知识百科 既然地表有太多臭氧，大气中为什么还会出现臭氧空洞？
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知识百科 既然地表有太多臭氧，大气中为什么还会出现臭氧空洞？
既然地表有太多臭氧，大气中为什么还会出现臭氧空洞？
解答专家 罗斯·萨拉维奇（Ross J.Salawitch）
美国国家航空航天局喷气推进实验室资深研究科学家
大气中臭氧的浓度是否过高是相对而言的——在大气最低层的对流层中高出了危险警戒线的臭氧浓度，在对流层之上的平流层中则可能低于警戒线下限。地面附近的臭氧并不足以填充所谓的臭氧空洞。此外，臭氧量的多少主要由局部的化学过程进行调节，对流层与平流层分界线上有一温度屏障，阻止了臭氧在大气各层间大规模混合。
平流层的臭氧就像一层防护罩，能够遮挡住有害的紫外线辐射。然而，高浓度的对流层臭氧却会影响人们的身体健康，危害农作物和森林。
在整个大气层中，一些自然过程会不断地产生和清除臭氧。在平流层中，来自太阳的紫外线能将氧气分子分解为氧原子，氧原子会与其他氧气分子结合生成臭氧。
一些工业污染物，比如氯氟烃（CFC），之所以能够到达平流层，是因为它们在对流层中不会发生反应。在平流层中，它们最终被分解为氧化氯（ClO）之类的分子，氧化氯会将臭氧转化为氧气分子，从而使平流层中的臭氧浓度降低。
平流层的臭氧浓度一般约为400多布森单位（DU，臭氧浓度的标准单位）。每年春天，在南极洲上空极其寒冷的气候条件会引发一些化学反应，产生高浓度的氧化氯，从而破坏臭氧。在南极臭氧空洞内，臭氧浓度可能会降至85DU。
对流层的臭氧浓度一般约为25DU，但在很大程度上取决于当地的环境状况。对流层中紫外线较弱，因此自然界产生臭氧的效率就低。化石燃料燃烧和有机燃料燃烧等人类活动，导致一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮的浓度升高。这些气体均会参与一系列化学反应，导致对流层中臭氧的生成。
《蒙特利尔议定书》（Montreal Protocol）禁止全球范围内的氯氟烃生产。预计在今后的50年～100年内，平流层中的臭氧浓度将恢复原状。人们正在努力执行排放量控制战略，把对流层的臭氧浓度限制在规定浓度之下。但这些尝试受到了多方面挑战，例如全球性工业化和跨地域的污染物影响——无论是当地还是远处上风区排放的，甚至是其他国家和大陆排放的污染物，都会影响对流层臭氧。
◎译者：詹浩
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