为什么臭氧空洞都出现在没有任何工业的南极？

为什么臭氧空洞出现在南极~

为什么臭氧层空洞只出现在南极，或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢？
原来，在冬季半年里，南极上空有一个深厚的涡旋，气流沿着南极高原作顺时针旋转，把南极大陆封闭起来。从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空。而在旋涡中上升的空气，因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多。加上南极高原本来就海拔高气温低，因而形成极低的低温环境。臭氧层所在的20公里高度上气温常常在－80℃以下（比北极要低得多）。南极大气涡旋中的空气上升过程中还会生成大量的冰晶云，云中的冰晶不断吸收氯氟烃气体，浓度越来越高。一旦南极春季（9月）来临，极夜结束，阳光照射下冰晶云升温，氯氟烃气体迅速释放。而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子……上面讲过的臭氧层受到破坏的过程立即开始，臭氧层因大量损耗臭氧而出现臭氧洞。一旦春末南极旋涡残缺或破坏消失，大量富含臭氧的赤道南下的新鲜空气进入南极上空，臭氧洞于是便又匆匆消失。

夏末秋初，空洞更“空”

查阅往年的报刊杂志，记者发现每到下半年，关于南极上空又出现巨大的臭氧层空洞的消息会显著增多。

邹捍主任告诉记者，所谓“臭氧层空洞”实际上是臭氧密度不到正常密度一半的稀薄层，而并不是一点臭氧也没有。

邹捍为记者解释了臭氧的形成过程：在阳光作用下，一个氧分子由两个氧原子组成，在大气中，一个氧分子会同一个氧原子结合，形成一个由三个氧原子组成的分子，这就是臭氧。而臭氧也会发生分解，重新变成一个氧分子和一个氧原子。这两种化学变化叫做光化学反应，而氟里昂这一族类的化学物质就是加速臭氧分解的催化剂。决定大气中O3含量及变化的因素主要有三个，一是臭氧合成与分解的光化学平衡，二是催化化学过程，三是大气环流和涡旋输送。

赤道接受太阳照射最强，是最易产生臭氧的地区，但由于大气环流作用，产生的臭氧会被带到别处，向南北输送。因此在中高纬度臭氧最多，而在赤道上空最少。


大气环流对臭氧的输送在北半球作用强于南半球，“但也和地形有关”，邹捍主任指着电脑中的一幅“全球臭氧总量分布图”告诉记者：“这一带是美国的落基山脉，这一带是青藏高原，这一带是安地斯山，这些高山地带在图上为蓝色，表示这些地区的臭氧层稀薄。”

南极冬天的极夜期间会有极地涡旋，这是一股围绕南极转的强气流，这样南北方向吹的风就少了，从而阻止了南北方向物质的交换。臭氧层遭到污染物质的破坏而逐渐消耗，却没有来自南极以外的臭氧补充进来，因而含量会显著降低。另外，在冬天，南极上空平流层的温度会低至零下80度，此时水汽会凝华成冰晶而形成冰晶云。在气体和固体的冰晶云交界的界面处会发生一种非均向化学反应，促使污染物“杀死”臭氧。

春天，太阳出来了，冰晶云化了，由于这种“非均向化学反应”必须借助气体和固体的交界面才会发生，因此界面消失了，反应也就停止了。而此时大气温度上升，运动增强，极地涡旋被破坏，南北方向的物质交换开始了，南极上空的臭氧又会逐渐增多。由于南北半球的季节是相反的，南极的冬天开始于8月，因此每到下半年，关于南极臭氧层变稀薄的消息就会明显增多。

在南极地区上空，臭氧层损耗大多开始于8月底，一直延续到10月份并达到高潮，到11月底和12月初才能恢复。而北极地区上空则是在1—3月开始。到了夏季，这些低值区又会自行恢复常态。但如果臭氧损耗严重，恢复就会迟缓。

