为什么臭氧层空洞在南极上空，而不是北极或其他地方？

臭氧层空洞为什么只出现在南极?北极为什么没有? 臭氧层空洞为什么只出现在南极?北极为什么没有? 为什么臭氧层空洞只出现在南极,或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢? 原来,在冬季半年里,南极上空有一个深厚的涡旋,气流沿着南极高原作顺时针旋转,把南极大陆封闭起来.从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空.而在旋涡中上升的空气,因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多.…

臭氧层空洞为什么只出现在南极?北极为什么没有?

臭氧层空洞为什么只出现在南极?北极为什么没有?

为什么臭氧层空洞只出现在南极,或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢?

原来,在冬季半年里,南极上空有一个深厚的涡旋,气流沿着南极高原作顺时针旋转,把南极大陆封闭起来.从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空.而在旋涡中上升的空气,因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多.加上南极高原本来就海拔高气温低,因而形成极低的低温环境.臭氧层所在的20公里高度上气温常常在－80℃以下（比北极要低得多）.南极大气涡旋中的空气上升过程中还会生成大量的冰晶云,云中的冰晶不断吸收氯氟烃气体,浓度越来越高.一旦南极春季（9月）来临,极夜结束,阳光照射下冰晶云升温,氯氟烃气体迅速释放.而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子……上面讲过的臭氧层受到破坏的过程立即开始,臭氧层因大量损耗臭氧而出现臭氧洞.一旦春末南极旋涡残缺或破坏消失,大量富含臭氧的赤道南下的新鲜空气进入南极上空,臭氧洞于是便又匆匆消失.

臭氧层空洞为什么只在南极上空,而北极上空却没有?

南极地区气温最低,平流层也最低,臭氧层破坏最为严重,已经出现了臭氧空洞；北极地区臭氧层破坏较轻,另外在地球的第三极——青藏高原也出现了臭氧层变薄．南极臭氧洞首先是一种自然现象,太阳风是臭氧空洞的元凶,温暖海水蒸发、电解等也可产生氯离子；天然产生的溴也是破坏臭氧层的重要原因.人类活动导致臭氧洞进一步扩大.例如,氯气、氯化物、溴化物的制造使用,人类活动导致的全球变暖使海洋蒸发量加大、热带风暴加剧、海平面上升和地震火山活动增多等等.好运!

为什么臭氧洞主要在南极不在北极

所谓南极臭氧洞是指南极地区上空大气臭氧总含量季节性大幅度下降的一种现象，并非臭氧完全消失出现了真正的洞，南极臭氧洞通常于每年8月中旬开始逐渐形成，10月中、上旬达到最大面积，并于11月底或12月初臭氧洞消失。

为什么臭氧层空洞在南极？南极地区气温最低，平流层也最低，臭氧层破坏最为严重，已经出现了臭氧空洞；北极地区臭氧层破坏较轻，另外在地球的第三极——青藏高原也出现了臭氧层变薄．

