我們所居住的地球周圍。環(huán)繞著一層大氣。這層大氣的主要成分是氮和氧，約占99%以上。此外，還有少量的氬、二氧化碳、水汽和臭氧(O3)等等。雖然大氣中二氧化碳、水汽和臭氧含量很少，但對(duì)整個(gè)地球氣候的變化卻影響很大。
包圍地球的大氣，其特性會(huì)隨高度不同而有許多變化，科學(xué)家便依照氣溫梯度，來劃分大氣的垂直結(jié)構(gòu)。最接近地表的是「對(duì)流層」，其次為「平流層」、「中氣層」和「熱氣層」。熱氣層是大氣的最外圈，大氣愈向外愈稀薄，并沒有一條明顯的界限。由于大氣是受地球重力吸引而環(huán)繞在地球四周，因此離地表越近，空氣密度越高，大約90%的空氣都聚集在離地表30公里的范圍之內(nèi)；到了離地100公里處，大氣密度已不及海平面的百萬分之一，故若與地球半徑約6370公里相比，大氣的確只有薄薄一層而已。
平流層的位置大約在離地10~50公里處，但大氣中的臭氧絕大部分都集中在離地面大約25~30公里的上平流層中，稱為「臭氧層」。名雖為一層，但實(shí)際上臭氧分布各地并不均勻，而且大氣中臭氧的總含量非常少，尚不到1ppm。這極薄的一層臭氧，對(duì)于地球上的生命非常常重要，因?yàn)槌粞跄芪贞柟庵械淖贤饩�，將這些波長很短，而且有致命危險(xiǎn)的輻射線，轉(zhuǎn)換成熱能，只有極少量能到達(dá)地表。紫外線會(huì)破壞包括DNA在內(nèi)的生物分子，增加罹患皮膚癌、白內(nèi)障的機(jī)率，而且和許多免疫系統(tǒng)疾病有關(guān)。此外，紫外線對(duì)于農(nóng)作物，甚至海洋生態(tài)系都會(huì)造成負(fù)面影響。然而這層重要的臭氧已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞，而且清形一年比一年惡化。
臭氧的破壞
人類一直到1970年代初期才開始警覺有許多人為因素會(huì)破壞大氣中的臭氧，直到1974年六月兩位加州大學(xué)的化學(xué)家刊登于" Nature"雜志的一篇文章，才真正使臭氧問題國際化。
大部分平流層中臭氧的減少，或是臭氧洞的形成主要原因是CFCs（氟氯碳化物）釋放至大氣，所導(dǎo)致的化學(xué)變化。對(duì)流層的最上部是「對(duì)流層頂」（Tropopause），對(duì)流層頂?shù)母叨雀鞯夭⒉幌嗤�，�?huì)因季節(jié)和緯度而異，以在赤道附近最高，約達(dá)18公里；在高緯度的兩極，則只有 8公里，而夏季比冬季時(shí)略高。副熱帶地區(qū)會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象，形成「對(duì)流層頂缺口」。在這個(gè)缺口處，上下層空氣混合非常強(qiáng)烈，CFCs等物質(zhì)便因而進(jìn)入平流層。CFCs在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，而且非常安定，生命期長達(dá)40-150年，因此會(huì)在大氣中不斷累積，最后將上升至平流層，在平流層因受到紫外線照射而分解產(chǎn)生氯原子，活潑的氯原子會(huì)與臭氧反應(yīng)，使臭氧分解消失，平流層所能接納的氯相當(dāng)有限，即使大幅降低CFCs的使用量大氣也需要一段相當(dāng)長的時(shí)間，才能減緩臭氧的分解。
在CFCs未受管制之前，全世界每年都要排放大約一百萬噸以上的CFCs，而這些管制前就被排放到大氣中，總重量約在2000萬噸的CFCs，目前大部分仍留在對(duì)流層中。
CFCs所以會(huì)對(duì)臭氧層造成如此嚴(yán)重的破壞，主要關(guān)鍵就在其中所含的Cl，科學(xué)家估計(jì)由CFCs所釋出的一個(gè)氯原子，只要數(shù)個(gè)月的時(shí)間就能使大約10萬個(gè)臭氧分子消失。
由于世界主要工業(yè)國家多位于北半球，因此北半球大氣中CFCs的平均濃度較南半球高，然而，為什么至今最大的臭氧洞是出現(xiàn)在南極而不是在其它地方？顯然南極特殊的地理環(huán)境和氣候狀況，與臭氧洞的形成有密切的關(guān)系。
六月：極地冬季來臨，極地渦旋與PSCs開始形成。
七至八月：極地冬季氣溫降至最低點(diǎn)，PSCs進(jìn)行脫氮作用：
ClONO2(g)+HCl(s)→Cl2(g)+HONO2(s)。
九月：極地春季開始，陽光重新降臨，臭氧開始被大量分解。
十月：極地上空臭氧濃度達(dá)到最低：
ClO+ClO→(ClO)2→2Cl+O2Cl+O3→ClO+O2 。
十一月：極地渦旋消解來自中緯度地區(qū)飽含臭氧的空氣進(jìn)入極地上空。
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