为什么臭氧层空洞只出现在南极，或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢？
原来，在冬季半年里，南极上空有一个深厚的涡旋，气流沿着南极高原作顺时针旋转，把南极大陆封闭起来。从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空。而在旋涡中上升的空气，因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多。加上南极高原本来就海拔高气温低，因而形成极低的低温环境。臭氧层所在的20公里高度上气温常常在－80℃以下（比北极要低得多）。南极大气涡旋中的空气上升过程中还会生成大量的冰晶云，云中的冰晶不断吸收氯氟烃气体，浓度越来越高。一旦南极春季（9月）来临，极夜结束，阳光照射下冰晶云升温，氯氟烃气体迅速释放。而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子……上面讲过的臭氧层受到破坏的过程立即开始，臭氧层因大量损耗臭氧而出现臭氧洞。一旦春末南极旋涡残缺或破坏消失，大量富含臭氧的赤道南下的新鲜空气进入南极上空，臭氧洞于是便又匆匆消失。

夏末秋初，空洞更“空”

自从发现在南极上空存在臭氧空洞以后，为了查实和弄清臭氧层耗减及臭氧空洞形成的原因，美国宇航局(NASA)牵头组织了数十个科学家于1986年和1987年的9～11月，两次赴南极进行臭氧探险活动，寻求揭示臭氧空洞形成的机理。在第二次探险中获得了有效的探测结果，由此推理出臭氧空洞形成的机理。�
人类所排放的CFCs主要在北半球，其中欧洲、俄罗斯、日本和北美洲约占总排放量的90%。这种不溶于水和不活泼的CFCs，前1～2年内在整个大气层下部并与大气混合。这种含有CFCs的大气从底部向上升腾，一直到达赤道附近的平流层。然后分别流向两极，这样经过整个平流层的空气几乎都含有相同浓度的CFCs。
然而由于地球表面的巨大差异，两极地区的气象状况是完全不同的。南极是一个非常广阔的陆地板块(南极洲)，周围又完全被海洋所包围，这种自然条件下产生了非常低的平流层温度。在南极黑暗酷冷的冬季(6～9月)，下沉的空气在南极洲的山地受阻，停止环流而就地旋转，吸入周围的冷空气，形成“极地风暴旋涡”。
这股“旋涡”上升到20km高空的臭氧层，由于这里温度非常低，形成了滞留的“冰云”。“冰云”中的冰晶微粒把空气中带来的CFCs和哈龙吸收在其表面，并不断积聚其中。当南极的春季来临(9月下旬)，阳光照向“冰云”时，冰晶溶化，释放出吸附的CFCs和哈龙。它们受到紫外线UV-C照射，分解出CI?和Br?并与臭氧反应生成CIO?和BrO?消耗臭氧。由于冰晶的吸附作用，积累的CFCs和哈龙在一段时间内集中分解出CI?和Br?再加上形成冰晶会发生各种各样的化学变化，促成了每年9～11月臭氧快速耗减，在特定高度臭氧几乎完全消失，导致臭氧空洞形成。�随着夏季的到来，南极臭氧层得到逐渐恢复，然而臭氧减少的空气可以传输到南半球的中纬度，造成全球规模的臭氧减少。

南极地区气温最低，平流层也最低，臭氧层破坏最为严重，已经出现了臭氧空洞；北极地区臭氧层破坏较轻，另外在地球的第三极——青藏高原也出现了臭氧层变薄．南极臭氧洞首先是一种自然现象，太阳风是臭氧空洞的元凶，温暖海水蒸发、电解等也可产生氯离子；天然产生的溴也是破坏臭氧层的重要原因。人类活动导致臭氧洞进一步扩大。例如，氯气、氯化物、溴化物的制造使用，人类活动导致的全球变暖使海洋蒸发量加大、热带风暴加剧、海平面上升和地震火山活动增多等等。

