臭氧空洞还能恢复吗?

来源:admin 时间:2020-12-05 06:28:43

尽管人们普遍认为,臭氧空洞实际上并不是臭氧层上的一个空洞,而是南极上空平流层臭氧层的一个贫化区,它发生在南半球春季开始时,即8月至10月之间的某个时候。近年来,在北极地区也注意到臭氧消耗。这种现象被称为臭氧空洞。


平流层臭氧层通过吸收有害的紫外线来保护地球,紫外线会破坏地球上动植物的DNA。


氯氟碳化物如何影响臭氧层?


氟氯烃会消耗地球臭氧层的臭氧浓度。


众所周知,称为氟氯化碳(氯氟碳化物)的化学物质是臭氧层空洞的罪魁祸首——事实上,科学家估计平流层中80%的氟氯化碳来自人类,而非自然。这些化学品从制冷和推进剂装置和过程中逸出,如冰箱和空调、大型冷却器和冷却器、气雾罐推进剂、制造塑料泡沫的发泡剂、灭火剂、干洗和脱脂用溶剂等,它们不易变质。事实上,氟氯化碳可以在低层大气中滞留数十年,它们的长寿命使一些化学物质能够到达平流层。在那里,紫外线破坏了氯原子与氟氯化碳分子之间的键,游离氯原子能够参与许多化学反应,破坏臭氧层。


然而,与人们普遍认为的相反,由氯引起的臭氧分解并不会立即发生。大部分氯成为两种不同化学物质的一部分,在正常情况下是稳定的。但在极地的黑暗中,大气条件变得异常,而环绕平流层的风被称为极涡,使得空气变得如此寒冷干燥,以至于通常不可能发生的化学反应也会发生。

臭氧空洞还能恢复吗?(图1)

储存在两种稳定化学品中的非活性氯被转化成氯气等活性物质,当阳光返回时,紫外线会打破氯原子之间的键合,将氯释放到空气中。催化反应允许单个氯原子破坏数千个臭氧分子。


臭氧空洞什么时候会长大?


这个洞将在早春生长,直到温度变暖,极涡变弱,足以让周围地区的空气进入极地地带。不同空气系统的混合使氯得以分散,臭氧层自身稳定,直到第二年春天极涡再次抬头。


臭氧层能被拯救吗?


1987年,随着全世界认识到氟氯化碳对臭氧层的影响,经过一系列紧张的国际会议和谈判,制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,以便在2000年之前逐步停止生产消耗臭氧层的化学品。该议定书涉及氟氯化碳、哈龙、四氯化碳和甲基氯仿,所有这些物质在适当的条件下都可能消耗臭氧层。随后几年对《议定书》进行了一系列修正,到2005年,参与国消耗臭氧层化学品的消费量下降了90%至95%。


科学家记录的图像显示,随着人类意识的提高和行为的改变,臭氧正在恢复,2005年至2016年期间臭氧消耗减少了20%。2019年,南极上空出现了1982年以来最小的臭氧空洞。


然而,在2020年,在北极上空发现了有史以来最大的洞,由于大气条件的影响,关闭时间比平时要长。科学家在3月底发现了一个罕见的大洞,据推测是由北极的低温造成的。到了4月23日,这个洞被宣布关闭了。


北极臭氧空洞是罕见的,因为北半球通常不容易出现强而稳定的极涡条件,而这是使消耗臭氧层的化学物质浓缩并破坏臭氧分子所必需的。科学家们仍在努力确定是什么使得大气条件在2020年出现北极臭氧空洞。


根据模拟模型,预计到2040年臭氧层将基本恢复。


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