初中生物課外閱讀:臭氧洞

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    大氣的臭氧約有90%分布在離地大約10~50公里的平流層內(nèi),在20~30公里附近的大氣層臭氧濃度最高,因此被稱為臭氧層;在對流層內(nèi)臭氧量很少。1985年英國科學(xué)家法曼發(fā)現(xiàn)南極郝利灣上空的臭氧量,自1979年以來每年春季急遽減少。媒體在報(bào)導(dǎo)這事件時(shí),習(xí)慣采用『臭氧洞』這名詞,意指臭氧特別稀薄的區(qū)域(小于220DU1),而非真有一個(gè)『破洞』。從1982~1991的十年間,南極臭氧洞的面積擴(kuò)大了10倍,1992年南極臭氧洞最大時(shí)曾超過2300萬平方公里,約為南極大陸面積的1.5倍。1993年南極臭氧洞不僅籠罩南極大陸,而且擴(kuò)及南美洲的部分地區(qū),1993年后之后臭氧洞最大時(shí)的面積比北美洲還大,在1998年的臭氧洞最大。
    平流層臭氧減少的原因被認(rèn)為是氟氯碳化合物(CFC)的影響,CFC種類很多,例如CFC-11、CFC-13,前者常用于空調(diào)、發(fā)泡劑、噴霧劑,后者常用于電路板、清洗溶劑。多數(shù)CFC的光解發(fā)生在25~35公里高處,正是臭氧量最多之處。早期由于CFC對臭氧的影響未有直接證據(jù),科學(xué)結(jié)果也不是十分肯定,所以爭論不斷,直到1985年法曼等人的南極臭氧觀測結(jié)果發(fā)表以后,CFC對臭氧的破壞才被確定。其主要關(guān)鍵就在CFC中所含的Cl,被釋出后會被臭氧分解。 主要工業(yè)國家多位于北半球,北半球大氣的CFC平均濃度比南半球高。臭氧洞主要發(fā)生于南半球,顯然和南極的特殊地區(qū)環(huán)境和氣候有關(guān)。南極極地平流層云(PSC)和極地渦旋為主要關(guān)鍵。每年6月南極冬季來臨,永夜缺乏太陽照射,氣溫很低,當(dāng)氣溫降至-78℃,平流層中的三水硝酸(HNO3?3H2O)會包圍硫酸微粒,凝結(jié)成較大的顆粒,形成PSC。如果氣溫持續(xù)下降至-83℃,水汽也會附著在三水硝酸顆粒表面,凝結(jié)成冰粒。在凝結(jié)過程中,三水硝酸PSC會吸收HCl,再和ClONO2反應(yīng),生成硝酸,放出氯氣,結(jié)果HOCl和Cl2累積在大氣中,HNO3存在冰粒中。
    極地渦旋約在每年5、6月間,因強(qiáng)烈的冷氣團(tuán)環(huán)流而形成,一直持續(xù)到11月溫度回升時(shí)才會消散。由于渦旋的風(fēng)速強(qiáng)勁,渦旋內(nèi)部的空氣會與周圍的空氣隔離,使得HOCl、Cl2累積在渦旋內(nèi),同時(shí)也有助于生成PSC。當(dāng)9月底、10月初,春天的太陽照到南極,大量累積的HOCl、Cl2分解,迅速消耗臭氧,因此生成臭氧洞,10月南極上空臭氧濃度達(dá)到最低。隨著氣溫回升、PSC消解,11月極地渦旋瓦解,來自中緯度飽含臭氧的空氣進(jìn)入極地上空和極地空氣混合,南極的臭氧量才會逐漸回升恢復(fù)正常。北極的極地渦旋強(qiáng)度和PSC不若南極,故臭氧量減少就不如南極明顯。
    1.根據(jù)此篇文章的報(bào)導(dǎo)內(nèi)容,于何時(shí)何處所造成的臭氧洞范圍最大?
    (A)每年6月南極冬季 (B)每年10月南極春季 (C)離地20~30公里的平流層 (D)離地10~50公里的平流層 (E)離地25~30公里的平流層
    2.根據(jù)此篇文章的報(bào)導(dǎo)內(nèi)容,最大的臭氧洞所籠罩之范圍為何?
    (A)南極大陸 (B)南美洲部分地區(qū) (C)北美洲 (D)北極上空 (E)北半球
    3.根據(jù)此篇文章的報(bào)導(dǎo)內(nèi)容,下列MADE IN TAIWAN的商品中,何者的產(chǎn)制或使用過程中可能會造成CFC-13逸漏?
    (A)日立冷氣 (B)華碩主機(jī)板 (C)南亞塑料 (D)廚房魔術(shù)靈 (E)正新輪胎
    4.根據(jù)此篇文章的報(bào)導(dǎo)內(nèi)容,臭氧洞易發(fā)生于南極上空的原因?yàn)楹?
    (A)地理環(huán)境 (B)氣候條件 (C)極地平流層云 (D)極地渦旋 (E)日夜溫差過大
    5.根據(jù)其它信息媒體的報(bào)導(dǎo)內(nèi)容,可知氟氯碳化合物(CFC)亦具有溫室效應(yīng)氣體的特性,下列敘述何者正確?
    (A)溫室效應(yīng)指數(shù):CO2>CH4>CCl3F (B)CCl2F2的溫室效應(yīng)指數(shù)為CO2的25000倍 (C)氣體分子中的原子數(shù)愈多則溫室效應(yīng)指數(shù)愈大 (D)CFC和CO2皆是造成目前全球增溫的主因 (E)CFC與酸雨成因亦密切相關(guān)
    【答案】1.(B)(E) 2.(A)(B) 3.(B)(D) 4.(A)(B)(C)(D) 5.(B)
    
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