此外,1983年,瑞士、西德、加拿大和美国的科学 家都观察到在北率赇上空臭氧层浓度降低约57%,并 且在北极附近也观测到臭氧层浓度降低的现泉。 目前,对“臭氧阗:产生的原因尚不清楚。近管有许 多科学家从不同的角度来阐述这一现象,仍未得到完满 的解释。 对“臭氧涧”的形成和臭氧层浓度降低有许多种说渎 ,其中主要有下述几种:
此外，1983年，瑞士、西德、加拿大和美国的科学 家都观察到在北半球上空臭氧层浓度降低约5—7%，并 且在北极附近也观测到臭氧层浓度降低的现象。 目前，对“臭氧洞：产生的原因尚不清楚。近管有许 多科学家从不同的角度来阐述这一现象，仍未得到完满 的解释。 对“臭氧洞”的形成和臭氧层浓度降低有许多种说法 ，其中主要有下述几种：
(1)气相中的氧原子引起臭氧分子消吳 大气中的氧分子经波长小于242m的太阳短波紫外 辐射,可光解产生O,O(O),并进一步反应生成O3 暖和热带区上空的平流层主要为O与O3反应而使臭 氧消失。另外,尚有三组HOx、NOx、CIOx循环链式反 应可导致臭氧消失。其反应如下: Ⅹ+0,→XO+O XO+0→X+O (55) O3+O→>O2+O2 (X= HONO, C1) WMO和NASA都指出,这些反应在温鹱和热带的 平流层上部进行的快。在平流层低部反应进行较慢,因 为在低海拔出O原子的浓度相对较低。在南极春季不仅 O原子浓度低,并且颯度由很低,约为80°C。因此上述 机狸不能合狸地解释南极上空的“臭氧洞”的形成机制
（1）气相中的氧原子引起臭氧分子消失 大气中的氧分子经波长小于242nm的太阳短波紫外 辐射，可光解产生O，O（¢O），并进一步反应生成O3 ，温暖和热带区上空的平流层主要为O与O3反应而使臭 氧消失。另外，尚有三组HOX、NOX、CIOX循环链式反 应可导致臭氧消失。其反应如下： （5.5） WMO和NASA都指出，这些反应在温暖和热带的 平流层上部进行的快。在平流层低部反应进行较慢，因 为在低海拔出O原子的浓度相对较低。在南极春季不仅 O原子浓度低，并且温度由很低，约为-80°C。因此上述 机理不能合理地解释南极上空的“臭氧洞”的形成机制。 X O XO O XO O X O O O O O X HONO C + ® + + ® + + ® + = 3 2 2 3 2 2 （ ， ）1
(2)CIO自由基引起臭氧分子的消失 氯原子与O3作用可生成CIO。随即CIO与HO2、BrO CIO等形成循环链式反应,而悄除臭氧。其反应式如 Cl+O3→>Cl0O+O2 Y+O3→>YO+O2 Cl+YO→C1+Y+O, (56) C10+03>C1+02+O2 (Y=HO, Br, Cl) C1O与YO是很复杂的反应。 Molina等与1987年指 出,当YO=C1O财,可最先生成三聚物(C1O2,然后 ,光解为O2+2C1。光分解三聚物(C1OOC1)也可形成 C1OO和C1,其中C1OO键很弱,可分解为C1和O2
（2）CIO自由基引起臭氧分子的消失 氯原子与O3作用可生成CIO。随即CIO与HO2、BrO 、CIO等形成循环链式反应，而消除臭氧。其反应式如 下： (5.6) C1O与YO是很复杂的反应。Molina 等与1987年指 出，当YO=C1O时，可最先生成二聚物（C1O)2，然后 ，光解为O2 +2C1。光分解二聚物（C1OOC1）也可形成 C1OO和C1，其中C1OO键很弱，可分解为C1和O2。 C O C O O Y O YO O C YO C Y O C O O C O O Y HO Br C 1 1 1 1 1 1 1 3 2 3 2 2 3 2 2 + ® + + ® + + ® + + + ® + + ( = , , )
McElroy指出若BrO+C1O反应则可生成Br 及C1OO,后者很快分解放出C1原子,当然, 也有另一途径存在。BrO+C1O反应后生成Br 及OC10,后者在平流层温度下是热稳定的。 HO2与C1O反应将生成HOC1,随即光解再生 成HO和C1 在南极上空出现“臭氣洞”肘, Solomon等 曾在臭氧洞内和涧外,测定大气组成及含量的 变化,结果指出在内C10浓度比润外大30倍 。这表明Cl在臭氧形成中占有重要的作用。 在平流层中可提供C1原子的源主要为CFC。在 南极 Halley娉测定臭氧在十月份平均浓废在 1957年到1985年的变化与大气中有机氣化物浓 度的变化是一致的
McElroy指出若BrO+C1O反应则可生成Br 及C1OO，后者很快分解放出C1原子，当然， 也有另一途径存在。BrO+C1O反应后生成Br 及OC1O，后者在平流层温度下是热稳定的。 HO2与C1O反应将生成HOC1，随即光解再生 成HO和C1。 在南极上空出现“臭氧洞”时，Solomon等 曾在臭氧洞内和洞外，测定大气组成及含量的 变化，结果指出在洞内C1O浓度比洞外大30倍 。这表明C1在臭氧洞形成中占有重要的作用。 在平流层中可提供C1原子的源主要为CFC。在 南极Halley湾测定臭氧在十月份平均浓度在 1957年到1985年的变化与大气中有机氯化物浓 度的变化是一致的
(3)异相化学反应 在平流层模式中曾引入许多气相化学反应,但是都不 能预测南极低温下大气臭氧层浓度大幡度下降的事实。因 为 Rowland等在棋式中引入异相化学反应,在冬季南极旋 涡中有极地平流层云(PSC),属度约为-80°C,实际为许 多冰粒。在冰粒表面可进行许多反应,这HC1禾 CIONO2都是CⅠ的储存年。这些化合物在冰表面,形成酸 性物,在冰表面进行催化反应 Molina等研究了下列反应。 CIONO2 (Surface)+HCl(SolidSolution)>C12(gas)+HNO3 CIONO2 (Surface)+H2 O(ice)>HoCI(gas)+HNO,(Surface (57) Crutzen提出N,O,的反应 N2O, Surface)+H2 o(ice)>2HNO, Surface) 这些冰表面催化反应都进行的很快,当南极春天到来 财,出观太阳光,进一步将C12(gas)及HOC(ga)光解 产生C1原子和HO自由基,而和臭氧发生链式反应,使臭 氧浓度降低
（3）异相化学反应 在平流层模式中曾引入许多气相化学反应，但是都不 能预测南极低温下大气臭氧层浓度大幅度下降的事实。因 为Rowland等在模式中引入异相化学反应，在冬季南极旋 涡中有极地平流层云（PSC），温度约为-80°C，实际为许 多 冰 粒 。 在 冰 粒 表 面 可进行 许 多 反应，这时 HC1和 C1ONO2都是C1的储存库。这些化合物在冰表面，形成酸 性物，在冰表面进行催化反应Molina等研究了下列反应。 (5.7) 这些冰表面催化反应都进行的很快，当南极春天到来 时，出现太阳光，进一步将C12（gas)及HOC1（gas)光解 产生C1原子和HO自由基，而和臭氧发生链式反应，使臭 氧浓度降低。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) C ONO Surface HC SolidSolution C gas HNO C ONO Surface H O ice HOC gas HNO Surface Crutzen N O N O Surface H O ice HNO Surface 1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 2 3 2 5 2 5 2 3 + ® + + ® + + ® 提出 的反应