南极臭氧层空洞为什么出现在春季
高中地理教学笔记
高中地理教学笔记(1)1.紫外线有哪些危害?紫外线强弱受哪些因素的影响?紫外线对人体的危害主要表现为①对皮肤的伤害,轻者会使皮肤灼伤,晒后皮肤显得干燥、粗糙、易生皱纹,显得衰老,严重时还可能会诱发皮肤癌。
②紫外线对眼睛的伤害也很严重,特别是对老年人,会明显增加患白内障的机会。
紫外线的好处:消毒杀菌、帮助人体补充维生素D促进钙的吸收。
紫外线的强弱主要受太阳高度、海拔高度、天气因素的影响。
2为什么南极臭氧层空洞出现在当地的春季而不是冬季?南极臭氧层虽在冬季时最低,但是由于冬季南极附近基本处于极夜状态,而臭氧被氟氯烃分解需要太阳紫外线的照射作为外部条件。
当南极进入春季之后,出现了极昼状态,紫外线也特别的强。
3.为什么一天中,最高气温在午后2时左右,最低气温在日出前后?.天气的冷热,主要决定于空气温度的高低,而影响空气温度的根本因素是太阳辐射强弱。
太阳光热并不是直接使气温升高的主要原因,空气直接吸收阳光的热能仅14%左右,而有43%的可见光区的能量被地面吸收了。
当地面吸收了太阳的辐射热量之后,再通过辐射、对流等形式向空气中传导,这是气温升高的主要原因。
过了正午时刻太阳辐射开始减弱,但地面吸收的热量仍多于支出的热量,直到午后1时左右,地面温度达最高,地面辐射也达到最强。
由于地面向大气传输热量需要一定的时间,所以近地面气温是午后2时左右达到最高,大气逆辐射也达到一天的最大。
4.为什么北半球大陆最低月均温不在冬至而在“三九”?冬至日是太阳直射点的最南界限,北半球太阳辐射达到最小值,但是大气的热量主要来源与地面辐射,大气温度达到最低值还需要一段时间。
所以它们的最小值出现并不同步。
5.热力环流中的高空指多高?热力环流的高空的最低是指500百帕等压面的平均高度及其以上的区域,也就是约青藏高原上冬夏盛行风向相反的现象。
是青藏高原热力作用形成的一种独立的风系。
高原相对于四周同高度的自由大气,夏季为一热源,在高原近地面形成热低压;冬季为冷源,形成冷高压。
臭氧空洞
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。
初中化学臭氧层空洞知识点分析
臭氧层空洞臭氧和臭氧层空洞地球周围的大气,按其高度可分为对流层、平流层、中间层和散逸层。
臭氧(0 3 )是氧气(O 2 )的一种同素异形体,在大气中含量甚微。
其浓度因海拔高度而异。
臭氧分子是平流层大气的最关键的组成成分,其厚度约为10~15公里,浓度峰值在离地面20~25公里高度处。
一般就把平流层的这一部分成为臭氧层。
近年来,科学观测发现臭氧层遭受破坏,在南极甚至出现臭氧层消失的现象,即所谓的臭氧层空洞。
平流层中臭氧的存在对于地球生物至关重要,因为它阻挡了高能量的紫外辐射到达地面。
因此,有人形象地把臭氧层比喻为地球的“ 保护伞”,而把臭氧耗损比喻为“保护伞穿了孔”。
穿孔的保护伞据美国字航局观测的资料表明,自1969年以来,全球除赤道以外,所有地区臭氧层中臭氧的含量减少了3%~5%,全球臭氧层都已受到损害。
1985年英国科学家首先发现南极臭氧层己出现空洞。
人们对南极臭氧层的考察证实,南极上空周期性地出现臭氧层空洞,南极中心地区上空臭氧含量比正常含量减少了65%,南极边缘地区减少了30%~40%。
