臭氧空洞在南極還是北極?為什麼,為什麼臭氧空洞在南極上空最嚴重?而不是在其他地方?或者北極?

時間 2022-02-14 12:20:09

1樓:武藝嬋斒

南極臭氧洞一經發現,立即引起了科學界及整個國際社會的高度重視。科學家需要對這一問題的許多現象和特徵進行探索,如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? 對於這些涉及臭氧損耗的地域性、季節性及其規模的定性和定量研究,是自南極臭氧洞被發現之後的科學熱點。最初對南極臭氧洞的出現有過三種不同的解釋,一種認為,南極臭氧洞的發生是因為對流層的低臭氧濃度的空氣傳輸到達平流層,稀釋了平流層臭氧的濃度;第二種解釋認為,南極臭氧洞是由於宇宙射線的作用在高空生成氮氧化物的結果;此外,美國科學家莫里納(molina) 和羅蘭德(rowland) 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(cfcs,俗稱氟里昂)和含溴化合物哈龍(halons)。

越來越多的科學證據否定了前兩種觀點,而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? 我們知道,就重量而言,人為釋放的cfcs 和halons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cfcs 和halons的氧化作用也微乎其微,完全可以忽略。

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,在平流層內混合均勻。 在平流層內,強烈的紫外線照射使cfcs 和halons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: cl + o3 →clo + o2 clo + o →cl + o2(主要原因) 溴原子自由基也是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 oc, 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」(polar vortex)。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(hno33h2o)和冰晶,稱為極地平流層雲(polar stratospheric clouds)。

實際上,當cfcs 和halons進入平流層後,通常是以化學惰性的形態(clono2和hcl)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以下化學反應:clono2 + hcl → cl2 + hno3,clono2 + h2o → hocl + hno3, 生成的hno3 被保留在雲滴相中。

當雲滴成長到一定的程度後將會沉降到對流層,與此同時也使hno3從平流層去除,其結果是造成cl2 和hocl 等組分的不斷積累。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。在渦旋內活性氯(clo)佔氯總量的85% 以上,同時測到與南極渦旋內濃度相當的活性溴(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

2樓:手機使用者

因為南極和北極大陸上空的平流層會形成一個環極渦旋,此渦旋的活動會擾動上面的電離層,破壞帶電粒子云的受力平衡,導致電子相對過剩的帶電粒子云進入平流層,隨渦旋一起運動,從而使平流層的氧化環境遭到破壞,臭氧難以存在下去,含量不斷減少。 但是南極和北極又有不同,北極上空的離子為淨正電荷離子,負電荷離子大大少於南極地區,使平流層總的氧化環境沒有遭到徹底破壞,同時北極地區的環極渦旋強度和持續的時間都不及南極,所以北極上空臭氧的損失不如南極厲害。在北極地區形成的臭氧空洞面積較小,持續的時間也較短。

3樓:秒懂百科精選

為什麼北極比南極的臭氧空洞小

為什麼臭氧空洞在南極上空最嚴重?而不是在其他地方?或者北極?

4樓:匿名使用者

原因主要是磁場的影響,因為地球是一個大的磁鐵,所以宇宙高能粒子的作用軌跡受磁場影響而導致南極臭氧空洞.

當前,對南極上空出現臭氧空洞的原因有種種解釋,歸納起來有如下三點:

(1)宇宙高能粒子簇射破壞了臭氧層。由於大氣層總環流的穩定性和地球磁場的不同結構,北極磁場比南極磁場較強和均勻,因此這種化學過程只對南極大陸產生影響。

(2)化學反應引起臭氧耗損造成臭氧空洞。

(3)大量廢氣的排放使臭氧層出現空洞。

顯然.其中的第一點顯然是使南極臭氧空洞最大的主要原因.

還有一些原因,比如對流層的稀薄(南極大陸高)也對南極空洞產生嚴重作用.

5樓:

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。

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。

臭氧空洞為什麼只在南極出現?

6樓:凱是凱喵的凱

從化學機理角度來看,臭氧空洞出現在南極,其原因有四種說法,分別是:

①人為影響,人類活動產生的含氯化合物進入大氣層②與太陽活動週期有關的自然現象

③區域性天氣動力學過程

④火山活動

在臭氧層內各地分佈不均勻,世界三極地區即南極(南極是一個非常寒冷的地區,終年被冰雪覆蓋,四周環繞著海洋)、北極和青藏高原氣候寒冷,臭氧層微薄。臭氧層微薄也是南極出現臭氧空洞的原因之一。

7樓:匿名使用者

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,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。

2023年,英國科學家首次發現南極上空出現臭氧洞。大氣臭氧層的損耗是當前世界上又一個普遍關注的全球性大氣環境問題,它同樣直接關係到生物圈的安危和人類的生存。由於臭氧層中臭氧的減少,照射到地面的太陽光紫外線增強,其中波長為240~329奈米的紫外線對生物細胞具有很強的殺傷作用,對生物圈中的生態系統和各種生物,包括人類,都會產生不利的影響。

2023年末,南極臭氧空洞歷史性的降至2023年來最小面積。儘管南極洲上空的臭氧空洞正在逐漸減小,但是截止2023年10月,其大小仍與北美洲相當。

8樓:奇點使者

南極上空的臭氧空洞出現異常,突然萎縮1000萬公里,原因為何

9樓:我天才高手

我看過一本書上寫的好像是說外星人用鐳射開啟的不過還不清楚

臭氧空洞為什麼出現在南極上空,而不是北極?

10樓:拿波里昂

如果它出現在北極,你會不會又要問:臭氧空洞為什麼出現在北極上空,而不是南極?

11樓:流穿蜂

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!!!

臭氧空洞為什麼只在南極出現

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為什麼臭氧空洞出現在南極,臭氧空洞為什麼只在南極出現?

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