成層圏オゾン層破壊

成層圏オゾン層破壊は、主に人間が作り出したハロゲン化合物によって引き起こされる、保護的なオゾン層の希薄化です。

Definition

成層圏におけるオゾン濃度の減少、特に季節的な南極オゾンホールは、人間が作り出したハロカーボンに由来するハロゲンラジカルによる触媒的破壊によって引き起こされます。

Scope

このトピックでは、成層圏オゾン層が破壊される化学反応について、クロロフルオロカーボンおよび関連化合物から放出される塩素と臭素によって駆動される触媒サイクルに焦点を当てて説明します。南極オゾンホールの発見、極成層圏雲の役割、紫外線増加の影響、そしてオゾン層破壊物質を段階的に廃止した国際的な対応についても触れます。

Core questions

• クロロフルオロカーボンはどのように成層圏に到達し、反応性のハロゲンを放出するのでしょうか？
• どのような触媒サイクルが成層圏オゾンを破壊するのでしょうか？
• なぜオゾンホールは春に南極上空で最も顕著になるのでしょうか？
• オゾン層が薄くなることの帰結は何でしょうか？

Key theories

ハロゲン触媒によるオゾン破壊

ハロカーボンから放出された塩素原子と臭素原子は、循環反応でオゾンを触媒的に破壊するため、単一のハロゲン原子が除去される前に多くのオゾン分子を消滅させることができます。

極成層圏雲の化学

南極オゾンホールによって明らかにされたように、寒い極地の冬には成層圏雲が形成され、その表面で貯蔵種が反応性ハロゲンに変換されます。これにより、太陽光が戻る春に大規模なオゾン損失が引き起こされます。

Clinical relevance

オゾン層の希薄化は地表の紫外線を増加させ、皮膚や眼への影響、生態系への影響が懸念されます。この化学反応の理解は、オゾン層破壊物質の国際的な段階的廃止を正当化しました。

Evidence & guidelines

オゾン層破壊物質の国際的な監視と評価は、モントリオール議定書の下で確立された規制に情報を提供します。この規制の背景は、規範的な指針としてではなく、対応を説明するためにここで記述されています。

History

モリーナとローランドは1974年にクロロフルオロカーボンが成層圏オゾンを破壊する可能性を提唱し、ファーマンらは1985年に南極オゾンホールを報告しました。これらの発見は、オゾン層破壊物質を段階的に廃止した1987年のモントリオール議定書の基礎となりました。

Key figures

• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland
• Paul Crutzen
• Joseph Farman

Seminal works

• molina1974
• farman1985
• seinfeld2016

Frequently asked questions

1つの塩素原子がどのようにして多くのオゾン分子を破壊できるのですか？

塩素は触媒として機能します。オゾンと反応し、その後の段階で再生され、別のオゾン分子を攻撃するため、単一の塩素原子は除去されるまでに何千もの破壊サイクルに参加することができます。

なぜオゾンホールは主に南極上空で形成されるのですか？

南極の冬の極度の寒さにより極成層圏雲が形成され、その表面でハロゲン化学が活性化されます。春に太陽光が戻ると、この活性化された塩素と臭素が急速で局所的なオゾン損失を促進します。