氧层空洞 南极臭氧洞 臭氧层破坏随季节变化 破坏的趋势 臭氧层破坏后的影响 四 破坏的原因 在南极臭氧层被破坏之后，立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视。 臭氧洞为什么发生在南极地区？ 为什么臭氧耗损的规模如此之大？ 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。 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。 一种认为，南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到平流层，稀释了平流层臭氧的浓度。 第二种解释认为，南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用，在高空生成了氮氧化物的结果。 臭氧层被破坏的原因 四 破坏的原因 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，破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。 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。 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”。 美国科学进展协会的主席F.S.Rowland一一进行了批驳: 1.关于“氟氮烷比空气重，因此它不能上升到平流层” 氟氯烷确实比空气重，如果在一个静止的房间里喷洒，也确实是倾向于沉至地面。但是，别忘了大气层更象由一只大电扇搅动的房间:风把轻分子和重分子搅合起来，直到它们分散均匀，而不管它们的分子量是多少。用火箭从地球上空50公里处取得的气样中，氪-80和氖-20的含量之比和地表相比差别很小，虽然分子量相差4倍。而且，自从70年代中期以来，氟氯烷和其它的卤代烷已经在用气球和飞行器采集的平流层气样中检测到。 2.关于“氮的自然资源，如海水和火山带人平流层的氮要比氟氮烷所带人的多得多” 海浪扬起的氯化钠确实大量进入了低层大气层。但由于它是水溶性的，雨水从对流层中迅速把它淋回地面。相反，氟氯烷在水中很难溶解，因而雨水洗不下来。火山确实也喷出氯化氢气体，但它也在对流层中被雨水淋洗下来。 3.关于“第一次发现臭氧空洞是在1956年，那时氟氮烷还未广泛使用.因此它肯定是一种自然现象” Dobson及其同事1956年在南极上空测得的臭氧浓度并不代表全球性的普遍降低，而只是和他们所预料的不一样——他们本指望在9月份测得和3、4月份相近的臭氧浓度(450DU)，而结果只有300DU。在此后20年里，臭氧的含量几乎不变。然而，到了70年代末期，南极上空的臭氧浓度在每年9月开始下降，到11月才恢复。到了80年代中期，每年1至9月臭氧的浓度便急剧下降，在一个月里就消耗了南极臭氧的一半。 我支持科学研究的结果： 1臭氧层破坏，自然原因占极少数，罪魁祸首是氟氯碳化物（CFCs,俗称氟氯昂）和含溴化合物哈龙（Halons）。 2臭氧洞的形成不仅仅有非均相的过程，更多的是有空气动力学过程参与的非均相催化反应过程。 3 空气动力学过程中，南极空气下沉形成极地涡旋，该“封闭区”平流层云的云滴中含有HNO3·2H2O和冰晶，通过反应可形成破坏臭氧层的活性物质。 为什么每年的南极臭氧空洞多发生在春季？ (1)将Cl2和HOCl分解成原子氯，需要紫外线照射，但在冬天南极的紫外光极少，C12和HOCl的光解机会很小。当春天来临时，阳光返回南极地区，太阳辐射中的紫外射线使Cl2和HOCl开始发生大量的光解，产生大量的原子氯，从而造成严重的臭氧损耗。 (2)春季后更多的太阳光到达南极，南极地区的温度上升，气象条件发生变化，结果导致南极涡旋逐渐消失，其他地区臭氧浓度较高的空气可以与南极空气换，使南极上空空气中的臭氧浓度升高，臭氧空洞随之消失。▲ 氯原子的催化过程可以解释所观测到的南极臭氧破坏的7