1993年中山站南极“臭氧洞”的观测研究

1985年英国科学家Farman根据地面观测资料发现南极“臭氧洞”后,卫星观测资料也证实了这一结果.目前,美国、英国、日本等国在他们各自的南极站都加强了臭氧的观测研究.在中国第九次南极考察(1992～1993年)期间,我们在南极中山站(69°22′S,76°22′E)用Brewer臭氧分光光谱仪建立了地面臭氧观测,这是中国首次在南极采用国际标准仪器开展臭氧研究工作.本文利用1993年中山站观测的结果,NOAA-11的TOVS的臭氧总量反演结果     

基于中国四大城市群计算的最大增量反应活性

我国臭氧污染呈逐年加重的趋势,已有研究显示我国大部分城市地区处于臭氧生成的挥发性有机物(volatile organic compound, VOCs)控制区,因此准确计算VOCs对臭氧生成潜势的贡献是对于臭氧污染采取科学有效防控措施的前提条件.本研究使用基于二代区域大气化学机理(the second regional atmospheric chemistry mechanism,RACM2)的盒子模型,建立我国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角以及成渝地区)的基准情景以及最大增量反应活性(MIR)情景,计算了适用于我国大气复合污染条件下的VOCs最大增量反应活性(MIR_CHN).与Carter基于美国39个城市所计算的MIR相比,我国最活跃VOCs与最惰性VOCs之间的最大增量反应活性差异范围更大.若使用基于美国39个城市所计算的MIR对我国城市地区的臭氧生成潜势进行预判,容易造成对于我国城市地区臭氧污染控制过程中特征VOCs的误判.因此本研究计算得到的MIR_CHN能够更准确地评估我国大气条件下VOCs的臭氧生成潜势,且对臭氧生成过程中关...     

紫外线辐射量的增加对水稻的影响

据预测,地球上的臭氧将以每年0.4%的速度耗竭,这样,在正常情况下被臭氧层阻隔的紫外线(UVB)辐射量的增加将对世界水稻产生巨大的影响。在一项由美国环境保护机构(EPA)资助的5年度研究中,位于菲律宾洛斯巴诺斯(Los Bauos)的国际     

大气臭氧的探测研究

航天飞机和NASA高层大气研究卫星(VARS)获得的资料表明,美国、加拿大及欧洲上空的臭氧“空洞”还在发展。据航天飞机和卫星上仪器的记录,臭氧层中氧化氯成分高达10亿分之1.5。在同温层或高层大气中,太阳的紫外射线使含氯氟烃分子分解出氯原子,这是通常用作致冷剂或泡沫附加剂的一种人造化学物。游离氯原子同臭氧分子接触便形成氧化氯。臭氧同温层的破坏,使更     

火山喷发物威胁着热带上空的臭氧层

当研究者们正努力探索火山喷发物是怎样破坏极地上空臭氧层的时候,另一些研究则开始表明这些喷发物是怎样损害热带上空的臭氧层的。美国的研究者们已经发现,火山喷发物中的微小颗粒既截获了从地球表而反射回来的红外辐射,又吸收了外来的太阳辐射,从而加热了大气平流层底部。结果在非律宾皮纳图博火山喷发(1991年6月)后的5个月,热带地区上空平流层底部的臭氧量减少了30%。美国国家航空和航天局埃姆斯研究中心的斯图尔特·金尼和布赖恩·图恩,以及加州大学欧文分校的迈克尔·普拉瑟最近报告了上述发现。气溶胶颗粒破坏热带上空臭氧     

臭氧破坏农作物的研究评估

据美国农业部农业研究局科学家研究,在美国每年因臭氧和其他大气污染物造成农作物减产,至少损失十亿美元。在北卡罗纳州首府罗利有一个农业研究局和环境保护局合办的大气污染研究机构。该机构负责人植物病理学家W.W.赫克(Walter W.Heck)指出;“农场主往往注意不到臭氧引起的破坏就发生在他们自己的田地里,然而确实存在着这种破坏。”太阳光促使汽车、工厂排放出的含氮氧化物和碳氢化合物发生光化学反应而形成有破坏作用的臭氧。这种有害的臭氧不同于大气层中同温层里的臭氧层,臭氧层能吸收太阳光中的紫外线,因此对作物无害。赫克指出;“臭氧会顺风飘至千百里以外。”“这是为什么边远乡村尽管几乎无汽车和工厂而臭氧污染程度常不亚于市郊的原因。”赫克认为,这样,产生的结果是远离污染源的作物也不能幸免污染的破坏。赫克说:“我们通过田间试验室注意到臭氧正在引起大豆、小麦、棉花、花生和其他农作物的叶子早衰,产量降低,造成农场主的经济损失。”“这十亿美元的损失还不包括园艺作物和森林受损的费用。”     

