臭氧层空洞
臭氧空洞指的是因空气污染物质,特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。
大型山地上空的臭氧层亏损是由于地面对大气异常的热力和动力作用,使得臭氧层较低空气上升,进入臭氧含量高的区域,从而冲淡臭氧层的臭氧含量,寒冷也是臭氧层变薄的关键,人类活动排入大气中的一些物质,如冰箱和空调制冷的氯氟烷烃,以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃等化学物质,进入平流层与那里的臭氧发生化学反应,就会导致臭氧耗损,使臭氧浓度减少。从1996年开始,全球臭氧层已经停止了进一步变薄,2000年以来臭氧层出现了初步恢复态势。根据气象卫星的观测数据,自2012年起,南极臭氧层空洞的覆盖面积、持续时间以及强度都出现下降的趋势。臭氧层可吸收了一部分来自太阳的紫外线,从而减少抵达地面的紫外线辐射。臭氧空洞可对人类健康、对植物、对水生系统等造成影响12。
基本信息
- 中文名
臭氧层空洞
- 外文名
ozonosphereholedepletionofo-zonelayer
- 别名
平流层空洞
- 意义
地球的一个保护层
- 产生原因
臭氧减少
形成原因
对南极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
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。臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展。
臭氧洞形成的化学机理
南极臭氧洞的成因,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
牛屁是最大元凶
粮农组织研究了其他牲畜,如羊、鸡、猪等造成的环境污染程度,并指出全球10.5亿头牛排放的废气,是导致全球变暖的最大元凶。
这是因为牛群的屁等排泄物会产出100多种污染气体,其中氨的排放量就占全球总量的2/3,而氨正是导致酸雨的原因。此外,牛群在消化或反刍过程中产生大量的甲烷,甲烷的排放量占全球总量1/3,这种气体暖化地球的速度比二氧化碳快20倍。
全球10.5亿头牛排放的二氧化碳占全球温室气体总排放量的18%。这不但比其他家畜动物高出许多,甚至超越了人类交通工具,如汽车、飞机等的二氧化碳排放量。而饲养牛群时需要燃烧燃料制造肥料,在此过程中也会释放出二氧化碳。
报告中还指责牛群消耗了大量的水,因为牛每分泌1公升牛奶要先消耗990公升的水。