1989年,由美、英、挪和德的200名科学家组成的北极臭氧层考察队,进行为期6周的考察证实:北极虽尚未发现臭氧空洞,但臭氧层破坏严重,在北极上空造成臭氧损耗的高活性化学粒子氧化氯和氧化溴浓度比原先估计的高出50倍。
美国宇航局的资料还表明,自1969年以来,横跨美国、加拿大、日本、中国、前苏联、西欧等国广阔地带的臭氧层已减少了3%。
世界气象组织1995年在一份声明中说:“南极目前臭氧损耗严重的范围达1000万平方公里,与欧洲面积差不多,是1993年和1994年同时期臭氧空洞面积的2倍”。
联合国世界气象组织说,南极上空臭氧变薄的速度是有记载以来最快的,达到每天损失1%,空洞的范围有如欧洲一样大小。
伞破屋漏生灵遭殃阳光中的紫外辐射虽然只占太阳总发射能量的5%左右、但是它对于地球生命系统具有很大的伤害能力,并且能量越高,伤害越大。
南极臭氧层空洞出现的季节及原因
南极臭氧层空洞出现的季节及原因南极臭氧层空洞只在南极的春季(9-11月)出现,持续一个月左右。
目前,主要解释是从光学角度进行的。
这种观点认为,使臭氧层破坏的罪魁祸首主要是氟氯烃(CFCs)。
在人类聚居的北半球,由于大量生产和使用CFCs,并使之进入大气层中,大气环流携带着北半球散发的CFCs,随赤道附近的热空气上升,分流向两极。
在南极黑暗酷冷的冬季(6-9月),下沉的空气在南极洲受到山地的阻挡,停止环流,就地旋转,形成“极地风暴旋涡”。
这股旋涡不断上升,上升到20千米高空的臭氧层内以后,把南极与中低纬地带空气对流隔绝开来,使南极变得极冷,并开始出现滞留在空中的冷气团“冰云”。
“冰云”中的冰晶微粒把气流中的CFCs吸收在其表面,并不断积聚其中。
当南极的春季来临时,阳光照向“冰云”,冰晶融化,释放出吸附的CFCs。
由于CFCs是一种含氯的有机化合物,当它受到短波紫外线的照射,分解出一种自由基,这种自由基与臭氧发生反应生成另一种自由基,反应过程中消耗掉一部分臭氧。
一个氯原子可破坏10万个臭氧分子。
因此,南极的臭氧洞出现在春季。
另一种解释是从动力角度进行的。
这种观点认为,在南极极夜期间,因中低纬向南极的热量输送效率很低,控制南极上空的极地“旋涡”内部,形成了异常低温环境,光照少,氧分子合成臭氧的光化学作用就会减弱。
当极夜结束,春季来临(9月始),太阳重新越出地平线时,由于集中于平流层中下层的臭氧对太阳辐射的吸收,这一范围的大气被加热,于是该层出现了上升运动。
这一上升运动引起的抽吸作用,将对流层臭氧含量低的气体带入了平流层,替代了原来平流层臭氧含量高的气体。
这种“抽吸作用”直到11月份才逐渐减弱,此时南极上空臭氧浓度逐渐上升。
可见,由于南极春季的这种“抽吸作用”,导致了南极春季臭氧空洞的形成。
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学生淘气三千问【第1辑】第一章:宇宙中的地球1.证明地球是球形的例子有哪些?答:①环球航行②海边看船③傅科摆实验④月食现象等2.飞机最短航线是过两点的大圆劣弧,请问什么是大圆劣弧?答:地球表面的大圆的圆心与地心恰好重合,赤道、晨昏圈、经线圈都是天生的大圆。
若起止点同在赤道上可以沿着赤道的劣弧段(所对圆心角小于180)飞行;若起止点位于同一经线圈上,也是绕经线圈的劣弧段飞行;若起止点在晨昏线上可沿晨昏线劣弧段飞行。