青海高原大气O_3及紫外辐射UV-B观测结果的初步分析

近10年来,南极臭氧洞以及全球性臭氧减少的趋势,已得到国际大气科学界和各国政府的极大关注.英国环境部门1991年的环境报告指出:在过去的11年间,北半球中纬地区的臭氧总量在春季大约减少了8%,这主要是平流层臭氧的减少,而对流层臭氧的年增长率约为1%.WMO 1992年南极臭氧公报也指出:1992年不仅南极臭氧洞的最大面积比往年大25%,而且测到了105D.U.(Dobson单位=10~(-3)atm.cm)的历史极端低值,持续时间也大大超过往年.同时,据美国和加拿大等国气象部门的报告,北半球中高纬地区大气臭氧往总量在1992年冬春季也比往年有较大幅度的下降.     

臭氧洞与海洋温度的联系

根据美国气象学家的意见,化学物质并非是南极上空平流层内臭氧层空洞发生的全部祸首。大气科学家将在10月监视南极天空年年出现的空洞情况。现行的学说认为氯化合物及其它化学物质破坏了臭氧层。但科罗拉多州博尔德的国家海洋与大气管理局的瓦尔特·克姆赫(Walter Komhyr)及同事说,“赤道上太平洋东部海面温度可能影响着南极和别处上空的臭氧水平”。研究人员研究东太平洋海面温度已有25年。他们发现赤道上东太平洋1962～1975年间海面温度较低,与此同时的全球臭氧水平升高。1976～1988年期间该水域较温暖,全球臭氧水平降低。     

溴吞食了臭氧吗?

在南极上空,臭氧空洞已成为一个大问题。加拿大、美国的研究小组,查明在北极的近地表处,定期发生臭氧消失,它与溴有关。从本世纪初,北极的大气污染已表面比,1950年以后明显加剧了,以“北极之雾”而闻名。在北极的近地表处,通常有30～40ppm的臭氧存在,但1985年3月,观测到加拿大的阿拉特(北纬82.5度,西经62.3     

风云三号气象卫星全球臭氧总量反演和真实性检验结果分析

利用我国第二代极轨气象卫星“风云三号”搭载的紫外臭氧总量探测仪(TOU)发射后一年内获取的观测数据以及地基臭氧观测数据, 对全球特别是受到广泛关注的南极地区和青藏高原地区进行了臭氧总量反演试验, 反演结果与国外同类产品及地面观测结果进行了对比分析. 定性的分析结果表明, “风云三号”紫外臭氧探测仪反演的全球臭氧总量分布与国际上发布的同类产品相比, 真实地反映了臭氧随时间与空间的分布特征. 在全球部分地基观测站所处的位置上对臭氧总量探测仪与OMI产品和地基观测数据进行了比较, 结果表明, “风云三号”紫外臭氧探测仪臭氧总量反演结果和国外同类卫星产品相对均方根偏差约为3%, 与地基观测结果相比相对均方根偏差约为4.2%, 中低纬度地区均方根偏差小于高纬度地区, 最大均方根偏差出现在南极臭氧洞之内, 大多数情况小于5%, 个别站点上超过5%但低于10%, 均优于10%的产品设计指标. 目前TOU已经完成了在轨测试和试运行进入业务运行阶段, 向国内外用户提供实时臭氧总量产品.     

保罗·克鲁岑(1933—2021)

正因研究臭氧而荣获诺贝尔化学奖的科学家,曾创造"人类世"一词。保罗·克鲁岑(Paul J.Crutzen)揭示了大气污染物破坏平流层臭氧的机制,而臭氧可保护地球免受有害紫外线辐射的损害。1995年,他与舍伍德·罗兰(F.Sherwood Rowland)、马里奥·莫利纳(Mario J.Molina)共同分享了诺贝尔化学奖,因为他们证明了污染物里包含氯氟烃。他认为,我们正处于一个全新时代,并倡导用"人类世"来指称这一时代,其特点是地球上的生物、化学和地质进程均由人类主导。2021年1月,克鲁岑与世长辞,享年87岁。     

首次观测到的一种大气微量成分

人们已经知道下流层大气中有几种微量成分可以影响大气臭氧的分布。它们是HNO_3、HCl、N_2O_5等,寿命较长,不大容易起反应,对平流层中那些含有氮、氯和氢的微量成分起一种蓄存的作用,而这些含氮、氯和氢的微量成分却具有破坏大气臭氧的作用。人类活动排放出的甲烷、氧化氮(NO_2)和氯烃(特别是CFCl_3和CF_2Cl_2),寿命较长,可以被大气输送到平流层,在臭氧反应中起催化剂的作用。反应后,它们变成上述起蓄存作用的微量成分。其转换速度决定了它们对平流层臭氧的影响,而转换后产物的浓度对大气化学反应速度很敏感,所以测定它们在平流层中的浓度是很重要的。以前,只对平流层中的HNO_3和HCl做了广泛的测定。最近,美国科学研究人员用红外遥测方法测定了平流层中的N_2O_5,获得了一批测量数据。     