为什么臭氧空洞会在南极？而不是大约北纬30这些人口密集的地区？

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：①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；②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；③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。 在平流层内，强烈的紫外线照射使CFC和Halon分子发生解离，释放出高活性的原子态的氯和溴，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坏臭氧层的主要物质，它们对臭氧的破坏是以催化的方式进行的。溴原子自由基也以同样的过程破坏臭氧，因此也是催化剂。据估算，一个氯原子自由基可以破坏104—105个臭氧分子，而由Halon释放的溴原子自由基对臭氧的破坏能力是氯原子的30—60倍。而且，氯原子自由基和溴原子自由基之间还存在协同作用，即二者同时存在时，破坏臭氧的能力要大于二者简单的加和。 但是，上述的均相化学反应并不能解释南极臭氧洞形成的全部过程。深入的科学研究发现，臭氧洞的形成是有空气动力学过程参与的非均相催化反应过程。所谓非均相，是指大气中除气态组分外，还有固相和液相的组分。人们对大气中存在云、雾和降雨等早已司空见惯，但这种现象一般发生在对流层。平流层干燥寒冷，空气稀薄，较少出现对流层这些天气现象。但在冬天，南极地区的温度极低，可以达到零下80摄氏度，这样极端的低温造成两种非常重要的过程，一是极地的空气受冷下沉，形成一个强烈的西向环流，称为“极地涡旋”。该涡旋的重要作用是使南极空气与大气的其余部分隔离，从而使涡旋内部的大气成为一个巨大的反应器。另外，尽管南极空气十分干燥，极低的温度使该地区仍有成云过程，云滴的主要成分是三水合硝酸和冰晶，称为极地平流层云。 实际上，当CFC和Halon进入平流层后，通常是以化学惰性的形态而存在，并无原子态的活性氯和溴的释放。南极的科学考察和实验室的研究都证明，化学惰性的ClONO2和HCl在平流层云表面会发生化学反应，结果造成Cl2和HOCl2组分的不断积累。 Cl2和HOCl是在紫外线照射下极易光解的分子，但在冬天南极的紫外光极少，Cl2和HOCl的光解机会很小。当春天来临时，阳光返回南极地区，太阳辐射中的紫外射线使Cl2和HOCl开始发生大量的光解，产生前述的均相催化过程所需的大量的原子氯，从而造成严重的臭氧损耗。氯原子的催化过程可以解释所观测到的南极臭氧破坏的约70％，另外，氯原子和溴原子的协同机制可以解释大约20％。随后更多的太阳光到达南极，南极地区的温度上升，气象条件发生变化，结果是南极涡旋逐渐消失，南极地区臭氧浓度极低的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区，造成全球范围的臭氧浓度下降。 北极也发生与南极同样的空气动力学和化学过程。研究发现，北极地区在每年的一月至二月生成北极涡旋，并发现有北极平流层云的存在。在涡旋内氯基（C1O）占氯总量的85％以上，同时测到与南极涡旋内浓度相当的溴基（BrO）的浓度。但由于北极不存在类似南极的冰川，加上气象条件的差异，北极涡旋的温度远较南极高，而且北极平流层云的量也比南极少得多，因此目前北极的臭氧层破坏还没有达到出现又一个臭氧洞的程度。 因此，南极臭氧洞的形成是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过程，但其产生根源是地球表面人为活动产生的氟里昂和哈龙，曾经是一个谜团的臭氧洞得到了清晰的定量的科学解释。但是令人忧虑的是，CFC和Halon具有很长的大气寿命，一旦进入大气就很难去除，这意味着它们对臭氧层的破坏会持续一个漫长的过程，臭氧层正受到来自人类活动的巨大威胁。

臭氧空洞为什么会出现在南极上空，而不是赤道或北极上空？

臭氧在1849年首次被人类发现，臭氧层问题是美国化学家罗兰和穆连于1974年首先提出来的。他们认为，在对流层大气中极稳定的化学物质氯氟烃（CFC）被输送到平流层后，在那里分解产生的原子氯（CI）就将有可能破坏臭氧层。20世纪70年代末开始，科学家们开始每年春天在南极考察臭氧层。1994年，人们首次观察到了至今为止最大的臭氧空洞，它的面积相当于一个欧洲，有24O0万千万千米。 臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅占一亿分之一，其浓度因海拔高度而异。臭氧层可以说是地球的保护层，它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV－B（UV－B是紫外线的一段波长，为280—315nm）的作用。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性的作用，发挥着调节气候的重要功能。南极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60％。 氟利昂作为氯氟烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定，且极难被分解、不可燃、无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年至100年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，只能缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解。分解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。研宪表明，臭氧层被破坏后，紫外线会通过大气层长驱直入。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，会使白内障和皮肤癌患者增加。如果臭氧层的总量减少1％的话， UV-B就将增加2％，其结果是使皮肤癌发病率提高2－4％。此外，紫外线的增强还会影响农作物的生长，并通过对海洋中的藻类产生的影响破坏整个水生生态系统。据统计，目前全世界氟利昂的年使用量超过1O0万吨，迄今为止向大气中排放的氟利昂总量达2000万吨，大部分仍停留在对流层中，只有10％左右到达了平流层。 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290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。

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