若两点同纬度不同经度,例如右图从②飞往⑤,则要先向东南飞,再向东北飞【提示:首先分清南北半球,再在外围标出地球的自转方向,在俯视图中看来恰好走直线。
】3.等值线有多少种?等值线的疏密程度能反映什么信息?答:无数多种,等值线的疏密程度都是反映的某一地理量的变化率,例如:①等高线的疏密反映坡度的大小,等高线越密坡度越陡,水流越急;②等潜水线的疏密则反映出地下水流速的快慢,等潜水线越密,地下水流速越快;③等压线的疏密反映气压梯度力的大小,等压线越密集风速越大。
4.在等值线图中为何有时会出现两条相同的等值线?答:在等值线图中当等值线由递增(减)变化突然转变为递减(增)变化时会出现两条相同的等值线或者一条闭合的等值线。
例如:等高线的这种递变规律的突变反映的是地形区的变换和过渡。
5火山口湖的等高线是如何画的?答:见右图,其中短线表示的是示坡线,示坡线总是指向海拔低的一边,所以火山口湖具有由某一等高线向内侧和外侧都降低的特点。
6.修水井和排水沟的问题?(如右图)为何1、3、5合理,2、4不合理?答:建设排水沟的原因是排水不畅,与(等高线)等潜水位线垂直的方向,水能自行流动,没有修排水沟的必要,因此“排水沟应与等潜水位线相互平行,以增加汇水量”所以4不合理;修水井时“多个水井不应该布局在与潜水等水位线相垂直的一条线上”例如1和2,1处已有水井,2处的水源会大为减少,再加之2处的水井汇水面积较小,故2不合理。
南极臭氧空洞是怎样被发现的
这层“保护伞”就是—臭氧层,它位于平流层的下层,离地面20千米—25千米的上空。臭氧在大气中只占百万分之一,如果把地球上平流层中所有的臭氧压缩到一个大气压,只有2.5毫米厚,我们可以想象是多么薄的一层。但是,正是由于这薄薄的臭氧层的存在,才为多细胞植物和动物的生存提供了前提条件。所以,我们可以把臭氧层比做生物在地球上得以生存繁衍的保护伞。亿万年来,万物生灵已经适应在这种保护条件下的环境里生存了。
1986年,美国公布了通过“雨云二号”卫星得到Байду номын сангаас数据,证实了自1979年到1984年10月在南极上空的确出现了总臭氧合量持续减少的情况,这样显著的变化已经超出了由气候变化引起的变化范围。直到这个时候,南极上空的臭氧空洞才受到全球的关注。
南极臭氧空洞是怎样被发现的
大家都知道,地球上一切生命所需的能量都来自太阳。但是,如果太阳光不受任何阻档直接照到地球上,那么可以说,地球上一切生命的产生和延续都将是不可能的。这是为什么呢?
其实,太阳在普照大地的同时要辐射各种各样的紫外线,其中有:长波紫外线(UVA,紫外线A,波长380—320皿);中波紫外线(UVB,紫外线B,波长320—280nm);短波紫外线(UVC,紫外线C,波长280-200nm)。这三种紫外线比较起来,短波紫外线对生物的杀伤能力最大,中波和长波紫外线只有很微弱的杀伤能力。这些紫外线辐射占太阳总发射量的比例不大,大约5%左右,但是如果它们全部辐射到地球,那么地球上的生物将会毁灭殆尽。
但是,近年来,科学家发现我们的保护伞出现了空洞。第一个发现南极上空臭氧出现空洞的是两位日本科学家,1982年9月,他俩在南极昭和站的观察活动中偶然发现并报道了臭氧减少的这一现象,但是当时很少有人注意到这件事,臭氧空洞并没有为全世界的人们所瞩目。
为什么世界上臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区?
