臭氧層空洞及其形成原因（課堂PPT）

1、1臭氧層空洞形成機制2太空中的地球在天際遨游時遙望地在天際遨游時遙望地球，映入眼簾的是一球，映入眼簾的是一個晶瑩的球體，上面?zhèn)€晶瑩的球體，上面藍色和白色的紋痕相藍色和白色的紋痕相互交錯，周圍裹著一互交錯，周圍裹著一層薄薄的水藍色層薄薄的水藍色“紗紗衣衣”。3Contents臭氧的性質臭氧的性質大氣臭氧層及其形成大氣臭氧層及其形成南極臭氧空洞形成原因南極臭氧空洞形成原因臭氧層破壞機理臭氧層破壞機理保護臭氧層的全球行動保護臭氧層的全球行動4臭氧的性質v O3（Ozone） 三個氧原子構成，O2的同素異形體 常溫下，淡藍色、特殊臭味（魚腥味）的氣體 長期人體接觸，頭痛、眼睛灼熱、刺激呼吸道（100

2、g/m3）5大氣臭氧層O3在不同大氣高度有顯著不同的環(huán)境作用對流層：NOx和VOCs光化學煙霧污染物；二級標準：（8h濃度）160 g/m3；平流層：90%的O3 ；峰值在20-25 km范圍內；v 沿垂直于地面的方向將大氣中的O3全部壓縮到1.01105Pa，總厚度平均約為3 mm。6臭氧層的作用紫外紫外輻射輻射人體健康人體健康影響影響臭氧層吸收情況臭氧層吸收情況UV-A促進維生促進維生素素D的合成的合成基本不吸收基本不吸收UV-B損害蛋白損害蛋白質和質和DNA吸收大約吸收大約90%UV-C損害蛋白損害蛋白質和質和DNA全部吸收全部吸收O3層損耗的危害：層損耗的危害：皮膚癌發(fā)病率增高、傷害眼

3、睛導致白內障，O3下降1%，發(fā)病率增加0.6%-0.8%；陸生植物生長力減弱等。7O3層的形成 O3的形成條件的形成條件 強太陽輻射強太陽輻射 充足充足的氧分子和的氧分子和活性氧原子活性氧原子 20-30 km高空最高空最適合適合8臭氧層空洞的發(fā)現(xiàn)v 1984年，英國科學家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞；v 1985年美國“雨云-7號”氣象衛(wèi)星觀測到了這個臭氧洞。v 1979年的290 DU至1985年的170 DU，至2000年的100 DU。1979年年 1989年年 1999年年 2008年年南極臭氧層空洞變化（南極臭氧層空洞變化（1979-2008年）年）9臭氧層空洞的形成v Farman

4、等人認為臭氧層空洞形成原因：南極的極低溫度和極地含鹵化合物濃度的增加；v Why 南極？ 人類所排放氟氯烴主要在北半球，歐洲、俄羅斯、日本和北美約占總量的90%，且是對流層。 北極有沒有？10臭氧層空洞的形成攜帶北半球釋放的氟氯烴的大氣環(huán)流，隨赤道附近的熱空氣上升，分流向兩極，然后冷卻下沉，從低空回流到赤道附近回歸線。南極黑暗酷冷的冬季，下沉的氣流在南極山地受阻，就地旋轉，吸入冷空氣形成“極地渦旋”。11臭氧層空洞的形成v極地渦旋的重要作用：內部空氣與外部大氣隔離，只有平流層上部空氣可以進入渦內。v旋渦內溫度下降至240-195 K時，水汽凝結成為冰晶云，并吸收、積聚氟氯烴化合物。v當春季來臨

5、，冰晶融化，釋放吸附的氟氯烴類物質。在紫外線作用下，釋放氯原子，與臭氧反應。12臭氧層空洞的形成鹵素氣體：CCl3F、CCl2F2、CH3Cl、CCl4、CH3Br、CHBr3、CBrF3活性鹵素分子：BrONO2、HCl、ClONO2、ClO、BrO、Br、Cl1 鹵素氣體的排放和聚集2 鹵素氣體傳輸至平流層3 鹵素氣體在紫外線照射下轉化為活性分子4 活性鹵素氣體在全球范圍引起臭氧層消耗5 活性鹵素氣體返回對流層并被去除極地渦旋和冰晶云加劇了極地冬季和春季的臭氧層消耗13臭氧層的破壞機理14臭氧層的破壞機理15氟氯烴化合物來源含氯氣體噴霧劑、發(fā)泡劑、制冷劑16哈龍類化合物來源含溴氣體高質量的

6、滅火劑17蒙特利爾議定書1985年：年：維也納公約維也納公約1987年：年：蒙特利爾議定書蒙特利爾議定書1990年：倫敦修正案年：倫敦修正案1992：哥本哈根修正案：哥本哈根修正案1999：北京修正案：北京修正案每次修改結果使受控物質種類被再每次修改結果使受控物質種類被再次擴充，完全淘汰的日程也一次次次擴充，完全淘汰的日程也一次次提前。提前。如果不控制，如果不控制，2050年平流程活性氯年平流程活性氯含量比含量比1980年水平增長年水平增長10倍；如果倍；如果嚴格執(zhí)行控制，平流層活性氯會在嚴格執(zhí)行控制，平流層活性氯會在2000年左右達到峰值后開始持續(xù)下年左右達到峰值后開始持續(xù)下降。降。國際臭氧日：國際臭氧日：9月月16日。日。18O3總量過去變化和未來發(fā)展預測 60oN-60oS：預計：預計2030年平流層年平流層O3會恢復至會恢復至1980年水平；年水平； 南極區(qū)域：預計南極區(qū)域：預計2050年平流層年平流層O3會恢復至會恢復至1980年水平。年水平。19保護臭氧全球行動的啟示v 保護