南极、北极、青藏高原地区臭氧少的原因

南极、北极、青藏高原地区臭氧少的原因1南极臭氧空洞的成因一方面，在南极的春季（910月）到来之时，南极大陆上空的平流 层会形成一个环极涡旋，此涡旋的活动会扰动上面的电离层，破坏带 电粒子云的受力平衡，导致电子相对过剩的带电粒子云进入平流层， 随涡旋一起运动，从而使平流层的氧化环境遭到破坏，臭氧难以存在 下去，含量不断减少。另一方面，在南极大陆的春季，当南极高压增强时，密度很大的冷凝 气团就随着产生。这种气团从高空向低空下降，到达内陆冰原斜坡带 后沿着光滑的冰面急剧下滑，形成速度极大的冷风气团，这就是南极 大陆所独有的下降风。下降风一般可达30 50m/s，最高记录为 92.5m/s9下降风“抽空”了对流层顶的大气，导致平流层的大气 大量涌入；由于环极涡旋阻隔了中低纬度平流层大气补充到南极，使 南极电离层趁势下降侵入平流层（这相当于将带电的导体插入平流 层），加上极地开放磁层对高空带电粒子毫无阻饶，从而将电离层的 电子源源不断地导入平流层，使平流层的氧化环境遭到破坏，大量臭 氧被消耗，于是形成臭氧空洞（图1 ）。当环极涡旋消失后，中低纬度平流层大气补充到南极，使南极恢复氧化环境（即带净正电荷状态）。最后，在太阳紫外线作用下形成的臭 氧又能够“存储”起来，形成新的臭氧层。人们已经观测到，当南极 的9月平流层顶的臭氧消失时大量的臭氧却向下扩散到56km高 的低层。10这正是平流层大气大量涌入对流层的证据。2.北极臭氧空洞的成因北极地区的冬季，一方面无阳光照射，臭氧的产量极少，另一方面， 其环极涡旋导致电离层中的离子进入平流层，同样对臭氧层有破坏作 用。但是，由于北极上空的离子为净正电荷离子，负电荷离子大大少 于南极地区，使平流层总的氧化环境没有遭到彻底破坏，同时北极地 区的环极涡旋强度和持续的时间都不及南极，所以北极上空臭氧的损 失不如南极厉害。在北极地区形成的臭氧空洞面积较小，持续的时间 也较短。3.青藏高原臭氧减少的原20世纪90年代，我国学者硏究发现，在69月间，青藏高原上空的臭氧总量存在异常低值中心，最低值比周围少 10%左右。2由此可见，青藏高原上空臭氧的减少明显不同于南北两极，它出现在日照 量最大，紫外线最强的夏季。这是因为日照量增大和紫外线的增强， 使青藏高原上的光合作用和光电效应显著增强，青藏高原是离平流层 最近的地球“尖端”，这里的光合作用和光电效应产生的大量电子很 容易抵达平流层，从而破坏那里的氧化环境，使臭氧量减少。全球臭 氧分布的最低值在热带，最高值在极地附近 10以及我国臭氧分布 “南低北高”，且“冬季梯度大，夏季梯度小”的总特征11与青藏 高原臭氧异常低值中心具有类似的起源。丁国安等人曾在同一时间对 黑龙江龙凤山和浙江临安地面附近的臭氧进行观测，发现植被较好的 龙凤山臭氧平均含量大大低于植被较差的临安。12汤洁等人在对青 海瓦里关山的观测中，发现地面附近臭氧的最低值多半出现在中午前 后。13这些正是光合作用和光电效应产生的光电子破坏了臭氧的结 果。