本文目录
- 现在怎么不提南极臭氧空洞了是不是当时就是谎言呢
- 臭氧层空洞为什么不在人口稠密的地区,反而在无人的南北极
- 造成北极上空出现有记录以来最大的臭氧空洞的原因是什么
- 最大的臭氧层空洞出现在南极上空,导致臭氧空洞的氟利昂主要产生于北半球,为啥
- 臭氧层空洞的原因是什么
- 现在南极出现臭氧层空洞,那我们能制造臭氧排入大气层进行修补吗
- 南极上空出现臭氧层空洞的主要原因是什么
- 地球有臭氧层吗近些年怎么不提臭氧层空洞了
- 臭氧层空洞会如何影响气候变化
- 今年南极臭氧层空洞面积创有记录以来最小,这是否意味着问题已经逐渐解决
现在怎么不提南极臭氧空洞了是不是当时就是谎言呢
的确如此,以前经常被提起的南极上空的臭氧层空洞最近几年很少被提起了。不过前段时间却看到了一条关于南极臭氧层空洞的消息,是好消息哦。并且也终于知道现在人们为什么不提这件事了。
首先咱们先说一下什么是臭氧吧?臭氧是氧气的同素异形体。通常情况下,咱们呼吸的氧气是由两个氧原子组成的分子,但是臭氧是由三个氧原子组成的分子。臭氧闻起来有种特殊的臭味,呈淡蓝色。如果吸入高浓度的臭氧是对人体有害的,但是臭氧又是像是地球的一把保护生命的安全的保护伞。因为它可以吸收对生物有害的紫外线,保护生命不受紫外线的伤害。
1985年的时候,英国的南极考察队在南极洲附近观测发现了南极洲上空臭氧层出现了“空洞”。所谓的空洞并不是只南极上空区域的臭氧层一点都没有了,而是浓度大幅度的减少了。南极上空的臭氧层空洞面积一度达到了2500万平方公里。臭氧层空洞的出现意味着更多的太阳紫外线直射地球,对生态环境产生破坏作用。
当时的科学家研究认为,人类使用了大量的氯氟烷烃化学物质(比如当时冰箱中用到的制冷剂)进入到了大气的平流层中,对臭氧层产生了破坏作用,从而导致臭氧层空洞。为此,在1987年的时候,在世界范围内签订了蒙特利尔协定,限制和使用氯氟烷烃类物质保护臭氧层。
不过今年传来了一个好消息!就是南极上空的臭氧层空洞的面积正在减小。从2000年到2017年的9月,南极上空的臭氧层空洞面积减少了400万平方空里。臭氧氧层空洞的的修复,说明了人们但是签订的蒙特利尔协定起到了巨大的作用。这表明人类只要团结一致,共同携手是可以阻止地球环境进一步恶化的。科学家估计到2050年南极上空的臭氧层空洞就可以恢复的差不多了。
看来近几年不提这事,是因为臭氧层已经得到了很好的保护啊。
最后问大家一个问题,为什么臭氧层空洞是出现在了人类活动极少的南极洲上空,而不是其它人口密集的大陆呢?
臭氧层空洞为什么不在人口稠密的地区,反而在无人的南北极
或许是因为南极自己憋了个“自杀”的大招!
