臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因

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南极臭氧层空洞形成的原因

将对流层臭氧浓度低的空气输入平流层,使得平流层臭氧含量减小,容易出现臭氧洞。

大气化学过程解释,认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应,将3个氧原子含量的臭氧(O₃)分解为分子氧(O₂)和原子氧(O),从而破坏了臭氧层。

太阳活动影响解释,认为当太阳活动峰年(即太阳活动强烈的时期)前后,宇宙射线明显增强,促使双电子氮化物(如NO₂)与O₃发生化学反应,使得奇电子氮化物(如NO₃)增加,O₃转换为O₂。

臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因图1

危害:

臭氧是一种温室气体,它的存在可以使全球气候增暖。但是,臭氧与其它温室气体不同,这是自然界中受自然因子(太阳辐射中紫外线对高层大气氧分子进光化作用而生成)影响而产生,并不是人类活动排放产生的。

臭氧除了能够对气候变化产生影响,从而影响环境和生态外,还对人类健康产生强烈的直接影响。由实验及实际观测推论会造成以下的影响。

臭氧层空洞是怎么形成的

您可能听说过臭氧层正在变薄这个事情,或者是说在南极上空出现了臭氧层空洞,这会让太阳的紫外线更加强烈,很容易将人晒伤。那臭氧层到底是什么?臭氧层空洞又是怎样形成的呢?

臭氧层是指地球大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,主要作用就是吸收紫外线,90%的臭氧都集中在平流层。从某种意义上来说,臭氧是地球的防晒霜,太阳光里面的紫外线在平流层被臭氧层过滤掉了大部分。

臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因图2

臭氧是一种由三个氧原子组成的气体,其实也就是氧气的一个变体,形成机制就是氧分子吸收了充分的高能紫外线之后,进而分解成两个氧原子,然后这两个氧原子分别和正常氧分子合并,进而形成了臭氧。

臭氧是一种有鱼腥臭味的蓝色气体,是大自然中最强的氧化剂,也具有良好的消毒杀菌作用,经常在工业和医学治疗上使用。

如果没有臭氧消耗掉紫外线,那么地球生物将会很容易被晒伤,同时也会患很多皮肤疾病,眼睛经常会被灼伤;植物也会不容易生存,农作物的产量也会降低许多,因此,臭氧对于地球来说实在是太重要了。

臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因图3

那为什么在地球的南极臭氧会消失,从而产生臭氧空洞呢?这是由于几个方面的原因共同导致的。

首先,强烈的南极风带来了空气对流,一些可以消耗臭氧层的物质(比如氯和溴的化合物)被带到南极上空,加上南极平流层的温度十分低,这两个因素的作用下,形成了非常特殊的极地平流层云,这会极大地妨碍臭氧的形成,所以在有时,臭氧在南极上空根本就没有形成的条件,久而久之,臭氧层空洞也就形成了。

但是当春末之际,南极漩涡会将一些氯和溴等物质吹散到南半球其它地区,这个时候南极的上空又开始恢复正常,一些臭氧也会开始产生,臭氧层空洞也会慢慢愈合。

然而,近些年来,南极的臭氧层空洞越来越大,已经不能完全归咎于自然气候的变化了,人类的工业活动已经成为了主因,排放的一些能消耗臭氧的化学物质越来越多,比如氯氟烃,这种作为冷藏器的冷冻剂,能破快10万倍于它的臭氧。

臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因图4

1987年臭氧层空洞被测量到达到了历史最大,这才引起了科学界和各国的注意,进而在1987年联合国许多成员国签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,决定在1996年全面停止生产、使用氯氟烃,臭氧层破坏速度在近些年减慢了很多。

大气层中的臭氧恢复最佳水平,可能还任重道远,但至少表明只要全世界对臭氧层都重视起来,保护臭氧层肯定能取得胜利。

臭氧洞形成的有利条件

对臭氧洞形成原因的解释有三种,即大气化学过程解释,太阳活动影响和大气动力学解释。

大气化学规程解释

大气化学过程解释,认为臭氧层中可以产生某种大气化学反应,将3个氧原子含量的臭氧(O3)分解为分子氧(O2)和原子氧(O),从而破坏了臭氧层;

太阳活动影响解释

太阳活动影响解释,认为当太阳活动峰年(即太阳活动强烈的时期)前后,宇宙射线明显增强,促使双电子氮化物(如NO2)与O3发生化学反 南极上空的臭氧层空洞

应,使得奇电子氮化物(如NO3)增加,O3转换为O2;

