臭氧层空洞及其形成原因

臭氧层空洞的形成
携带北半球释放的氟氯烃的大气环流，随赤道附近的热空气上升，分流 向两极，然后冷却下沉，从低空回流到赤道附近回归线。
南极黑暗酷冷的冬季，下沉的气流在南极山地受阻，就地旋转，吸入冷
空气形成“极地涡旋”。
臭氧层空洞的形成
极地涡旋的重要作用：内部空
气与外部大气隔离，只有平流
层上部空气可以进入涡内。 旋涡内温度下降至240-195 K
1979年 1989年 1999年 2008年
南极臭氧层空洞变化（1979-2008年）
臭氧层空洞的形成
Farman等人认为臭氧层空洞 形成原因：南极的极低温度 和极地含卤化合物浓度的增
加；
Why 南极？ 人类所排放氟氯烃主要在 北半球，欧洲、俄罗斯、 日本和北美约占总量的
90%，且是对流层。
北极有没有？
时，水汽凝结成为冰晶云，并
吸收、积聚氟氯烃化合物。 当春季来临，冰晶融化，释放 吸附的氟氯烃类物质。在紫外 线作用下，释放氯原子，与臭 氧反应。
臭氧层空洞的形成
卤素气体：CCl3F、CCl2F2、CH3Cl、CCl4、CH3Br、CHBr3、CBrF3 活性卤素分子：BrONO2、HCl、ClONO2、ClO、BrO、Br、Cl
严格执行控制，平流层活性氯会在 2000年左右达到峰值后开始持续下
降。百度文库
国际臭氧日：9月16日。
O3总量过去变化和未来发展预测
60oN-60oS：预计2030
年平流层O3会恢复至
1980年水平； 南极区域：预计2050
年平流层O3会恢复至
1980年水平。
保护臭氧全球行动的启示
保护环境全球合作的典范 ODS成熟的替代品 各国责任明确
常温下，淡蓝色、特殊臭味（鱼腥味）的气体
长期人体接触，头痛、眼睛灼热、刺激呼吸道（>100 μg/m3）
大气臭氧层
O3在不同大气高度有显著不同
的环境作用
对流层：NOx和VOCs光化 学烟雾污染物；二级标准： （8h浓度）160 μg/m3； 平流层：90%的O3 ；峰值 在20-25 km范围内； 沿垂直于地面的方向将大气中 的O3全部压缩到1.01×105Pa， 总厚度平均约为3 mm。
臭氧层空洞形成机制
太空中的地球
在天际遨游时遥望地 球，映入眼帘的是一 个晶莹的球体，上面 蓝色和白色的纹痕相 互交错，周围裹着一 层薄薄的水蓝色“纱
衣”。
Contents
臭氧的性质
大气臭氧层及其形成
南极臭氧空洞形成原因 臭氧层破坏机理
保护臭氧层的全球行动
臭氧的性质
O3（Ozone） 三个氧原子构成，O2的同素异形体
哈龙类化合物来源
含溴气体
高质量的灭火剂
蒙特利尔议定书
1985年：《维也纳公约》 1987年：《蒙特利尔议定书》 1990年：伦敦修正案 1992：哥本哈根修正案 1999：北京修正案 每次修改结果使受控物质种类被再 次扩充，完全淘汰的日程也一次次 提前。 如果不控制，2050年平流程活性氯
含量比1980年水平增长10倍；如果
O3层的形成
O3的形成条件 强太阳辐射 充足的氧分子和 活性氧原子 20-30 km高空最 适合
臭氧层空洞的发现
1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞； 1985年美国“雨云-7号”气象卫星观测到了这个臭氧洞。 1979年的290 DU至1985年的170 DU，至2000年的100 DU。
臭氧层的作用
紫外 辐射 人体健康 影响 促进维生 素D的合成 损害蛋白 质和DNA 臭氧层吸收情况
UV-A
UV-B UV-C
基本不吸收
吸收大约90% 全部吸收
损害蛋白 质和DNA
O3层损耗的危害：
皮肤癌发病率增高、伤害眼 睛导致白内障，O3下降
1%，发病率增加0.6%0.8%； 陆生植物生长力减弱等。
发达国家积极行动，并给与发展中国家技术支持和资
金补偿；
合作机制值得借鉴
对于气候变化、雾霾污染问题，只要共同行动，可以遏制 或者延缓环境危机。
1 卤素气体的
排放和聚集
2 卤素气体传
输至平流层
3 卤素气体在紫
外线照射下转化 为活性分子
5 活性卤素气体
返回对流层并被 去除 极地涡旋和冰晶 云加剧了极地冬 季和春季的臭氧 层消耗
4 活性卤素气体
在全球范围引起 臭氧层消耗
臭氧层的破坏机理
臭氧层的破坏机理
氟氯烃化合物来源
含氯气体
喷雾剂、发泡剂、制冷剂