科学家在南极的返现——臭氧层空洞

[新版]南极臭氧层空洞1、臭氧层空洞的定义臭氧在大气中属微量气体，总量只占大气的百万分之0.4，而且90,以上集中在10-50公里的高层大气之中, 在离地面25千米处臭氧浓度最大。

全球大气中臭氧总量约有30亿吨，如果在摄氏零度的温度下，沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压，那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。

这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法，采用多布森单位(Dobson unit，多布森单位，简称D.U.)来表示，正常大气中臭氧的柱浓度约为300 D.U.。

臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 D.U.，也即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的区域。

2、臭氧洞为什么发生在南极地区,为什么臭氧损耗的规模如此之大,为什么每年的南极臭氧洞发生在春季,目前，对于臭氧层空洞形成机制大致有三种理论解释:?动力气象学上的极地纬向环流变化造成输送至南极上空的臭氧减少，形成臭氧洞;?极地冰晶效应影响下的多相化学反应引起臭氧的减少，出现臭氧洞;?与太阳辐射变化相关的动力气象因素及光化学反应(包括人类活动影响)综合作用导致臭氧洞的形成。

美国科学家莫里纳和罗兰德提出，人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶，最典型的是氟氯碳化合物(CFC，俗称氟里昂)和含溴化合物哈龙(Halon)。

越来越多的科学证据证实，氯和溴在平流层通过催化化学过程破坏臭氧是造成南极臭氧洞的根本原因。

那么，氟里昂和哈龙是怎样进入平流层，又是如何引起臭氧层破坏的呢,就重量而言，人为释放的CFC和Halon的分子都比空气分子重，但这些化合物在对流层是化学惰性的，即使最活泼的大气组分———自由基对CFC和Halon的氧化作用也微乎其微。

因此它们在对流层十分稳定，不能通过一般的大气化学反应去除。

经过一两年的时间，这些化合物会在全球范围内的对流层分布均匀，然后主要在热带地区上空被大气环流带入到平流层，风又将它们从低纬度地区向高纬度地区输送，在平流层内均匀混合。

臭氧层破洞对南极洲生态环境的影响南极洲是世界上最贫瘠和不毛之地之一，但也是地球上最原始、最纯净、最野性的地方之一。

然而，臭氧层破洞对南极洲的生态环境造成了巨大影响。

臭氧层是地球大气中的一层臭氧分子较浓密的区域，它能够吸收紫外线并减轻地球表面的污染物质量。

南极洲上空的臭氧层破洞于1970年代首次被科学家们发现，之后逐渐扩大到现在的情况。

这一现象的根本原因是氟氯烃类物质的使用，它们是许多消费品如制冷剂、防火膏和喷雾器等的主要成分。

这些化学物质在臭氧层中的存在导致臭氧分子损失，形成破洞。

南极洲生态环境的显著变化之一就是气温的升高。

南极半岛山峰区的气温已经升高了近3℃，而整个温度升高也将对南极洲的冰层和生态系统造成持久影响。

冰层融化会导致海平面上升，而这又将影响全球的气候和海洋生态系统。

此外，气温升高还会加速南极洲内陆盆地的穹丘冰层消失，同时破坏海洋中的浮冰。

这些变化对于南极洲的动植物群体都将产生重大的影响。

臭氧层破洞还导致了紫外线辐射的增加。

紫外线会导致植物叶面烧伤，降低植物的生产力和营养价值。

它还会对昼夜节律、生理调节以及生长和繁殖周期产生负面影响。

动物由于当前极端的天气而造成他们的繁殖生态出现了影响。

地面下的海盐对 Antarctic food 链也产生了负面影响。

影响生态系统的草甸、湖泊、海岸和淡水肥料破坏了整个区域的稳定性，导致食物链的破裂和物种之间的矛盾，从而削弱了南极地区生态系统的整体健康状况。

臭氧层破洞还对南极地区的大气压力和循环造成影响。

这项新研究发现，尽管气候变化引起的温度升高是南极洲的主要问题，臭氧层破洞也扮演着一定的角色。

当臭氧层破洞扩大时，它会导致环绕南极洲的温暖气流向内部流动，而冷凉的海水则减少冷却大气的能力，使大气中的温度升高。

南极洲的生态环境对世界上许多生态系统具有极为重要的意义。

南极洲的生态系统破裂和灾难所带来的环境影响的是全球性的，需要全球共同努力来减缓这种影响。

臭氧层破洞是领导全球气候控制評論和保护环境的实施之一。

为什么世界上臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区？臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体，如果在零度的温度下，沿着垂直的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压，那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。

科学家在南极地区最早发现了严重的臭氧层破坏。

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。

在过去10-15年间，每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。

极地上空臭氧层的中心地带，近95％的臭氧被破坏。

从地面向上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成了一个“洞”，直径上千千米，“臭氧洞”就是因此而得名的。

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。

1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。

从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩30%，臭氧洞的面积也在不断扩大。

1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。

近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展，1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏，臭氧洞发生天数增加到80天。

1997年至今，科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前，1998年臭氧洞的持续时间超过100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记录，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%，几乎可以相当三个澳大利亚的面积。

这一迹象表明，南极臭氧洞的损耗状况正在恶化之中。

为什么“三极”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢？氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上，即北极地区、南极地区和青藏高原的上空。

美、日、英、俄等国家联合观测发现，近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。

在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年 2.7% 的速度减少。

根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978-1991年总臭氧每10年间就减少1%-5%。

（2）臭氧层破坏的危害
①使皮肤癌和白内障患者增加，损害人的免疫力， 是传染病的发病率增加。 长期暴露在强紫外线下，会导致细胞内的DNA改变， 人体免疫系统机能减退，人体抵抗疾病的能力下降。 这将会使许多发展中国家本来就不好的健康状况更 加恶化，大量疾病的发病率和严重程度都会增加， 尤其是麻疹、水痘、疱疹等病毒性疾病，疟疾等通 过皮肤传染的寄生虫病，肺结核和麻风病等细菌感 染以及真菌感染等疾病。Fra bibliotek
②破坏生态系统 对豌豆等豆类、南瓜等瓜类以及白彩科等农作物的 研究表明，过量的紫外线辐射会使植物的生长和光 合作用受到抑制，是农作物减产。紫外线辐射也会 使处于食物链底层的浮游生物的生产力下，从而损 害整个水生生态系统。

③引起新的环境问题 过量的紫外线能使塑料凳高分子材料更加容易老化 和分解，结果又带来光化学污染。
“南极臭氧空洞” 及其重要性
是指南极上空出 现因空气污染物质， 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 的大气臭氧层被破坏 和减少的现象。


（1）地球生命的保护伞
在离地面20～30km的平流层中，臭氧站这一高 度空气总量的十万分之一，占大气总量的一亿分之 一，虽然臭氧的含量及其微小，却具有非常强烈的 吸收紫外线的功能，可以吸收太阳光紫外线中对生 物有害的部分。