在南極上空,出現(xiàn)臭氧稀薄區(qū),被科學(xué)家形象地稱之為“臭氧空洞”。那么,臭氧空洞現(xiàn)狀呢?佰佰安全網(wǎng)和您一起來看一下吧!
差不多在上世紀(jì),人們在南極大陸上空發(fā)現(xiàn)了一個臭氧空洞,這可將當(dāng)時的人類嚇了一跳,要知道臭氧層在地球大氣環(huán)境中起到非常重要的作用。那么,臭氧空洞現(xiàn)狀呢?下面就讓佰佰安全網(wǎng)小編來介紹一下吧!
臭氧空洞的現(xiàn)狀
美國國家宇航局(NASA)的科學(xué)家前不久宣布,到2000年10月,南極上空臭氧洞的面積大約為2900萬平方英里,這是迄今為止觀測到臭氧空洞的最大面積。從NASA發(fā)布的圖片上可以看到,臭氧洞像一個大的藍(lán)水滴,完全罩在南極的上空,并延伸到南美的南端。臭氧空洞增大的速度是驚人的,特別是近南極上空的臭氧空洞有惡化的趨勢。根據(jù)全球總臭氧觀測的結(jié)果表明,在過去10-15年間,每到春天南極上空平流層的臭氧都會發(fā)生急劇的大規(guī)模耗損。1987年10月,南極上空的臭氧濃度下降到了1957-1978年間的一半,臭氧洞面積則擴(kuò)大到足以覆蓋整個歐洲大陸。
從那以后,臭氧濃度下降的速度還在加快,有時甚至減少到只剩30%,臭氧洞的面積也在不斷擴(kuò)大。1994年10月觀測到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。臭氧洞的深度和面積等仍在繼續(xù)擴(kuò)展,1995年觀測到的臭氧洞的天數(shù)是77天,到1996年幾乎南極平流層的臭氧全部被破壞,臭氧洞發(fā)生天數(shù)增加到80天。1997年至今,科學(xué)家進(jìn)一步觀測到臭氧洞發(fā)生的時間也在提前,1998年臭氧洞的持續(xù)時間超過100天,是南極臭氧洞發(fā)現(xiàn)以來的最長記錄,而且臭氧洞的面積比1997年增大約15%,幾乎可以相當(dāng)三個澳大利亞的面積。這一跡象表明,南極臭氧洞的損耗狀況正在惡化之中。臭氧在大氣中從地面到70千米的高空都有分布,其最大濃度在中緯度24千米的高空,向極地緩慢降低,最小濃度在極地17千米的高空。20世紀(jì)50年代末到70年代就發(fā)現(xiàn)臭氧濃度有減少的趨勢。1985年英國南極考察隊在南緯60°地區(qū)觀測發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞,引起世界各國極大關(guān)注。臭氧層的臭氧濃度減少,使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用,影響人類和其他生物有機(jī)體的正常生存。
關(guān)于臭氧層空洞的形成,在世界上占主導(dǎo)地位的是人類活動化學(xué)假說:
人類大量使用的氯氟烷烴化學(xué)物質(zhì)(如制冷劑、發(fā)泡劑、清洗劑等)在大氣對流層中不易分解,當(dāng)其進(jìn)入平流層后受到強(qiáng)烈紫外線照射,分解產(chǎn)生氯游離基,游離基同臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使臭氧濃度減少,從而造成臭氧層的嚴(yán)重破壞。為此,于1987年在世界范圍內(nèi)簽訂了限量生產(chǎn)和使用氯氟烷烴等物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)定。另外還有太陽活動說等說法,認(rèn)為南極臭氧層空洞是一種自然現(xiàn)象。關(guān)于臭氧層空洞的成因,尚有待進(jìn)一步研究。
2008年形成的南極臭氧空洞的面積到9月第二個星期就已達(dá)2700萬平方公里,而2007年的臭氧空洞面積只有2500萬平方公里。2000年,南極上空的臭氧空洞面積達(dá)創(chuàng)記錄的2800萬平方公里,相當(dāng)于4個澳大利亞。科學(xué)家目尚不清楚2008年的臭氧空洞面積是否會打破這個記錄。
科學(xué)家認(rèn)為,臭氧空洞面積較小的主要原因在于氣候,而不是因為破壞臭氧層的化學(xué)氣體排放減少。英國南極考察科學(xué)家阿蘭·羅杰說,南極上空臭氧空洞縮小在歷史記錄上應(yīng)被看作是個別現(xiàn)象。因此,臭氧層空洞面積有可能進(jìn)一步擴(kuò)大。
大氣圈的臭氧入不敷出,濃度降低??茖W(xué)家在1985年首次發(fā)現(xiàn):
1984年9、10月間,南極上空的臭氧層中,臭氧的濃度較20世紀(jì)70年代中期降低40%,已不能充分阻擋過量的紫外線,造成這個保護(hù)生命的特殊圈層出現(xiàn)“空洞”,威脅著南極海洋中浮游植物的生存。
據(jù)世界氣象組織的報告:
1994年發(fā)現(xiàn)北極地區(qū)上空平流層中的臭氧含量,也有減少,在某些月份比20世紀(jì)60年代減少了25-30%。而南極上空臭氧層的空洞還在擴(kuò)大,1998年9月創(chuàng)下了面積最大達(dá)到2500萬Km2的歷史記錄。
臭氧層為什么會出現(xiàn)“空洞”?