什么臭氧层空洞只出现在南极，或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢？
原来，在冬季半年里，南极上空有一个深厚的涡旋，气流沿着南极高原作顺时针旋转，把南极大陆封闭起来。从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空。而在旋涡中上升的空气，因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多。加上南极高原本来就海拔高气温低，因而形成极低的低温环境。臭氧层所在的20公里高度上气温常常在－80℃以下（比北极要低得多）。南极大气涡旋中的空气上升过程中还会生成大量的冰晶云，云中的冰晶不断吸收氯氟烃气体，浓度越来越高。一旦南极春季（9月）来临，极夜结束，阳光照射下冰晶云升温，氯氟烃气体迅速释放。而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子……上面讲过的臭氧层受到破坏的过程立即开始，臭氧层因大量损耗臭氧而出现臭氧洞。一旦春末南极旋涡残缺或破坏消失，大量富含臭氧的赤道南下的新鲜空气进入南极上空，臭氧洞于是便又匆匆消失。

南极臭氧洞只出现在春季的原因
A．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。
B．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。
C．北极没有形成臭氧空洞。1989年初，来自好几个国家的200多名科学家聚集在北极进行探测。他们发现，在北极的春天，臭氧浓度的降低与臭氧层中的CFCs的浓度的升高有明显的对应关系。只是北极没有极地大陆和高山，仅有一片汪洋冰帽，不能形成大范围的强烈“极地风暴旋涡”，所以不易生成像南极那样的“臭氧空洞”。
－－摘自《地理教育》2002年第5期

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/515936.html

南极地区气温最低，平流层也最低，臭氧层破坏最为严重，已经出现了臭氧空洞；北极地区臭氧层破坏较轻，另外在地球的第三极——青藏高原也出现了臭氧层变薄．南极臭氧洞首先是一种自然现象，太阳风是臭氧空洞的元凶，温暖海水蒸发、电解等也可产生氯离子；天然产生的溴也是破坏臭氧层的重要原因。人类活动导致臭氧洞进一步扩大。例如，氯气、氯化物、溴化物的制造使用，人类活动导致的全球变暖使海洋蒸发量加大、热带风暴加剧、海平面上升和地震火山活动增多等等。

什么臭氧层空洞只出现在南极，或者说为什么南极的臭氧量下降得特别多呢？
原来，在冬季半年里，南极上空有一个深厚的涡旋，气流沿着南极高原作顺时针旋转，把南极大陆封闭起来。从赤道来的富含臭氧的气流进不了南极上空。而在旋涡中上升的空气，因为上升过程中气温下降的速度要比实际大气中温度随高度分布的速度快得多。加上南极高原本来就海拔高气温低，因而形成极低的低温环境。臭氧层所在的20公里高度上气温常常在－80℃以下（比北极要低得多）。南极大气涡旋中的空气上升过程中还会生成大量的冰晶云，云中的冰晶不断吸收氯氟烃气体，浓度越来越高。一旦南极春季（9月）来临，极夜结束，阳光照射下冰晶云升温，氯氟烃气体迅速释放。而氯氟烃分子在紫外线照射下开始释放氯原子……上面讲过的臭氧层受到破坏的过程立即开始，臭氧层因大量损耗臭氧而出现臭氧洞。一旦春末南极旋涡残缺或破坏消失，大量富含臭氧的赤道南下的新鲜空气进入南极上空，臭氧洞于是便又匆匆消失。

南极臭氧洞只出现在春季的原因
A．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。
B．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。
C．北极没有形成臭氧空洞。1989年初，来自好几个国家的200多名科学家聚集在北极进行探测。他们发现，在北极的春天，臭氧浓度的降低与臭氧层中的CFCs的浓度的升高有明显的对应关系。只是北极没有极地大陆和高山，仅有一片汪洋冰帽，不能形成大范围的强烈“极地风暴旋涡”，所以不易生成像南极那样的“臭氧空洞”。
－－摘自《地理教育》2002年第5期

南极“臭氧洞”的成因目前尚无定论，其中最为令人信服的当是污染物质学说。此外还有：美国宇航局汉普顿芝利中心Callis等人提出南极臭氧层的破坏与强烈的太阳活动有关；麻省理工学院的Tung等人认为是南极存在独特的大气环境造成冬末春初臭氧耗竭，根据大气动力学说，指出大量氯氟烃化合物的使用，以及南极初春没有足够阳光产生大量氧原子，并因此提出了不需要氧原子的循环机理。

通过分析我们似乎可以得出以下的主要观点：（1）南极"臭氧洞"是在南极春季特殊的温度和环流状况下由极地平流层云参与和非均相化学反应而引发产生的特殊现象。（2）极地旋涡等其它因素对气体成分输送的影响不是南极"臭氧洞"形成的决定因素，而只能影响臭氧洞的强度。（3）太阳周期变化通过光化学反应对南极"臭氧洞"强弱的影响可以忽略。

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南湖区15597015270： 为什么我们造成的臭氧层空洞,有那么多都集中到南极去了?南极洲上又没有造工厂. - ？
都蚀消癌： 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...

