การลดลงของโอโซนบริเวณขั้วโลก

การสูญเสียโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์อย่างรุนแรงในช่วงฤดูใบไม้ผลิเหนือขั้วโลก ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาเคมีของฮาโลเจนที่ถูกกระตุ้นบนเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลก

Definition

การลดลงของโอโซนบริเวณขั้วโลกคือการทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ตามฤดูกาลอย่างรุนแรงในบริเวณขั้วโลก ซึ่งเกิดจากอนุมูลฮาโลเจนที่ถูกกระตุ้นผ่านปฏิกิริยาเคมีแบบวิวิธพันธ์บนอนุภาคเมฆเย็น

Scope

ครอบคลุมการค้นพบหลุมโอโซนแอนตาร์กติก บทบาทของกระแสลมวนขั้วโลกที่เย็นจัด การก่อตัวของเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลก ปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ที่เปลี่ยนสารกักเก็บฮาโลเจนให้อยู่ในรูปที่ทำปฏิกิริยาได้ วัฏจักรคลอรีนและโบรมีนแบบเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการสูญเสียโอโซนอย่างรวดเร็วในฤดูใบไม้ผลิ และความแตกต่างระหว่างซีกโลกของการลดลงของโอโซนในแอนตาร์กติกและอาร์กติก

Core questions

• เหตุใดการสูญเสียโอโซนอย่างรุนแรงจึงเกิดขึ้นเหนือขั้วโลกในฤดูใบไม้ผลิ?
• เมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกกระตุ้นฮาโลเจนที่ทำลายโอโซนได้อย่างไร?
• เหตุใดหลุมโอโซนจึงลึกกว่ามากในแอนตาร์กติกามากกว่าในอาร์กติก?

Key theories

การกระตุ้นฮาโลเจนแบบวิวิธพันธ์

ปฏิกิริยาบนอนุภาคเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกจะเปลี่ยนสารกักเก็บคลอรีนเฉื่อยให้อยู่ในรูปที่ทำปฏิกิริยาได้ ซึ่งเมื่อแสงแดดกลับมา จะขับเคลื่อนการทำลายโอโซนแบบเร่งปฏิกิริยาและทำให้เกิดหลุมโอโซน

Mechanisms

ในช่วงฤดูหนาวขั้วโลก กระแสลมวนที่แยกตัวและเย็นจัดมากจะทำให้เกิดเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกได้ ปฏิกิริยาบนอนุภาคเหล่านี้จะเปลี่ยนสารกักเก็บ เช่น คลอรีนไนเตรตและไฮโดรเจนคลอไรด์ ให้เป็นโมเลกุลคลอรีนที่สลายตัวด้วยแสงได้ง่ายและสารประกอบที่เกี่ยวข้อง เมื่อแสงแดดกลับมาในฤดูใบไม้ผลิ สารเหล่านี้จะแตกตัวเป็นอะตอมคลอรีนและคลอรีนโมโนออกไซด์ ซึ่งจะทำลายโอโซนผ่านวัฏจักรเร่งปฏิกิริยา รวมถึงวัฏจักรไดเมอร์ของคลอรีนโมโนออกไซด์ ทำให้เกิดหลุมโอโซน กระแสลมวนอาร์กติกอุ่นกว่าและไม่เสถียรเท่า ดังนั้นการลดลงของโอโซนที่นั่นจึงไม่รุนแรงและผันผวนมากกว่า

Clinical relevance

การค้นพบและคำอธิบายเกี่ยวกับการลดลงของโอโซนบริเวณขั้วโลกเป็นแรงผลักดันให้เกิดพิธีสารมอนทรีออล และยังคงเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการติดตามการฟื้นตัวของชั้นโอโซนที่ปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีอัลตราไวโอเลต

History

ฟาร์แมน การ์ดิเนอร์ และแชงคลิน รายงานการค้นพบหลุมโอโซนแอนตาร์กติกในปี 1985 และโซโลมอนกับเพื่อนร่วมงานได้ระบุในเวลาต่อมาว่าปฏิกิริยาเคมีแบบวิวิธพันธ์บนเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกเป็นสาเหตุ ซึ่งได้รับการยืนยันจากการสำรวจด้วยเครื่องบินในช่วงปลายทศวรรษนั้น

Key figures

• Joseph Farman
• Susan Solomon

Seminal works

• farman1985
• solomon1999

Frequently asked questions

เหตุใดหลุมโอโซนจึงแย่กว่าในแอนตาร์กติกามากกว่าในอาร์กติก?

กระแสลมวนขั้วโลกแอนตาร์กติกเย็นกว่า เสถียรกว่า และแยกตัวมากกว่า ทำให้เกิดเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลกในวงกว้างและการกระตุ้นฮาโลเจนอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่กระแสลมวนอาร์กติกที่อุ่นกว่าและถูกรบกวนมากกว่าทำให้เกิดการลดลงของโอโซนที่อ่อนแอและผันผวนมากกว่า