影响臭氧浓度分布的因素

江苏 张付民

关键词：空气动力作用，CFCs，三水硝酸，吸附和化学催化作用，极地涡旋

论点摘要：太阳紫外辐射的强弱和季节变化是影响平流层大气中臭氧浓度高低变化的主导因素。人类排放的氯氟烃气体化合物导致大气中臭氧的含量总体减少。大气环流调节了高低纬间的臭氧浓度趋于均衡。空气动力作用使局部地区的臭氧浓度明显减小。 正文：

不同高度或区域的空气中，臭氧的含量是不同的。影响臭氧浓度大小的因素很多，如太阳辐射，空气动力作用，人类向大气中排放的氯氟烃化合物（CFCs），极地上空三水硝酸的吸附和化学催化作用等等。两个或多因个素叠加在一起，使一些区域空气中臭氧的浓度大幅度降低，出现“臭氧空洞”。

限于阅读主体的知识结构和层次，本文简要说明上述因素对臭氧浓度的大小及其变化规律的影响。

一．太阳辐射对臭氧浓度大小的影响。

太阳辐射是影响大气中臭氧浓度大小的最主要因素，因为臭氧的生成与太阳辐射密切相关。在大气平流层，空气得到的太阳紫外辐射较多，氧分子分解成氧原子，氧原子与邻近的氧分子反应生成臭氧，臭氧受强烈紫外辐射分解成氧分子和一个氧原子或与活泼的氧原子作用形成两个氧分子。上述的生成与分解过程维持着微妙又脆弱的平衡。

向高层大气去，太阳紫外辐射更强，物质以原子状态存在；向低层大气去，太阳紫外辐射很弱，氧分子不能分解成为氧原子。所以高层大气和对流层大气中臭氧的浓度极低。 在平流层大气中，太阳紫外辐射的强弱决定臭氧量的多少。太阳黑子活动峰年时，紫外辐射强度大，臭氧量增加，有人认为多3%。

太阳紫外辐射强度大致随地球纬度的增设而减弱，赤道获得强度最大，两极最小。仅仅考虑太阳紫外辐射因素，大气中臭氧的浓度应随地球纬度的增设而减弱。但是，事实情况是两极地区大气中臭氧的浓度远远大于赤道。

二．大气动力作用对臭氧浓度大小的影响。

1．大气环流和平流层风的作用，使臭氧向两极输送，在极地冬季极夜期间没有太阳辐射，本地的臭氧完全靠风自赤道向极地输送。从整体上看，这一作用使全球臭氧的水平分布趋于均衡。

注意到两极的冬季臭氧的补充取决于风自赤道向两极的输运过程，如果有一个围绕极地旋转的强大气流，阻断了自赤道向极地的臭氧输送过程，极地的臭氧量与夏季相比不会有很大变化。

2．两极地区确实存在着季节性的强大涡旋，即极地涡旋。冰原地表使得南极地区的极地涡旋比北极强大。每年大约5、6月间，在南极冬季开始的时候，强烈的冷气团形成围绕南极的闭合风系，出现极地涡旋。大约到11月，气温回升时，极地涡旋才会崩溃。

卫星观测的涡旋云系

3．极地涡旋不仅阻断了自赤道向极地的臭氧输送过程，而且它与极地平流层云的正反