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臭氧空洞

臭氧空洞是地球大气上空平流层(臭氧层)的臭氧从1970年代开始,每年递减的一种现象。在两极地区的部份季节,递减速度还超过每十年4%,而在春季时连对流层的臭氧也在减少,形成所谓臭氧空洞。臭氧消耗的主要原因是氯化物和溴化物对臭氧分解的催化作用引起的,这些卤素主要来源于地面释放的氟氯烃(CFC),商品名称为氟里昂。

目录

臭氧空洞臭氧空洞
臭氧空洞指的是因

对生命的保护

大气中的臭氧吸收了大部分对生命有破坏作用的太阳

对于臭氧空洞形成的原因,当前有三个学说:化学学说、动力学说和太阳活动学说。

化学学说

臭氧空洞臭氧空洞
从化学学说的角度来讲,由于人类活动大量生产和使用氟利昂,并使之进入大气层中,大气环流携带着人类活动所排放的氟利昂,随赤道附近的热空气上升,分流向两极。由于氟利昂是一种含氯的有机化合物,当它受到短波紫外线的照射,会发生一系列的化学反应,反应过程中消耗掉一部分臭氧。人为消耗臭氧层的物质主要是:广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗的

根据全球总臭氧观测的结果表明,每到春季南北极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。

南极臭氧空洞恶化

臭氧空洞臭氧空洞
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。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,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,南极臭氧空洞的损耗状况正在恶化之中。

2011年11月,日本气象厅发布的消息称,2011年以来测到的南极上空臭氧层空洞面积的最大值超过去年,已相当于过去10年的平均水平。日本气象厅利用美国航天局的卫星观测数据,发现9月2日南极上空臭氧层空洞的面积达到今年截至目前的最大值2550万平方公里,是南极洲面积的约1.8倍。虽然这个数值低于2000年2960万平方公里的历史最高纪录,却大幅超过2010年南极上空的臭氧层空洞面积2190万平方公里,2010年的这一数值在上世纪90年代以来的观测值中位列倒数第三。

北极首现臭氧空洞

2011年10月,多国研究人员共同完成并发表在《自然》杂志网站上的报告称,对2011年春天北极上空臭氧观测数据的分析显示,确认北极首次出现了类似南极上空的臭氧空洞,在18到20公里的高空臭氧减少的幅度超过了80%,可谓史无前例。 面积最大时相当于5个德国或美国加利福尼亚州。 

青藏高原臭氧总量减少

90年代初,中国北京、昆明、黑龙江、浙江、青海等地臭氧观测结果表明,当地的臭氧总量不断减少。同时青藏高原6至9月形成了大气臭氧低值中心。拉萨地区上空臭氧总量比同纬度地区低11%,且1979年至1991年间臭氧总量平均年递减率达0.35%。国际保护臭氧层专家警告:如果任其发展下去,世界屋脊的上空将继南北两极之后,出现世界第三个臭氧层空洞。

影响

臭氧空洞臭氧空洞
臭氧层中的臭氧能吸收200~300 nm的阳光紫外线辐射,因此臭氧空洞可使阳光中紫外辐射到地球表面的量大大增加,从而产生一系列严重的危害。

阳光紫外线辐射能量很高的部分称EUV,在平流层以上就被大气中的原子和分子所吸收,从EUV到波长等于290nm之间的称为UV-C段,能被臭氧层中的臭氧分子全部吸收,波长等于290~320nm的辐射段称为紫外线B段(即B类紫外线,UV-B),也有90%能被臭氧分子吸收,从而可以大大减弱到达地面的强度。如果臭氧层的臭氧含量减少,则地面受到紫外线B的辐射量增大。

健康影响

1976年,

在现代经济中,氟里昂等物质应用非常广泛,要全面淘汰,必须首先找到氟里昂等的替代物质和替代技术。在特殊情况下需要使用,也应努力回收,尽可能重新利用。世界上一些氟里昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟里昂的含氟替代物(含氢氯氟烃HCFC和含氢氟烷烃HCF等)及其合成方法,有可能用作发泡剂、制冷剂和清洗溶剂等,但这类替代物也损害臭氧层或产生温室效应。同时,也在开发研究非氟里昂类型的替代物质和方法,如水清洗技术、氨制冷技术等。

为了推动氟里昂替代物质和技术的开发和使用,逐步淘汰消耗臭氧层物质,许多国家采取了一系列政策措施。一类是传统的环境管制措施,如禁用、限制、配额和技术标准,井对违反规定实施严厉处罚,欧盟国家和一些经济转轨国家广泛采用了这类措施。一类是经济手段,如征收税费、资助替代物质和技术开发等。美国对生产和使用消耗臭氧层物质实行了征税和可交易许可证等措施。另外,许多国家的政府、企业和民间团体还发起了自愿行动,采用各种环境标志,鼓励生产者和消费者生产和使用不带有消耗臭氧层物质的材料和产品,其中绿色冰箱标志得到了非常广泛的应用。

为了实施议定书的规定,1990年6月在伦敦召开的议定书缔约国第二次会议上,决定设立多边基金,对发展中国家淘汰有关物质提供资金援助和技术支持。1991年建立了临时多边基金,1994州年转为正式多边基金。到1995年底,多边基金共集资4.5亿美元,在发展中国家共安排了1100多个项目。

到1995年,经济发达国家已经停止使用大部分受控物质,但经济转轨国家没有按议定书要求削减受控物质的使用量。发展中国家按规定到2010年停止使用,受控物质使用量仍处于增长阶段。中国由于经济持续高速增长,家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等产品都大幅度增长,受控物质使用量比1986年增长了一倍以上,成为世界上使用受控物质最多的国家之一。

从各项国际环境条约执行情况而言,这项议定书执行的是最好的。向大气层排放的消耗臭氧屋物质已经逐年减少,从1994年起,对流层中消耗臭氧层物质浓度开始下降。预计到2000年,平流层中消耗臭氧层物质的浓度将达到最大限度,然后开始下降。但是,由于氟利昂相当稳定,可以存在50至100年,即使议定书完全得到履行,臭氧层的耗损也只能在2050年以后才有可能完全复原。另据1998年6月世界气象组织发表的研究报告和联合国环境规划署作出的预测,大约再过20年,人类才能看到臭氧层恢复的最初迹象,只有到21世纪中期臭氧层浓度才能达到本世纪60年代的水平。

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