题目

我们看到的臭氧层破坏往往发生在南极，北极，为什么赤道附近未见报道？

我们看到的臭氧层破坏往往发生在南极，北极，为什么赤道附近未见报道？

题目解答

答案

臭氧层破坏主要发生在极地地区（如南极和北极），与极地涡旋和极地平流层云（PSCs）的形成密切相关。南极的极地涡旋更稳定且温度更低，导致氯氟烃（CFCs）分解产生的活性氯在春季催化臭氧分解，形成“臭氧空洞”。赤道附近因温度高、平流层稳定，缺乏PSCs和强极地涡旋，臭氧损耗不显著。

答案： 赤道附近因缺乏极地涡旋和平流层云，臭氧损耗不显著

解析

本题考查的是臭氧层破坏在不同地区呈现不同情况的原因，解题思路是分别分析极地地区（南极、北极）和赤道附近的大气环境特点，以及这些特点与臭氧层破坏之间的联系。

极地地区（南极、北极）

  • 极地涡旋：极地地区存在极地涡旋，它是一种大规模的环流系统，能使冷空气在极地聚集并旋转。在南极，极地涡旋相对更稳定，这使得极地的空气与外界空气的交换较少，形成一个相对封闭的环境。
  • 极地平流层云（PSCs）：极地地区冬季温度极低，平流层中的水汽会凝结形成极地平流层云。这些云为氯氟烃（CFCs）的分解提供了反应表面。
  • 臭氧分解：氯氟烃（CFCs）是一种人造化学物质，它在大气中会逐渐上升到平流层。在极地平流层云的作用下，CFCs会分解产生活性氯（如$Cl\cdot$）。活性氯会催化臭氧（$O_3$）的分解反应，其反应过程如下：
    • $Cl\cdot + O_3 \longrightarrow ClO\cdot + O_2$
    • $ClO\cdot + O \longrightarrow Cl\cdot + O_2$
    • 总反应：$O_3 + O \stackrel{Cl\cdot}{\longrightarrow} 2O_2$
      由于活性氯在反应中可以循环使用，所以一个活性氯原子可以催化大量臭氧分子的分解，从而导致臭氧的大量损耗。在南极春季，随着太阳辐射的增加，臭氧损耗加剧，形成了“臭氧空洞”。

赤道附近

  • 温度：赤道附近接收的太阳辐射较多，温度较高。较高的温度使得平流层相对稳定，空气的垂直运动较弱。
  • 缺乏关键因素：由于温度高，平流层中水汽难以凝结形成极地平流层云（PSCs）。同时，赤道附近也不存在像极地那样的强极地涡旋，无法形成相对封闭的环境来积累活性氯。因此，赤道附近的臭氧损耗不显著。