首先要庆幸,臭氧层空洞没有在人口稠密的地区,因为臭氧层拦截的大量紫外线对生物有危害作用,如果紫外线直射地表,大量生物将会灭绝。
图:在如果不禁止生产氟利昂的情况下,NASA对臭氧层被消耗的预测
为什么目前臭氧层空洞只在极地发生?这跟极低的地理情况息息相关。
臭氧层的形成
- 太阳辐射
实际上,臭氧吸收紫外线的过程,也是臭氧的形成的过程。太阳辐射含有7%的波长从200nm~400nm间的紫外线。
- 臭氧形成与消失
大气层中含有大量的氧气分子,当太阳辐射进入到大气,小于240nm波长的紫外线会被氧气分子吸收,并光解出两个氧原子(2O),氧气原子又会和氧气分子(O2)结合生成臭氧分子(O3),不过剩余的200nm~310nm波长的紫外线又会被臭氧所吸收,从而分解成一个氧气分子和一个氧原子,然后氧原子又会氧气分子继续结合成臭氧。
由此可见臭氧是一个非常临时的分子,它的生命不到一秒钟!臭氧是在光线照射到大气中时形成的,因此赤道被太阳直射自然可以形成更多的臭氧。因此,当到达两极的光越来越少时,即使没有“氟利昂”去消耗它,臭氧也会在两极变稀,。
定期空洞
- 阳光少
虽然人类释放对它有害的气体是长期存在的,但是如果你明白了臭氧与紫外线的关系,也就能明白臭氧层出现空洞为什么是定期的。
根据我们以往的空洞记录会发现,一般空洞发生在冬季快要转变为春季时。如果去过冰岛北部旅游的(在北极圈以内),都应该了解,在极地有部分地方冬天有极夜,也就是没有白天,这样的日子要持续半年左右,所以臭氧无法增加,极地其他地方的臭氧及时过来补充,整体就会被摊薄。
- 极地平流层云(PSC)
当平均温度非常低,阳光减弱,高温频率低的时候,大量水汽会在平流层会形成冰云,极地具备这样的条件。在冬天,极地被大陆吹来的强大的圆形风所围绕,会形成极地涡旋,使极地形成隔离。隔离可阻止其他地方空气进出极地平流层,无法形成热交换。
在冬季,极地的平流层拥有形成平流层云的条件,外围的空气又无法进入进行平衡,所以冬天的极地很容易形成极地平流层云(PSC)。
图:南极上空的极地平流层云(PSC)
PSC存在于平流层的下部与臭氧层接轨,更是阻碍了臭氧层吸收紫外线。同时由于温度低,PSC还有个外号叫做长寿冰云,其中会形成大量的冰晶,冰晶是破坏臭氧层物质的容器。
- 氯化物
一般情况下臭氧会被一些游离基催化分解形成氧。主要的游离基一部分为大自然的产物,一部分为氯原子和溴原子则是由于人类活动产生的,主要以氯氟烃(CFC)为主。
平流层中氯原子的来源,15%+3%为自然产生,其他为人为造成。
正常情况下氯氟烃(CFC)是一种非常惰性的分子,所以它可以在整个对流层扩散而不会退化。一旦到达平流层就可以地球“任我游”,迅速在全球传播。太阳的紫外线辐射可以分解CFC,形成反应性氯物和溴化物,它们都是臭氧的杀手。
当反应性氯物不断地在平流层溜达,又最终来到极地遇到冰晶时,冰晶会吸收并浓缩空气中的反应性氯,这简直就是一个不断吸收增援、憋大招的过程。
当春天快要到来,太阳回来,温度逐渐升高,云中的冰融化,憋了很久又一顿浓缩的反应性物质被释放出来,就会如同“冲击波”一样开始大规模分解与它接壤的臭氧层,形成氧气。
本身极地就经历了少阳冬天的稀薄臭氧层,在这般摧毁下臭氧浓度迅速下降,而低纬度地区的臭氧混合缓慢,无法快速填充稀薄区域中的臭氧,于是极地的臭氧层就会达到“空洞”的阈值。但这实际并不是真正意义上的“洞”,只是在平流层下方的臭氧被破坏,在平流层上方并没有受到影响,但相对下方的陆地来说,上方的臭氧减少了50%以上,无法大量过滤紫外线。
臭氧层空洞恢复
一般情况下臭氧空洞属于大自然的自然运转,人类是无能为力的,不过通过上文我们也可以知道臭氧层需要紫外线,需要破除冰云,所以当春季来临,阳光普照,万物复苏,冰云融合,破坏物释放掉,就再也没有什么能阻止臭氧的生成,臭氧层很快就能得以恢复。随着人类对CFC的管制,虽然臭氧层空洞还会形成,但空洞的恢复的时间与速度逐步提前了。
造成北极上空出现有记录以来最大的臭氧空洞的原因是什么
臭氧层位于距离地球上空10—50千米的大气层中,是地球的一个保护层,它能有效阻挡来自太阳的紫外线辐射,对地球上包括人类在内的生物进行保护。臭氧层在地球表面并不是均匀分布,世界三极地区即南极、北极和青藏高原的臭氧层会明显稀薄。如果某处臭氧层中臭氧含量减少到正常值的50%以下,科学家们就会形象地说这是个臭氧洞。
北极上空出现臭氧洞
目前,北极中部的大部分地区(覆盖面积约为格陵兰岛的3倍)上空的臭氧含量创下了历史新低,作为一种非凡的大气现象,它将被载入史册。
为什么南极的臭氧空洞每年都会出现,但是北极很少出现臭氧空洞?而造成北极上空出现有记录以来最大的臭氧空洞原因是什么,会产生什么影响?
