解释者:什么是南极臭氧洞以及它是如何制造的?

作者:司马薨铯

拯救臭氧:我们探讨关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书的系列文章的第二部分 - 被称为“世界上最成功的环境协定”昨天的文章研究了协议成功的原因今天,什么是臭氧洞?臭氧对地球上的生命至关重要它在平流层形成一个天然层,起到过滤掉有害紫外线辐射的作用。人类活动对臭氧层的健康产生了巨大影响,我们仍然目睹这些影响最大高纬度地区显着三十多年来,南极洲经历了最严重的平流层臭氧消耗,通常被称为南极“臭氧洞”。那么臭氧洞是如何形成的,臭氧目前的前景如何?最有效的人造臭氧消耗物质(ODS)是那些被卤化的物质 - 也就是说,它们含有氯和溴卤素消耗臭氧层物质在低层大气中是有效惰性的。低层大气中与气体变暖和冷却有关的倾覆运动允许一些将被运输到平流层的消耗臭氧层物质然后这些物质被紫外线分解并形成稳定的卤化“储层”化合物,这些化合物本身不会对臭氧产生强烈影响当储层化合物进一步改变以产生卤化时,就会出现主要问题。 “反应性”自由基这是通过主要发生在微小平流层气溶胶颗粒表面的过程来完成的。这些反应使得ODS的副产物对臭氧破坏更有效。在南极洲,参与这一过程的颗粒数量显着增加过冬这是因为极地平流层云的存在(PS Cs)位于低层平流层PSC由主要由硝酸和水蒸气组成的微小颗粒组成,需要约-80°C或更低的温度才能形成冬季,在南极上空的平流层形成一股空气漩涡在涡流中,空气在与大气其余部分混合最少的情况下循环。这推动了平流层下部的强烈冷却,并创造了有利于PSC形成的条件。当春天来临时,PSC释放的卤素被太阳光分解产生的游离氯和溴原子在循环回到卤素自由基之前破坏臭氧阳光的存在再次开始循环整体而言,反应循环破坏了每个氯和溴原子的许多臭氧分子PSC形成增强了循环,因为它从大气中去除了某些氮化合物否则这些化合物将减少在早期sprin中存在的臭氧破坏峰的卤化自由基的总量g,并在春末或初夏结束温暖气氛使PSC蒸发从而抑制循环它破坏了涡流,导致臭氧贫乏的空气扩散到中纬度地区,并允许来自涡流外部的富含臭氧的空气流动超过南极洲臭氧的破坏与极地平流层中存在的氯和溴的量有关这受到PSC化学处理量的影响,以及涡流的大小,稳定性和温度臭氧的破坏也发生在北极地区,尽管与南极洲相比,北极冬季平流层的寒冷和稳定性较低,产生较少量的破坏性卤化自由基平流层中消耗臭氧层物质破坏引发的臭氧消耗反应发生在全球各地,尽管远在冬季效力低于南极南极臭氧洞在1980年左右首次明显可见,尽管si特定南极地区臭氧减少的数量可以追溯到20世纪70年代和可能更早。评估臭氧洞大小和严重程度的各种指标表明,南极洞在20世纪80年代增长,并且在中期通常变平。 20世纪90年代主要因素是极地涡旋的大小和强度以及平流层下层的温度,因为臭氧空洞的逐年大小变化主要受气象变化的驱动,而不是ODS年代极化涡旋的变化。如2000年和2006年那样大,稳定和寒冷,与最广泛的臭氧损失有关 一个不寻常的一年是2002年,当一个相对温和的平流层温度和流量受到干扰的冬季之后,极地漩涡以前所未有的戏剧性方式崩溃。那一年,臭氧损失的严重程度较低,与20世纪80年代中期类似。越来越多的证据表明,消耗臭氧层物质的减少正在对臭氧洞的整体规模起缓解作用。在未来十年内,南极臭氧洞严重程度将出现逆转的更明显证据消耗臭氧层物质减少所产生的趋势将成为更加明显地反对气象过程的逐年变化目前的预期是,1980年以前的南极地区臭氧水平将在本世纪中叶左右回归明天:臭氧层如何保护地球免受辐射?....

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