为什么世界上臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区?臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体,如果在零度的温度下,沿着垂直的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压,那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。
科学家在南极地区最早发现了严重的臭氧层破坏。
南极是一个非常寒冷的地区,终年被冰雪覆盖,四周环绕着海洋。
在过去10-15年间,每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。
极地上空臭氧层的中心地带,近95%的臭氧被破坏。
从地面向上观测,高空的臭氧层已极其稀薄,与周围相比像是形成了一个“洞”,直径上千千米,“臭氧洞”就是因此而得名的。
臭氧洞可以用一个三维的结构来描述,即臭氧洞的面积、深度及延续时间。
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。
近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展,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年至今,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,南极臭氧洞的损耗状况正在恶化之中。
为什么“三极”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢?氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上,即北极地区、南极地区和青藏高原的上空。
美、日、英、俄等国家联合观测发现,近年来,北极上空臭氧层也减少了20%。
在被称为是世界上“第三极”的青藏高原,中国大气物理及气象学者的观测也发现,青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度减少。
根据全球总臭氧观测的结果表明,除赤道外,1978-1991年总臭氧每10年间就减少1%-5%。
环境科学概论-浅谈臭氧层空洞
浅谈臭氧层空洞【摘要】:臭氧在1849年首次被人类发现,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。
随着臭氧层空洞面积的增大,人们逐渐意思到保护臭氧层迫在眉睫。
本文从臭氧层作用讲起,论述了其成因、现状、危害及其控制措施。
【关键词】:臭氧层臭氧空洞氟利昂1.大气臭氧层的作用臭氧层中的臭氧是在离地面较高的大气层中自然形成的,其形成机理是:O2+hv→O+OO2+O =O3高层大气中的氧气受波长短于242nm的紫外线照射变成游离的氧原子,有些游离的氧原子又与氧气结合就生成了臭氧,大气中90%的臭氧是以这种方式形成的。
O3是不稳定分子,来自太阳的短于1140nm射线照射又使O3分解,产生O2分子和游离O原子,因此大气中臭氧的浓度取决于其生成与分解速度的动态平衡。
太阳是一个巨大的热体,表面温度高达6000℃,是地球取之不尽的能量来源。
但太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高,如果到达地球表面,就可能对地球生物的生存造成无法挽回的影响然而,自然的力量改变了这一过程,地球的大气层就像一个过滤器,一把保护伞,将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外,使地球成为人类可爱的家园。
而完成这一工作的,就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层”。
臭氧是地球大气层中的一种蓝色、有刺激性的微量气体,是平流层大气的最关键组成组分,总量只占大气的百万分之0.4。
大气中90%的臭氧集中在距地球表面10—50Km的高度范围内,分布厚度约为10—15Km,其平均密度约为9×10-8g/L。
尽管臭氧层在地球表面并不太厚,臭氧在大气层中只占百万分之几,若在气温0℃时,将地表大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压时,臭氧层的总厚度才不过3mm,总质量不过30亿t左右。
就是这样的一个臭氧层,却吸收了来自太阳99%的高强度紫外辐射,保护了人类和生物免遭紫外辐射的伤害。
正是这层薄薄的臭氧层存在, 才为地球上万物生灵的生存提供了前提条件。
臭氧层空洞的定义(精)
臭氧层空洞的定义臭氧在大气中属微量气体,总量只占大气的百万分之0.4,而且90%以上集中在10-50公里的高层大气之中, 在离地面25千米处臭氧浓度最大。
全球大气中臭氧总量约有30亿吨,如果在摄氏零度的温度下,沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压,那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。
这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法,采用多布森单位(Dobson unit,多布森单位,简称D.U.)来表示,正常大气中臭氧的柱浓度约为300 D.U.。
臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200 D.U.,也即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的区域。
2、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。
臭氧层空洞
臭氧层是什么东东啊臭氧层是存在于地球上空16~48千米平流层内薄薄的一层气体。
因为它以吸收太阳光中杀伤力很强的光线,特别是紫外线,从而使生命有可能存在。
人造卫星上的仪器可以测量臭氧层的厚度的范围。
观测证明,在南级上空臭氧层处出现日渐增大的“空洞”。
如果到达地球的有害辐射增多,这对动植物的影响将是灾难性的。
造成的后果之一是人类皮肤癌病例将会增加。
臭氧层发生变化的部分原因是由氟氯碳化物引起的,这类化合物常用于生产气雾剂、电冰箱致冷剂、干洗剂以及某些塑料。
今天,许多制造商在产品中采用了各种对保护臭氧层有利的化学品。
由于臭氧层中空洞的存在,人们被劝告要戴上遮阳幅和涂上防晒霜。
这幅地图显示的是臭氧洞。
1986年,那里的臭氧量仅是30年前的一半。
臭氧层已受到影响的不仅是在南极上空。
1988年,曾发现北半球上空臭氧层已比20年前要薄百分之三。
这种变化足以使皮肤癌的病例增加。
控制臭氧层破坏的途径和政策在现代经济中,氟利昂等物质应用非常广泛,要全面淘汰,必须首先找到氟利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。
目前,世界上一些氟利昂的主要生产厂家参与开发研究了替代氟利昂的含氟替代物(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,也在开发研究非氟利昂类型的替代物质和方法,如水清洗技术、氨制冷技术等。
为了推动氟利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。
臭氧层空洞的出现原因
臭氧层空洞的出现原因、危害及防治臭氧层空洞的出现原因、危害及防治摘要:在距离地球表面15~25公里处,聚集了大气中90%的臭氧,我们将这一层高浓度的臭氧称为"臭氧层"。
臭氧对太阳的紫外线辐射有很强的吸收作用,能有效地阻挡对地表生物有伤害作用的短波紫外线。
因此,我们可以推测,直到臭氧层形成之后生命才有可能在地球上生存,延续和发展.臭氧层是地表生物系统的"保护伞".本文将着重讨论臭氧层空洞的形成原因与防治措施,并结合现状对臭氧层空洞的危害进行了详细的分析。
最后,呼吁加强环境保护,防治臭氧层空洞。
关键词:臭氧层原因现状危害防治措施臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,其主要作用是吸收短波紫外线。
大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气,把它分为两个原子,然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。
臭氧分子不稳定,紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子,形成一个继续的过程臭氧氧气循环,如此产生臭氧层。
不过近一个世纪以来臭氧层不断出现令人忐忑不安的臭氧层空洞现象,在此我想介绍一下这些现象的发生原因及对人类的危害等几个问题。
1、臭氧层空洞的含义、臭氧层空洞的发现及产生原因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。
所谓的臭氧层空洞是指大气平流层中出现臭氧浓度大量减少的空域的现象。
20世纪70年代人类发现了臭氧层空洞,尤其是南极洲臭氧洞的发现使人们深感不安,它表明包围在地球外的臭氧层已经处于危机之中。
南极臭氧洞一经发现,立即引起了科学界及整个国际社会的高度重视。
各国科学家们对这一问题的许多现象和特征进行探索,如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?对于这些涉及臭氧损耗的地域性、季节性及其规模的定性和定量研究,是自南极臭氧洞被发现之后的科学热点。
最初对南极臭氧洞的出现有过三种不同的解释,一种认为,南极臭氧洞的发生是因为对流层的低臭氧浓度的空气传输到达平流层,稀释了平流层臭氧的浓度;第二种解释认为,南极臭氧洞是由于宇宙射线的作用在高空生成氮氧化物的结果;此外,美国科学家莫里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)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(俗称氟里昂)和含溴化合物哈龙(Halons)。
南极臭氧层空洞为什么出现在春季
南极臭氧层空洞为什么出现在春季目前,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(Halo n)。
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H alon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Halo n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Halo n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。
背景资料:南极臭氧洞
南极臭氧洞南极臭氧洞是怎么回事?大气中的臭氧是阳光中的紫外线作用于氧分子,氧分子分解成氧原子,氧原子和氧分子结合形成臭氧。