原因:空洞由低温和极地涡旋引发
极地涡旋
南极臭氧空洞频发的一个很重要的原因,就是因为在冬季,南极上空都会出现一个深厚的极地涡旋,所谓极地涡旋,是指空气在下沉过程中遇到山脉或其他地形受阻,会停止环流而改为就地旋转,吸入冷空气形成一股很强的围绕极地旋转的涡旋。气流沿着南极高原作顺时针旋转,把南极大陆封闭起来形成一个天然的“网罩”,阻止了含有高浓度臭氧的空气从外部进入南极。受大气波动影响,南极的极地涡旋比北极更强,持续时间更长。
而相较北极来说,南极更易出现臭氧空洞还有另一个原因——南极通常拥有比北极更低的低温环境,当温度低于-80℃时会形成含有冰晶成分的极地平流云,氯化物会以极地平流云为载体发生分解反应,释放出氯;当早春来临时,在太阳紫外线的照射下,氯原子也会更容易分解出来,进而引发化学反应侵蚀臭氧层。不过随着南极春末到来,极地涡旋会渐渐残缺或消失,富含臭氧的中纬度空气再次补充到南极,臭氧空洞便又会匆匆消失。
但是这种情况在北极很少见,当地温度没有南极那么低,不易形成极地平流层云,通常情况下不会导致大面积的臭氧损耗。
北极地区除2011年经历过臭氧消耗,近些年比较正常,然而今年出现了较强冷空气,加上强劲的西风环绕,将冷空气困在极地涡旋当中,才诱发了类似南极的臭氧空洞事件。
3月末,北极观测站释放的气象气球的测量结果显示,在距离北极地面18千米的高空,臭氧含量减少了近90%。德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所的大气科学家Markus Rex表示,通常该处气象气球的正常测量结果约为3.5ppm(百万分率),而这次的测量结果仅约为0.3ppm。此次北极上空出现的臭氧空洞,可能是北极有记录以来最大的一个,它与每年在南极地区形成的臭氧空洞大小相当。或将自行恢复不会威胁人类健康。
科学研究表明,大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人类会面临皮肤癌、白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的威胁。同时,紫外线的辐射增强还会使农作物大量减产,甚至杀死某些鱼类和海洋生物。科学家首次发现南极上空出现臭氧层空洞的时候,人类曾一度以为,地球生物可能将因此而毁灭。
20世纪80年代,科学家发现,除了自然因素之外,人类活动产生的含氯化合物,也是南极臭氧空洞出现的重要原因。为此,1987年9月,由联合国环境规划署主持,各国签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,约定必须分阶段削减含氟氯烃的产量和消耗,最大限度减小人类社会活动对臭氧层的破坏。在全世界人类的共同努力下,近年来,南极臭氧空洞已经呈逐渐缩小的趋势。
“蒙特利尔议定书” 有、无的对比图
北极空洞会造成什么影响:这次出现的北极臭氧空洞会目前还不会对自然界造成太大影响
这个空洞接下来偏移到较低纬度地区的概率很小,即便有所偏移,人们也可以通过涂抹防晒霜达到防护效果。正常情况下,随着太阳慢慢升高,极地涡旋破裂,臭氧层很快就可以恢复到往常状态。这个臭氧层空洞可能会在未来几周内自然恢复,不会威胁人类健康。
虽然此次北极臭氧空洞值得关注,但科学家更相信这是一种罕见的自然现象,并非地球生态危机。
最大的臭氧层空洞出现在南极上空,导致臭氧空洞的氟利昂主要产生于北半球,为啥
这个问题首先要明白,大气的运动比我们想象要复杂,并不能简单的说排放气体只能影响本地区域,不然也不会出现韩国人抱怨中国的雾霾影响到韩国,日本人说要帮助中国在三北地区治理沙漠等。现在人们一般用三圈环流认识大气运动一些规律,下图示意图包括了低纬、中纬、高纬三个环流,数字和箭头很形象的说明极地的大气通过环流影响到中低纬度地区,只不过随着温度的变化各自感受不一样罢了,我们中纬度在冬天一般感受为”寒潮“。
其次要明白大气中的臭氧是在大气的平流层,而跟人类活动密切相关的是大气的对流层,比平流层还在低。所以人类排放的氟利昂要想影响到平流层的臭氧,还得首先到达平流层。地球是个不规则的球体,大气的分布也不像下图一样的规则平整。于是出现了南极的平流层最低,其次是北极,再其次是号称”世界第三极“的青藏高原。这三极也是地球上臭氧层受到人类影响最大地区,如果要排序,恰好也是南极》北极》青藏高原。
最后南极臭氧层空洞是季节性的,在南极冬季半年里,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,这时从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空,这时臭氧层少了补给。
