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臭氧层空洞为何出现在南极上空


臭氧层空洞为何出现在南极上空
什么是臭氧层空洞?它为何出现在南极上空?要了解这些问题, 我们必须先从臭氧层入 手。 臭氧层是地球大气层中臭氧含量比较大的层次,臭氧的分子式是 O3,它是由一个氧原 子和一个氧分子结合而成。在低层大气中,由于紫外线辐射很弱,缺乏氧原子,生成臭氧的 机会很少。随着高度增加,太阳紫外线辐射增强,氧分子在紫外线辐射作用下发生分解,氧 原子增加,生成臭氧的机会就多。大致在距地面10千米以上臭氧的含量逐渐增加,在20 -30千米的高空,氧原子和氧分子的含量都比较多,这一高度臭氧的含量最大,形成明显 的臭氧层。在此高度以上,紫外线辐射更加强烈,大部分氧分子被分解为氧原子,出现氧原 子过多而氧分子过少的状况,结合成臭氧的机会就少,所以臭氧的含量也逐渐减少,大致在 50千米以上高空,臭氧的含量就极少了。 臭氧的含量虽少,却极其重要,因为这薄薄的臭氧层,能把太阳紫外线中波长短于29 0纳米, 能杀死地球上包括人类在内所有生命的短波紫外线统统吸收掉, 使地球上的生物免 受紫外线的伤害。 但臭氧层不吸收波长较长的太阳紫外线, 这些紫外线对人类和生物则是有 益的。因为它们能杀死细菌,并能促成人体内合成维生素 D,以防止佝偻病的产生。所以臭 氧层如同一把保护伞,保护着地球上的生命。 臭氧层空洞, 是指南极上空大范围的高密度臭氧分子遭到破坏而出现的衰竭现象。 臭氧 层的破坏,给地球环境和人体健康带来极大危害。 首先,臭氧减少,射向地面的紫外线增多,会损害人和动物的免疫能力,易爆发流行性 传染病,皮肤发生癌变,使眼睛出现白内障以至失明,还使发育停滞。其次,短波紫外线会 破坏植物的叶绿素,影响植物的光合作用,使农作物减产。 那么到底是谁破坏了臭氧层?绝大多数科学家以为, “元凶”是由人类活动排放到大气 里的氯氟烃。这种物质世界上本来没有,使20世纪30年代人类使用制冷剂、发泡剂、灭 火剂等制造出来的一种化合物。它的性能极其稳定,在低层不易分解,上升到平流层后,在 强烈紫外线作用下分解产生氯原子,从臭氧众夺取一个氧原子,成为一氧化氯,臭氧分子就 变成了普通的氧分子。 而一氧化氯是不稳定的, 空气中游离的氧原子可以夺取其中的氧原子 而成为普通的氧分子, 氯原子则再次游离出来去重复上述破坏臭氧分子的过程。 这种过程可 以重复上万此,使臭氧的浓度不断降低,最后便形成了臭氧层空洞。可见,人为排入大气中 的氯氟烃是一个名副其实的臭氧杀手。 可见,氯氟烃的源地是在北半球,且北半球大气中氯氟烃的浓度比南半球还略高,为什 么臭氧层空洞却发生在南极呢?这与南极特异的气候有关。因为南极大陆纬度高,海拔高, 冰川反射率强,具有特殊的环极旋涡和低温条件,环极旋涡把南极大陆封闭起来,从北方来 的富含臭氧的气流不能进入它的上空。 低温使南极上空大气中有众多的冰晶云, 云中的冰晶 不断吸收氯氟烃气体,浓度越来越高,更加速了对臭氧的破坏。
资料来源: 《地理教学》2001.8


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