Suy giảm ôzôn ở cực

Sự suy giảm nghiêm trọng ôzôn tầng bình lưu vào mùa xuân ở các vùng cực do hóa học halogen được kích hoạt trên các đám mây tầng bình lưu ở cực.

Definition

Suy giảm ôzôn ở cực là sự phá hủy ôzôn tầng bình lưu theo mùa một cách đáng kể ở các vùng cực, được thúc đẩy bởi các gốc halogen được kích hoạt thông qua hóa học dị thể trên các hạt mây lạnh.

Scope

Bao gồm việc phát hiện lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực, vai trò của xoáy cực lạnh, sự hình thành các đám mây tầng bình lưu ở cực, các phản ứng dị thể chuyển đổi các kho chứa halogen thành các dạng phản ứng, các chu trình clo và brom xúc tác thúc đẩy sự suy giảm ôzôn nhanh chóng vào mùa xuân, và sự khác biệt giữa các bán cầu giữa sự suy giảm ở Nam Cực và Bắc Cực.

Core questions

• Tại sao sự suy giảm ôzôn nghiêm trọng lại xảy ra ở các vùng cực vào mùa xuân?
• Các đám mây tầng bình lưu ở cực kích hoạt các halogen phá hủy ôzôn như thế nào?
• Tại sao lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực sâu hơn nhiều so với Bắc Cực?

Key theories

Kích hoạt halogen dị thể

Các phản ứng trên các hạt đám mây tầng bình lưu ở cực chuyển đổi các kho chứa clo trơ thành các dạng phản ứng mà, khi ánh sáng mặt trời trở lại, thúc đẩy sự phá hủy ôzôn xúc tác và lỗ thủng ôzôn.

Mechanisms

Trong mùa đông ở cực, xoáy cực bị cô lập và cực lạnh cho phép các đám mây tầng bình lưu ở cực hình thành. Các phản ứng trên các hạt này chuyển đổi các loài dự trữ như nitrat clo và hydro clorua thành clo phân tử dễ bị phân hủy quang hóa và các hợp chất liên quan. Khi ánh sáng mặt trời trở lại vào mùa xuân, chúng bị phân tách thành các nguyên tử clo và monoxit clo, phá hủy ôzôn thông qua các chu trình xúc tác bao gồm chu trình đime monoxit clo, tạo ra lỗ thủng ôzôn. Xoáy cực Bắc Cực ấm hơn và ít ổn định hơn, do đó sự suy giảm ở đó nhẹ hơn và thay đổi hơn.

Clinical relevance

Việc phát hiện và giải thích sự suy giảm ôzôn ở cực đã thúc đẩy Nghị định thư Montreal và vẫn là tiêu chuẩn để theo dõi sự phục hồi của tầng ôzôn bảo vệ sự sống khỏi bức xạ cực tím.

History

Farman, Gardiner và Shanklin đã báo cáo lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực vào năm 1985, và Solomon cùng các đồng nghiệp đã sớm xác định hóa học dị thể trên các đám mây tầng bình lưu ở cực là nguyên nhân của nó, được xác nhận bởi các chiến dịch máy bay vào cuối thập kỷ đó.

Key figures

• Joseph Farman
• Susan Solomon

Seminal works

• farman1985
• solomon1999

Frequently asked questions

Tại sao lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực lại tồi tệ hơn ở Bắc Cực?

Xoáy cực Nam Cực lạnh hơn, ổn định hơn và bị cô lập hơn, cho phép hình thành các đám mây tầng bình lưu ở cực rộng lớn và kích hoạt halogen liên tục, trong khi xoáy cực Bắc Cực ấm hơn, bị xáo trộn nhiều hơn tạo ra sự suy giảm yếu hơn, thay đổi hơn.