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。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。等到南极春季来临,阳光照射下冰晶云升温,氯氟烃气体迅速释放,臭氧层大量损耗臭氧,在一减一增的过程中出现了臭氧洞。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。
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臭氧层空洞的原因是什么
因为人类行为过度,索取太多,污染加重,二氧化碳排放超标,地球生态严重受损,破坏了地球表面空间自然平衡能力,就使的臭氧层空洞不断扩大变薄,过滤紫外线的能力减弱,直接影响地球生物包括人类生命的健康成长。
现在南极出现臭氧层空洞,那我们能制造臭氧排入大气层进行修补吗
你好,臭氧是氧气在放电的情况下所生成,人工是可以生成臭氧的,但绝无可能修补臭氧层。
因为女娲不在了,补天法宝五彩石也用了(开个玩笑)
人类尚未完全把地球地面地壳这些弄清楚,是不可能去大规模干扰天上的事情的。
大自然的自净能力是比人类的修补要快的多的多的,就这样,臭氧层也在不断的减少,可以看出破坏速度是远远大于修复速度的。
靠人来修复就更不可能了,一是成本太高,二是消耗与获得不成正比,在制造人工臭氧的过程中,会产生巨额耗电和耗氧。人能制造的臭氧数量比起大自然的要少太多了,天地之力十分巨大,非人力可以及。
南极上空出现臭氧层空洞的主要原因是什么
南极上空出现臭氧层空洞的主要原因是:太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中,并破坏了那里的臭氧分子。使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用也是原因之一。
宇宙高能粒子簇射破坏了臭氧层。美国地球与宇宙研究局局长登·贝克认为,通过人造地球卫星发现,地球每隔27天就有两天半要受到宇宙高能粒子簇射,射向地球的带电粒子,其能量为200~1500万电子伏特。
这些带电粒子在地球磁场作用下沿着磁力线向南北两极射去,当南半球冬季到来时,南极大陆处于黑夜,大气中间层的氮、氢化合物在带电粒子的影响下浓度开始升高。
当南极大陆出现太阳的早春季节到来时,氮、氢化合物由于气温升高开始发生化学反应,这一过程使臭氧层迅速遭到破坏,因而在南极上空臭氧层出现空洞。由于大气层总环流的稳定性和地球磁场的不同结构,北极磁场比南极磁场较强和均匀,因此这种化学过程只对南极大陆产生影响。
臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处,是地球的一个保护层,太阳紫外线辐射大部被其吸收。有学者认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因,尚有待进一步研究。
地球有臭氧层吗近些年怎么不提臭氧层空洞了
话说氧原子有个特性,在正常情况下,它们两两组合形成我们熟知的氧气(O2),但如果它们拥有的足够的能量,它们就喜欢三个三个的呆在一起,形成了臭氧(O3)。在臭氧层位置的氧气分子,能够从太阳的短波紫外线得到足够的能量,这时一些氧气分子就会分解成原子状态,并迅速与其它氧分子组成臭氧分子,这个过程可以理解成三个O2组成两个O3。
因为臭氧分子比重较大,所以它会在大气层中向下沉降,在这个过程由于环境温度的变化,它们很快就会变得不稳定,并还原成氧气分子,然后新的臭氧又在上方生成,如此循环下去形成了一个动态的平衡,从而达到了吸收了大部分的太阳紫外线的目的。地球的臭氧层分布于20公里到50公里的高处,其中以20到25公里的浓度最高,正是由于它的存在,地球上的生物才不会暴露在太阳的紫外线之下,因此臭氧层对我们的生存至关重要。
从上个世纪70年代起,科学家就通过观测发现了地球的的臭氧层有减少的迹象,这引起了人们的重视,随着时间的推移,这个现象变得日益严重,1985年,科学家首次在南极上空发现了一个臭氧层的空洞!通过对这个现象的研究,科学界普遍认为人类生产的氟利昂是罪魁祸首。
这个氟利昂是怎么破坏臭氧层的呢?这里简单介绍一下,氟利昂在常温下是一种无色的气体或易挥发的液体,在上个世纪被人类大量应用于制冷剂、清洗剂、发泡剂以及日用化学品等领域。