大气动力学解释

臭氧洞形成的化学机理

南极臭氧洞的成因,目前推测有四种: 1.人为影响,人类活动产生的含氯化合物进入大气层 2.与太阳活动周期有关的自然现象 3.区域性天气动力学过程 4.火山活动

大气动力学解释认为,初春,极夜结束,太阳辐射加热空气,产生上升运动,将对流层臭氧浓度低的空气输入平流层,使得平流层臭氧含量减小,容易出现臭氧洞。

一般认为,在人为因素中,工业上大量使用氟里昂气体是破坏臭氧层的主要原因之一。通常,氟里昂是比较稳定的物质,然而,当它被大气环流带到平流层(16公里~30公里)时,由于受太阳紫外线的照射,容易形成游离的氯离子。

这些氯离子非常活泼,容易与臭氧起化学反应,把臭氧(O3)变成氧分子(O2)和氧原子(O),从而使臭氧总量减少,形成了臭氧洞。本来,在离地20公里~30公里的大气层内,是臭氧集中分布的地带,称作臭氧层,太阳辐射透过这层大气时,大量的臭氧吸收了波长较短的紫外线辐射(0.20微米~0.30微米波段),大大减弱了到达地面太阳辐射中的紫外线强度。然而,若臭氧层的臭氧含量大大减少,则吸收太阳紫外线辐射的能力减弱,到达地面的太阳辐射强度会增大。

从医学上来说,较短波的紫外线辐射杀伤能力最大,能杀死细胞,破坏生物细胞内的遗传物质,如染色体、脱氧核糖核酸等,严重时会导致生物的遗传病,产生突变体,导致人类的皮肤癌。强烈的紫外线还可以穿透海洋10米~30米,使海洋浮游植物的初级生产力降低四分之三左右,抑制浮游动物生长。

人们一旦了解了臭氧洞的危害和形成原因,相信会对臭氧洞演变的预测和防止提出新的理论和方法。在臭氧层内各地分布不均匀,世界三极地区即南极、北极和青藏高原气候寒冷,臭氧层微薄。某处臭氧层中臭氧含量的减少等于在屋顶上开了天窗,如果减少到正常值的50%以上,人们形象地说这是个臭氧洞。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。 南极臭氧洞2000年9月3日南极上空的臭氧层空洞面积达到2830万平方公里,超出中国面积两倍以上,相当于美国领土面积的3倍。

这是迄今观测到的最大的臭氧层洞。图中覆盖在南极上空如同兰色水滴的就是卫星观测到的臭氧洞.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。1985 年,英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现:1977-1984年每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%,有近 95% 的臭氧被破坏。1985年前南极臭氧洞大小和深度,大约以两年为消长周期。近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展。

臭氧空洞是什么原因造成的视频

臭氧空洞是什么原因造成的如下:

1、大量用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化工制剂的氟氯烃是导致臭氧减少的“罪魁祸首”。

2、太阳活动

太阳活动峰年(即太阳活动强烈的时期)前后,宇宙射线明显增强,促使双电子氮化物(如NO2)与O3发生化学反应,使得奇电子氮化物(如NO3)增加,O3转换为O2,从而破坏了臭氧层。

3、臭氧层中可以产生某种大气化学反应,将3个氧原子含量的臭氧(O3)分解为分子氧(O2)和原子氧(O),从而破坏了臭氧层。

对人类的影响

臭氧层空洞形成的原因,南极臭氧层空洞形成的原因图5

1、鳞状细胞癌和基底细胞癌—是最常见的皮肤癌,和被高能量的紫外线辐照关系非常密切。紫外线使DNA分子中的碱基嘧啶形成二聚体,导致DNA复制时出现错误。

2、白内障,实验研究证明紫外线和白内障的发病率有关。长期暴露在阳光下,和白内障发病率增加有关,对男人的影响比对女人影响大。

研究表明,人类的活动,特别是大量使用作为制冷剂和雾化剂的氟利昂,是产生南极臭氧洞的重要原因。人类在生产和生活中泄漏到大气中的氟利昂在高层大气中经紫外线分解成氯原子,氯原子使臭氧产生了分解。

在南极上空20千米的高度,因温度非常低,易生成冰晶云,这种云加剧了氯的催化作用,使大量的臭氧被分解。南极封闭的大气环流系统使得被分解的臭氧得不到补充。所以,大气中的化学反应和大气运动相辅相成,紧密相关,在南极上空形成臭氧空洞。

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