許多科學(xué)家認(rèn)為,是使用氟利昂作制冷劑及在其他方面使用的結(jié)果。氟利昂由碳、氯、氟組成,其中的氯離子釋放出來進(jìn)入大氣后,能反復(fù)破壞臭氧分子,自己仍保持原狀,因此盡管其量甚微,也能使臭氧分子減少到形成“空洞”。我國科學(xué)家新近提出,僅僅是氟利昂的作用還不夠,太陽風(fēng)射來的粒子流在地磁場的作用下向地磁兩極集中,并破壞了那里的臭氧分子,這才是主要原因。而無論如何,人為地將氯離子送進(jìn)大氣,終是一種有害行為。
本世紀(jì)70年代,當(dāng)時英國的科學(xué)家通過觀測首先發(fā)現(xiàn),在地球南極上空的大氣層中,臭氧的含量開始逐漸減少,尤其在每年的9-10月(這時相當(dāng)于南半球的春季)減少更為明顯。美國的“云雨7號”衛(wèi)星進(jìn)一步探測表明,臭氧減少的區(qū)域位于南極上空,呈橢圓形,1985年已和美國整個國土面積相似。這一切就好像天空塌陷了一塊似的,科學(xué)家把這個現(xiàn)象稱為南極臭氧洞。南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)使人們深感不安,它表明包圍在地球外的臭氧層已經(jīng)處于危機(jī)之中。于是科學(xué)家在南極設(shè)立了研究中心,進(jìn)一步研究臭氧層的破壞情況。1989年,科學(xué)家又赴北極進(jìn)行考察研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)北極上空的臭氧層也已遭到嚴(yán)重破壞,但程度比南極要輕一些。
臭氧是大氣中的微量氣體之一,其主要濃集在平流層中20-25km的高空,即大氣的臭氧層。臭氧層對保護(hù)地球上的生命界以及調(diào)節(jié)地球的氣候都具有極為重要的作用。然而,近些年來,由于在平流層內(nèi)運行的飛行器日益增多,人類活動產(chǎn)生的一些痕量氣體如NO。和氯氟烴等進(jìn)入平流層,使臭氧層遭到破壞,以致于在南極上空出現(xiàn)了“臭氧空洞”。
導(dǎo)致大氣中臭氧減少和耗竭的物質(zhì),主要是平流層內(nèi)超音速飛機(jī)排放的大量NO。以及人類大量生產(chǎn)與使用的氯氟烴化合物(氟利昂),如CFCl3(氟利昂-11)、CF2Cl2(氟利昂-12)等。1973年,全球這兩種氟利昂的產(chǎn)量達(dá)480萬、,其大部分進(jìn)入低層大氣,再進(jìn)入臭氧層。氟利昂在對流層內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定,但進(jìn)入臭氧層后,易與臭氧發(fā)生反應(yīng)而消耗臭氧,以致降低臭氧層中O3濃度。
2011年,據(jù)國家衛(wèi)星氣象中心監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,風(fēng)云三號衛(wèi)星臭氧總量探測儀在北極上空監(jiān)測到一個明顯的臭氧低值區(qū),在該低值區(qū)內(nèi)臭氧總量是正常情況下平均值的一半左右,部分地區(qū)的臭氧總量達(dá)到了臭氧洞的標(biāo)準(zhǔn)(220DU)。雖然沒有形成南極上空那樣規(guī)模的臭氧洞,但由于北半球人口密度遠(yuǎn)高于南半球,臭氧低值區(qū)覆蓋的范圍內(nèi)紫外線對人類健康的影響比南極臭氧洞更重要。導(dǎo)致北極臭氧洞形成的主要原因是春季極寒冷的極渦內(nèi)生成了極地平流層云,在太陽紫外線的作用下釋放出破壞臭氧的鹵素原子。
衛(wèi)星同期監(jiān)測到的北半球臭氧總量分布,可以看出:
一般情況下在三月份北極地區(qū)的臭氧含量很高,大部分地區(qū)范圍在400DU以上,其中接近或大于500DU的區(qū)域占很大比例。而2012年3月份北極圈內(nèi)的大部分地區(qū)臭氧總量降到了200~300DU,部分地區(qū)達(dá)到了臭氧洞的標(biāo)準(zhǔn)。
此結(jié)論與國外科學(xué)家的最新地面觀測結(jié)果基本一致。德國物理學(xué)家馬庫斯·雷克斯表示,北極30個臭氧監(jiān)測站獲得的初始數(shù)據(jù)顯示,冬季臭氧濃度下降的情況比以往更嚴(yán)重。他說,在春天來臨之前,“第一個北極臭氧洞也許已經(jīng)形成,這種發(fā)展速度非常驚人,可能將被載入史冊。目前下定論還為時尚早,不過請靜候我們的進(jìn)一步消息”。據(jù)專家說,臭氧濃度較低的地區(qū)可能向南最遠(yuǎn)已經(jīng)延伸到紐約上空,他們發(fā)出警告說,皮膚癌風(fēng)險或?qū)⑻嵘?
北極上空2011年春天臭氧減少狀況超出先前觀測記錄,首次像南極上空那樣出現(xiàn)臭氧空洞,這個臭氧空洞主要因北極地區(qū)罕見長時間寒冬而形成。
這項研究由來自美國、加拿大、芬蘭、丹麥、日本等9個國家的研究人員完成。
2014年,美國國家海洋和大氣管理局與宇航局共同對南極洲上空的臭氧空洞進(jìn)行了持續(xù)的觀察,臭氧空洞在9月11日達(dá)到了年度峰值。2014年臭氧空洞最大時有2410萬平方公里,幾乎與2013年的峰值相當(dāng)。它還遠(yuǎn)未達(dá)到曾經(jīng)創(chuàng)下的單日最高紀(jì)錄,衛(wèi)星在2000年觀測到的面積達(dá)到了2990萬平方公里。這一狀況在1998年到2006年間最糟糕,現(xiàn)在臭氧空洞似乎正在逐漸恢復(fù)。
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責(zé)任編輯:王秀娟
2021.12.14 21:03:30
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