地球科学概论—臭氧层空洞

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1、课题名称：臭氧层空洞小组成员：尹凯韩媛董伟赵有万王祥唐迪宇彭强张艺完成日期：2010年7月6号课程结业报告臭氧层空洞摘要：臭氧（03）是氧气（O2）的一种异构体，在大气中的含量仅占一亿分之一，其浓度因海拔高度而异。臭氧层可以说是地球的保护层，它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV－B（UV－B是紫外线的一段波长，为280—315nm）的作用。同时，由于紫外线是平流层的热能来源，臭氧分子是平流层大气的重要组成部分，所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性的作用，发挥着调节气候的重要功能。南

2、极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60％。关键字：发现成因影响现状趋势臭氧层空洞的发现：A天上有个大洞　　1957年，作为英国南极考察队的一员，剑桥大学的教师乔·法曼被首次派往哈雷湾观测站。时值国际地球物理年，包括英国在内的12个国家在南极洲新设了多个观测站，观测极地气象。乔·法曼的任务之一，就是测量空气中的臭氧含量。此后每年，法曼都要到南极去。只是在1957年的南极洲，对臭氧的监测仅是其中很小的部分。当时的“第七大陆”看上去有更多有价值的监测目标。因此法曼等人对臭氧也只是做常规监测。　　英国南极考察队所用的监测仪器是多布森

3、分光光度计（Dobsonmeter），这是被公认为测量臭氧的标准仪器，主要通过测量达到地面的紫外线辐射来间接反应大气中的臭氧含量。1981年南半球的春季，新测出的数据引起了乔·法曼和同事加迪纳（B.G.Gardiner）、尚克林（J.D.Shanklin）的注意，它显示南极洲上空的臭氧层面积较过去小了很多。“怎么回事呢？”一直状态低迷的乔·法曼变得异常兴奋。　　“这会不会只是一个错误数据呢？”他重新调校了仪器。随后的1982和1983年，所测得的数据显示了同样的结果。乔·法曼意识到，有大事情发生了。1984年10月，数据显示南极上空的臭氧层面积比平均水平减少了40

4、%，而且这个大洞已经扩大到了南美洲南端的火地岛。乔·法曼重新翻阅了过去记录的数据，发现臭氧层的减少实际上大约在1977年就开始了。　　他没有再犹豫。5个月之后，1985年5月16日，《自然》杂志刊出了他们的文章，正式阐述了南极上空春季臭氧空洞存在的问题：自1975年起，每年早春（10月份）期间总臭氧的减弱大于30%，而1957~1975年间的变化并不大。文中强调，这个空洞并不是自然原因造成的，而是由于CFCs等臭氧破坏物质造成的。　　差不多同时，身处日本昭和观测站的忠钵繁（ShigeruChubachi）也注意到了同样的信息。“他在日本国内发表文章公布了自己的发现

5、，但影响力没有乔·法曼在《自然》杂志的这一篇大。”BCFCs烧出的空洞　　CFCs（氟氯碳化物）即日常俗称的氟利昂，顾名思义，是含有氟（F）、氯（Cl）、碳（C）的化合物。它的应用范围极广，从很早开始就被应用于汽车和冰箱等冷冻空调的冷媒、电子和光学元件的清洗溶剂，以及化妆品喷雾剂，在工业上使用非常普遍。　　“CFCs化学性质非常安定，不可燃且没有毒性，生产工艺简单，成本低廉，过去一直被认为是安全又理想的化学物质。”陆龙骅说。1930年，CFCs首次由杜邦公司和通用汽车共同研发出来，此后在全球各工业国家的使用量便不断增加。厂商大量制造，使用者也任其扩散至大气中。当时

6、还没有人能意识到，40年后，人为因素可能破坏大气中臭氧的重大事实会被突然摆上台面。　　法曼发现臭氧的明显减弱是从20世纪70年代开始的。当时正值超音速航空技术开始显示出巨大的商业价值。拥有超音速能力的协和客机的首飞在清楚地提醒着市场，国际航班所花费的时间有望缩短数倍。而与此同时，也开始有论文指出，新兴的超音速航空器（SST）需要在平流层飞行，会排放氮氧化物（NOx）、硫化物和大量的水汽，这同样值得注意。　1971年，加州大学伯克利分校的物理化学家哈罗德·约翰斯顿（HaroldJohnston）提出警告：SST将严重破坏臭氧层。有SST发射需要的NASA试图用“合理

7、忽略”来逃避这个警告：“喷发量很小，因此可以合理地忽略。”NASA的解释并没有成功，反而让科学界将注意的焦点从超音速航空器和NOx，转移到氯上，在此之前，火山爆发所释放的氯被看作是平流层中氯的唯一来源。1972年7月，NASA正式公布SST的环境影响评估报告书，坚持认为其对环境的影响不大，并煞有其事地委托西根大学的两位教授测试这份报告书。意想不到的是，受委托的史托斯基（RichardS.Stolarski）和塞西隆（RalphJ.Cicerone）提交了与NASA意图完全相左的评估报告：“SST所排放的氯，将严重破坏平流的臭氧。”　两年后，美国加利福尼亚大学欧文分

8、校的化学教