為什麼臭氧層破洞在南極,為什麼臭氧層空洞集中在南極上空??

2022-03-13 10:46:17 字數 4234 閱讀 6573

1樓:

南極臭氧洞是怎麼形成的

研究表明,人類的活動,特別是大量使用作為製冷劑和霧化劑的氟利昂,是產生南極臭氧洞的重要原因。人類在生產和生活中洩漏到大氣中的氟利昂在高層大氣中經紫外線分解成氯原子,氯原子使臭氧產生了分解。在南極上空20千米的高度,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。

為什麼臭氧層空洞集中在南極上空??

2樓:千古絕名

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。

3樓:燒烤高手

就象水有極性一樣,氟利昂也是如此,地球就是一個大磁鐵,有磁南極(地理北極)磁北極(地理南極),當佛里昂進入大氣,通過風,環流等空氣擾動,將有極性的氟利昂帶入了地球的南極(磁北極)~所以臭氧空洞出現在企鵝們的頭頂上。

為什麼臭氧層空洞只出現在南極上空?

4樓:小偉暢聊科技

臭氧空洞為什麼只出現在人煙稀少的地方?難道地球具備自我意識?

5樓:

臭氧層空洞並不是只出現在南極上空,而是南極上空的臭氧層空洞最嚴重;

如果是問為什麼南極上空會出現臭氧層空洞,就看樓上的回答吧

6樓:

在冬季半年裡,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。

一旦南極春季(9月)來臨,極夜結束,陽光照射下冰晶雲升溫,氯氟烴氣體迅速釋放。而氯氟烴分子在紫外線照射下開始釋放氯原子……上面講過的臭氧層受到破壞的過程立即開始,臭氧層因大量損耗臭氧而出現臭氧洞。一旦春末南極旋渦殘缺或破壞消失,大量富含臭氧的赤道南下的新鮮空氣進入南極上空,臭氧洞於是便又匆匆消失。

南極上空的臭氧層為什麼出現破洞?

7樓:廣西師範大學出版社

數年前,有科學家驚奇地發現:在南極大陸上空大氣同溫層中的臭氧層出現了一個神祕的大「窟窿」,這訊息震驚了全世界。

大家知道,臭氧層對人類的生存是極其重要的。沒有臭氧層,地球上的一切生靈將如同「熱鍋上的螞蟻」一樣。科學家們設想,如果人類居住地上空同溫層的臭氧層也出現破洞的話,那麼**癌患者的人數將直線上升,人類甚至將會毀滅。

因此,科學家們得知這一訊息後,心裡十分焦急,渴望弄清產生破洞的原因,以進一步瞭解臭氧層破洞會不會蔓延到世界上的其他地區。

美國一位科學家認為,臭氧層破洞的產生原因是南極上空的氯原子,在演化物的催化下破壞了臭氧分子,從而使臭氧層出現破洞。他還指出,2023年墨西哥火山爆發噴射出來的粒子,也可能促進了臭氧分子的分解,以致出現破洞。

美國另一位科學家認為,南極同溫層中有大量獨特的極地同溫雲,而這些南極同溫雲中的某些物質會促使臭氧分解,導致破洞出現。他還認為,可能是氟氯化碳「吞食」了臭氧。後來,有的科學家證實,有云的地方臭氧損失較多,而沒有云的地方臭氧損失不明顯。

與以上這些科學家意見截然不同,美國有一位科學家沒有那麼悲觀,他根據衛星發回的傳真**判斷,臭氧層破洞是由大氣強風將臭氧向四處擠壓所致,也就是說,臭氧層破洞的產生只是由於臭氧從一個地區轉移到了另一個地區而已。他說太空**顯示當大氣上層出現臭氧層破洞時,大氣的臭氧量將會明顯增加。

為什麼臭氧層空洞在南極嚴重?

臭氧層空洞為什麼只在南極上空,而北極上空卻沒有?

8樓:秒懂百科精選

為什麼北極比南極的臭氧空洞小

9樓:血刺青衣纆並

南極地區氣溫最低,平流層也最低,臭氧層破壞最為嚴重,已經出現了臭氧空洞;北極地區臭氧層破壞較輕,另外在地球的第三極——青藏高原也出現了臭氧層變薄.南極臭氧洞首先是一種自然現象,太陽風是臭氧空洞的元凶,溫暖海水蒸發、電解等也可產生氯離子;天然產生的溴也是破壞臭氧層的重要原因。人類活動導致臭氧洞進一步擴大。例如,氯氣、氯化物、溴化物的製造使用,人類活動導致的全球變暖使海洋蒸發量加大、熱帶風暴加劇、海平面上升和**火山活動增多等等。

好運!!!

為什麼南極天空會出現臭氧層空洞

臭氧空洞的成因 一種大量用作製冷劑 噴霧劑 發泡劑等化工製劑的氟氯烴是導致臭氧減少的 罪魁禍首 另外,寒冷也是臭氧層變薄的關鍵,這就是為什麼首先在地球南北極最冷地區出現臭氧空洞的原因了。臭氧空洞的成因 一種大量用作製冷劑 噴霧劑 發泡劑等化工製劑的氟氯烴是導致臭氧減少的 罪魁禍首 另外,寒冷也是臭氧...

為什麼只有南極和北極存在臭氧層呢?

因為南極和北極的氣溫最低。因為太陽輻射變化相關的動力氣象因素包括人類活動影導致臭氧層的形成。因為臭氧層的形成需要滿足一定的條件,而一些環流在南極和北極才會出現,其他地方沒有辦法滿足。不這個問題是錯誤的。全球都存在臭氧層來保護我們免受紫外線的過度輻射。相反,最些年來由於人們的汙染在北極圈附近發現臭氧層...

為什麼臭氧層可以保護地球生命,臭氧層為什麼能夠保護地球?

因為紫外線會一直打擊大氣層中的氧氣,所以臭氧是不斷可以生成的。距地面15 50千米高度的大氣平流層,集中了地球上約90 的臭氧。越來越多的科學證據表明,臭氧層損耗比幾年之前人們想象的更加嚴重。可為什麼臭氧層能保護地球生命呢?咱們就來科普一下!氧氣分子由2個氧原子組成,而氧氣的 兄弟 臭氧則由3個氧原...