通常情况下,氟利昂的化学性质都很稳定,但如果受到紫外线的照射情况就不一样了。当人类生产活动排放出的氟利昂到达臭氧层时,强烈的紫外线就会使氟利昂发生化学反应,将氟利昂分子中的氯原子分离出来。这个氯原子就是破坏臭氧层的罪魁祸首,它会夺走臭氧分子中的一个氧原子形成一氧化氯和氧气,反应方程式为:CI+O3=CIO+O2。但一氧化氯又很不稳定,它会在紫外线的作用下迅速分解成氯原子和氧原子,然后氯原子又去和另一个臭氧分子反应……如此形成的连锁反应,将会大大降低臭氧的浓度。
这个关系到人类存亡的问题马上引发了世界各国的强烈关注,世界各国纷纷开始了限制氟利昂的行动,从上个世纪80年代开始,联合国通过了很多限制氟利昂的国际公约,如“特伦多备忘录”、“保护臭氧层维也纳公约”、“蒙特利尔协定”、“赫尔辛基宣言”等等。这些国际公约有效地控制了人类排放氟利昂的数量,根据观测数据,近年来南极臭氧层的空洞已经得到了比较好的控制,有科学家乐观的估计在2070年之前地球的臭氧层空洞就可以完全修复。下图为近些年有关臭氧层的一些数据资料(臭氧层空洞面积和大气层中臭氧的最低含量):
由此我们可以看出臭氧层空洞的情况已经比较稳定,并呈现出逐渐好转的趋势,这也是现在人们不提臭氧层空洞的原因了。
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臭氧层空洞会如何影响气候变化
地球臭氧层空洞虽然已在逐渐恢复,但这并不意味着它的环境影响已经结束。一项新的审查研究详细分析了额外的紫外线辐射对环境的影响,例如使气候带和海洋温度发生变化,以及导致某些物种的脆弱性。
就像现在的气候变化一样,臭氧层空洞是20世纪80年代和90年代出现的重大环境危机。这个保护层位于地球大气层的高处,破坏性紫外辐射在高空被臭氧吸收,在保持地球适宜居住方面发挥着至关重要的作用。在80年代中期,科学家在南极上空发现了一个臭氧层空洞。
罪魁祸首可追溯到含氯氟烃(CFCs)化学品,这些化学品通常用作制冷剂和制造气溶胶。当在大气中时,发现这些化学物质对阳光起反应并开始溶解臭氧。意识到这一危险,各国政府于1987年签署了《蒙特利尔议定书》,逐步淘汰了含氢氟烃的使用。
三十多年来,这个臭氧层空洞似乎正在逐渐恢复 。然而恢复过程仍然进展缓慢,而且这个臭氧层空洞仍然对环境产生一些影响。现在,联合国环境影响评估小组的研究人员进行了一项审查研究,以便更好地了解其具体会产生哪些影响。
最大的变化似乎是南极涛动(Antarctic Oscillation)。这是南半球中纬度和高纬度两个大气环状活动带之间大气质量变化的一种全球尺度的“跷跷板”结构,这个风带通常随着时间的推移自然地向北和向南移动。但是这项审查研究发现,位于南极洲正上方的臭氧层空洞已经使南极涛动进一步向南移动,比其之前大约一千年移动的更多。
南极涛动的变化将气候带向南推动,改变了降雨模式,海面温度和洋流。这改变了整个半球的气候,对澳大利亚、新西兰、南极洲、南美洲、非洲和南冰洋都有影响。
海洋的不同部分变得更加温暖或变冷,这对这些地区的生态系统产生了影响。温暖的海水破坏了澳大利亚岛屿塔斯马尼亚州周围的海藻床和巴西沿海的珊瑚礁。但是变冷实际上为一些区域带来好处,导致出现更多的鱼和磷虾,这些是企鹅、海豹和鸟类等所需的食物。
“我们所看到的是,臭氧的变化已经改变了南半球的温度和降水模式,这改变了海洋中的藻类,改变了鱼类、海象和海豹生活的区域,所以我们“看到了食物链中的许多变化,”该研究的共同作者Kevin Rose说道。
由于气候和臭氧层洞的综合影响,其他生物正在遭受更多苦难。大气中较高水平的二氧化碳使海洋变得更加酸性,从而使贝壳更薄,并且更容易受到来自臭氧层空洞的额外紫外线辐射的伤害。
在气候变化和臭氧层空洞之间似乎也存在“反馈回路”。“温室气体排放会在低层大气中捕获更多的热量,从而导致高层大气降温,”Rose表示。“由于臭氧在较冷的温度下耗尽,较冷的高层大气正在使臭氧层的恢复速度减缓。”
该研究发表在《自然-可持续发展》(Nature Sustainability)期刊上。
今年南极臭氧层空洞面积创有记录以来最小,这是否意味着问题已经逐渐解决
这多亏地球守护神坚持应用卓越先进的量子科技对臭氧层进行修复,至于她会不会彻底修复臭氧层那是她的事,作为蚂蚁级的凡人何必去瞎操心?女娲从上古时期就在修复臭氧层,所以就有了女娲补天的“神话”,我们得感谢地球守护神做出的卓越贡献。
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