南湖区15597015270： 为什么臭氧层空洞出现在没有工业的南极大陆上空?？
都蚀消癌： 那个地方的引力大自转线速度小,可以理解为大气都离心运动分散到赤道去了空下来的部分都留在南极

南湖区15597015270： 为什么臭氧层空洞是出现在像南极西藏这样荒芜人烟的地方? - ？
都蚀消癌： 大气环流.将氟化物带到了南极地区.又因为南极地区的大气稀薄.臭氧层也较薄.所以会在南极地区出现臭氧空洞.

南湖区15597015270： 为什么 南极上空出现臭氧层空洞 而不是工业城市上空 - ？
都蚀消癌： 巨大的温差造成环流,使破坏臭氧层的物质向高寒地区集中,所以越是高寒地区臭氧层就越稀薄.南极为最,北极其次,青藏高原第三.

南湖区15597015270： 为什么臭氧空洞出现在南极上空,而不是工业污染比较厉害的各大洲上空 - ？
都蚀消癌： 臭氧层是地球大气层中臭氧含量比较大的层次,臭氧的分子式是O3,它是由一个氧原子和一个氧分子结合而成.在低层大气中,由于紫外线辐射很弱,缺乏氧原子,生成臭氧的机会很少.随着高度增加,太阳紫外线辐射增强,氧分子在紫外线...

南湖区15597015270： 为什么臭氧层空洞主要出现在南极洲?而其它地方则很少? - ？
都蚀消癌： 极地平流层云的作用.其他地方主要的依靠ClO-BrO催化分解,而南极洲的冬季则会形成极地平流层云(PSCs),低压气旋,吸收硝酸、硫酸、盐酸等物质,固定同时活化Cl(由HCl等变为Cl2、ClONO2). 春天到来时,有光,活化的Cl(Cl2、...

南湖区15597015270： 臭氧空洞的形成原因 - ？
都蚀消癌： 经过跟踪、监测,科学家们找到了臭氧层损耗即臭氧空洞的形成原因.一种大量用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化工制剂的氟氯烃是导致臭氧减少的“罪魁祸首”.另外,寒冷也是臭氧层变薄的关键,这就是为什么首先在地球南北极最冷地区出...

南湖区15597015270： 地球高空都有臭氧层,为什么偏偏在南极上空出现臭氧空洞,别的地方没有呢? - ？
都蚀消癌： 臭氧层为什么会出现“空洞”?许多科学家认为,是使用氟利昂作制冷剂及在其他方面使用的结果.氟利昂由碳、氯、氟组成,其中的氯离子释放出来进入大气后,能反复破坏臭氧分子,自己仍保持原状,因此尽管其量甚微,也能使臭氧分子减少到形成“空洞”.我国科学家新近提出,仅仅是氟利昂的作用还不够,太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中,并破坏了那里的臭氧分子,这才是主要原因.(杨学祥,1999)而无论如何,人为地将氯离子送进大气,终是一种有害行为. http://baike.baidu.com/view/562512.htm?fr=ala0_1_1

南湖区15597015270： 臭氧层空洞的原因是什么?(简要) - ？
都蚀消癌： 臭氧空洞的成因 臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因,那么,臭氧层是如何耗损的呢?人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应,就会导致臭氧耗损,使臭氧浓度减少. 人为消耗臭氧层的物质主要是:广泛用于冰箱...

南湖区15597015270： 南极上空的臭氧空洞是由工业污染造成的,为什么不在工业发达、污染严重的地区,却在无人的南极上空形成?？
都蚀消癌： 太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中,并破坏了那里的臭氧分子