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为什么说地面附近臭氧太多,而大气层中又有一个臭氧空洞呢?

时间:2007-09-12 14:11 来源:未知 作者:《环球科学》2007年第
  

        解答专家 罗斯?J?萨拉维奇(Ross J.Salawitch),美国国家航天航空局喷气推进实验室资深研究科学家

 

    这里说的大气臭氧(O3)含量是相对含量――大气最低层的对流层,臭氧浓度高出了危险警戒线,而对流层上面的平流层中,臭氧含量又低于警戒线。因此按绝对含量来说,地面附近臭氧并不太多,不足以填满这个所谓的臭氧空洞。此外,臭氧量的多少主要由一些局部化学过程加以调节,对流层与平流层分界线上有一层温度屏障,阻止了整个大气层中的臭氧大规模混合。

 

    平流层的臭氧提供了一种防护作用,遮挡住有害的紫外光辐射。相反,高浓度的对流层臭氧却会影响人们的身体健康,并给农作物和森林造成损害。

 

    在整个大气层中,一些自然过程不断地产生和清除臭氧。在平流层中,紫外光分解一些氧气分子(O2),这些分子分解出的氧原子又重新与其他氧气分子结合生成臭氧。

 

    一些工业污染物,比如含氯氟烃(CFC),能够到达平流层,因为它们在对流层中不会发生反应。最后它们分解为诸如氧化氯(ClO)之类的分子,这些分子会将臭氧转化为氧气分子,从而减少平流层臭氧。

 

    平流层的臭氧浓度一般约为400多布森单位(DU,这是臭氧浓度的标准单位)。每年春天,南极洲上方极其寒冷的空气会引发一些化学反应,产生高浓度ClO,破坏臭氧。在南极臭氧空洞范围内,臭氧浓度可能会降至85DU

 

    对流层臭氧浓度一般仅为25DU,紫外光强度低,对流层中产生天然臭氧的效率就低。诸如化石燃料燃烧和有机燃料燃烧之类的人类活动,导致一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮的浓度升高,这些气体均会参与一系列化学反应,在对流层中生成臭氧。

 

    蒙特利尔议定书禁止在全球范围内生产CFC。据预计,平流层中的臭氧将在今后50年~100年内得以恢复。人们正在努力实施排放量控制战略,把对流层的臭氧浓度限制在允许浓度之下。但这些战略受到了多方面挑战,例如全球工业化、当地或来自遥远的上风风源排放的污染物,甚至其他国家和大陆的污染物,都给对流层臭氧带来了影响。

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