臭氧大部分存在于平流层10~50千米高度,其最大密度在20千米高度左右。
臭氧的总含量还不到地球大气分子数的100万分之一,如果把大气中的臭氧集中在海平面的高度,它只有大约3毫米的厚度。
太阳光中含有一种叫紫外线,公认为皮癌和白内障的元凶。
由于臭氧能吸收太阳光中的紫外线,因此保护地球上生物免受灭顶之灾。
英国南极考察科学家于1985年报道发现南极上空的臭氧空洞。
每年的8月下旬至9月下旬,在20千米高度的南极大陆上空,臭氧总量开始减少,10月初出现最大空洞,面积达2 000多万平方千米,覆盖整个南极大陆及南美的南端,11月份臭氧才重新增加,空洞消失。
其实,所谓臭氧空洞,并不是说整个臭氧层消失了,只不过是大气中的臭氧含量减小到一定程度而已。
南极臭氧洞是怎么形成的?研究表明,人类的活动,特别是大量使用作为制冷剂和雾化剂的氟利昂,是产生南极臭氧洞的重要原因。
人类在生产和生活中泄漏到大气中的氟利昂在高层大气中经紫外线分解成氯原子,氯原子使臭氧产生了分解。
在南极上空20千米的高度,因温度非常低,易生成冰晶云,这种云加剧了氯的催化作用,使大量的臭氧被分解。
南极封闭的大气环流系统使得被分解的臭氧得不到补充。
所以,大气中的化学反应和大气运动相辅相成,紧密相关,在南极上空形成臭氧空洞。
地球大气中的臭氧层出现空洞会有害于地球上的生灵,这一问题已引起人们的普遍担忧和各国政府的普遍重视。
现在,世界各国都在致力于减少乃至制止氟利昂的生产,许多国家的政府和国际环保组织也要求有关生产空调和冰箱的厂家减少和停止使用氟利昂作为制冷剂,转而推广使用绿色环保无氟产品,同时号召人们购买无氟产品。
其实,我们每个人在日常生活中都可以为保护地球家园作出贡献呢。
南极臭氧洞有什么危害?臭氧洞到底有什么危害呢?简单说来,臭氧洞的危害是,透过臭氧洞的强烈紫外线对人和生物有杀伤作用。
高中地理常见疑难问题
高中地理常见疑难问题答疑第一章:宇宙中的地球1.证明地球是球形的例子有哪些?答:①环球航行②海边看船③傅科摆实验④月食现象等2.飞机最短航线是过两点的大圆劣弧,请问什么是大圆劣弧?答:地球表面的大圆的圆心与地心恰好重合,赤道、晨昏圈、经线圈都是天生的大圆。
若起止点同在赤道上可以沿着赤道的劣弧段(所对圆心角小于180)飞行;若起止点位于同一经线圈上,也是绕经线圈的劣弧段飞行;若起止点在晨昏线上可沿晨昏线劣弧段飞行。
若两点同纬度不同经度,例如右图从②飞往⑤,则要先向东南飞,再向东北飞【提示:首先分清南北半球,再在外围标出地球的自转方向,在俯视图中看来恰好走直线。
】3.等值线有多少种?等值线的疏密程度能反映什么信息?答:无数多种,等值线的疏密程度都是反映的某一地理量的变化率,例如:①等高线的疏密反映坡度的大小,等高线越密坡度越陡,水流越急;②等潜水线的疏密则反映出地下水流速的快慢,等潜水线越密,地下水流速越快;③等压线的疏密反映气压梯度力的大小,等压线越密集风速越大。
4.在等值线图中为何有时会出现两条相同的等值线?答:在等值线图中当等值线由递增(减)变化突然转变为递减(增)变化时会出现两条相同的等值线或者一条闭合的等值线。
例如:等高线的这种递变规律的突变反映的是地形区的变换和过渡。
5.火山口湖的等高线是如何画的?答:见右图,其中短线表示的是示坡线,示坡线总是指向海拔低的一边,所以火山口湖具有由某一等高线向内侧和外侧都降低的特点。
6.修水井和排水沟的问题?(如右图)为何1、3、5合理,2、4不合理?答:建设排水沟的原因是排水不畅,与(等高线)等潜水位线垂直的方向,水能自行流动,没有修排水沟的必要,因此“排水沟应与等潜水位线相互平行,以增加汇水量”所以4不合理;修水井时“多个水井不应该布局在与潜水等水位线相垂直的一条线上”例如1和2,1处已有水井,2处的水源会大为减少,再加之2处的水井汇水面积较小,故2不合理。
【高中地理】2021年高考地理复习:臭氧层空洞
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地理基础知识,希望对考生朋友有所帮助!
臭氧空洞
⒈产生原理:氯氟烃等气体在低空不易分解,上升到平流层,破坏臭氧,使臭氧层变
薄或出现空洞(臭氧含量低于200du,du为多布森单位)
2.臭氧层破坏对地球环境和生物的影响:
使到达地面的太阳紫外线辐射增强:一方面直接危害人体健康,另一方面对生态环境
和农林牧渔造成破坏
3.南极的臭氧含量在9月至11月(中国秋季)最低
⒋近十多年来,青藏高原上空也出现了臭氧低谷(约比同纬度地区低11%左右),对青
藏高原自然环境可能造成的影响有:a.大部分地区气温有所上升b.大部分地区降水有所增加
c、山区雪线上升,冰川融化量增加,河流水位飙升。
藏羚羊、野牦牛等动物的分布
区域发生了显著变化
⒌氯氟烃等气体主要源于北半球,却对南极上空臭氧层造成严重破坏,引起这些物质
迁移的原因是:通过大气环流输送到南极上空
⒍ 措施:减少并逐步禁止氟氯烃等消耗臭氧层物质的排放,积极开发新型制冷系统。
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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。
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。
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。
南极臭氧层空洞为什么出现在春季
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。
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。