艾滋病与臭氧

据美国《医学论坛》杂志报道,实验室研究结果表明,臭氧能杀死引起艾滋病的人类免疫缺损病毒。早在第一次世界大战期间,由于臭氧具有防腐、杀菌的性能,被用来净化受伤寒或霍乱病原体污染的水。在发现抗生素后,医生对它的兴趣逐渐冷漠了。     

科学之窗

臭氧对农作物的危害惊人 据美国农业研究处的专家们研究,臭氧及其它空气污染每年造成农作物的损失至少达10亿美元之多,此数尚不包括园艺作物和森林。臭氧主要是由日光与汽车和工业排放的一氧化氮与碳氢化合物所起的光化学反应所产生的。由于臭氧随风流动,传播距离常可达几百至几千英里,使远离污染源的作物也会深受其     

利用GOMOS 卫星资料研究热带平流层臭氧、二氧化氮和三氧化氮的准两年和半年振荡特征

利用2002~2008 年的GOMOS(Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars)卫星观测资料, 研究了热带平流层臭氧、二氧化氮和三氧化氮的准两年振荡(QBO)和半年振荡(SAO)特征. 对赤道上空臭氧和剩余环流垂直速度的年际异常的诊断分析表明: 动力输送是赤道平流层臭氧呈QBO 分布的主要控制因素; 在垂直输送作用下, 平流层中层臭氧的QBO 信号会随着剩余速度的异常向下传播. 而在赤道外的平流层低层, 动力输送在一些年中对臭氧形成QBO 分布作用显著; 在赤道外的平流层中层, 动力输送只影响南半球的臭氧分布. 此外, 文中分析了热带平流层中二氧化氮的分布, 它在赤道平流层中、高层表现出深厚且准静止的QBO 特征, 与同高度上垂直剩余速度的分布有关; 在赤道外平流层中层, 二氧化氮在南北半球呈现不同的分布特征. 受赤道纬向风SAO 的影响, 三氧化氮的年际异常在赤道平流层上层表现出显著的SAO 分布特征, 在纬向风SAO 的不同阶段, 动力输送对三氧化氮的分布产生相反的作用结果.     

全球变暖波及臭氧层

多年来,环境科学家一直努力消除把全球变暖与臭氧层稀薄联系在一起观念。但是,前不久完成的迄今规模最大的北极同温层外缘臭氧调查的研究人员告诫说,这两个过程确实是相互联系的。 今年３月末公布的初步调查结果显现,北极臭氧的损耗水平又返回９０年代中期的警戒水平（１９９４～１９９７年连续３个冬季臭氧的损耗引起了科学家严重关切）。今年在距北极地面大约１８公里高度６０％以上的臭氧已遭破坏。 近期完成的调查是欧盟资助的“ＴＨＥＳＥＯ２０００计划”和美国“拯救臭氧层ＳＯＬＶＥ计划”合作的结果。作为联合调查的组成部分,…     

低温冰晶表面臭氧耗损速率

南极上空春季臭氧耗损很显著,形成“臭氧洞”.大气臭氧气相反应过程不能阐述臭氧洞的产生现象,低温下气相反应,无力解释臭氧的快速损耗.Solomon,Rowland等提出大气中非均相反应可能对臭氧的破坏起重要作用.发生非均相反应需要有颗粒物存在,极地上空平流层云的形成提供产生非均相反应的条件.在南极上空冬季和春季有三种类型的极地平流层云,Ⅰ型颗粒物是由三水合硝酸(NAT)组成,形成温度约为197K;Ⅱ型颗粒物主要成分是水,在约187K形成;Ⅲ型平流层云由珠母云组成.在这些颗粒物上发生的非均相反应将使非活性的储库化合物转化为活性氯,由此导致臭氧急剧下降并产生高浓度的C10.因此研究在冰晶上的非均相反应是大气臭氧耗损过程研究的热点课题。 臭氧在冰晶表面的耗损有两种方式:(1)在冰晶表面发生化学反应,破坏臭氧;(2)臭氧在冰晶表面发生吸附作用.当冰晶蒸发后,臭氧又能释放出来.本工作试图测定臭氧在冰晶上的耗损速率,以后再逐步研究所发生的化学过程和吸附过程。     

臭氧层也有周期变化

借助人造卫星观测证实了东南太平洋和南印度洋上的同温层的臭氧量以35～50天的周期变化的事实.美国的研究小组发表了从1979年4月1日到1983年4月3日的1464天的观测结果. 70年代初发现了热带地区的大气压和风,以40     

臭氧的发生及其应用研究

臭氧是一种强氧化剂、消毒剂和催化剂,应用范围极广。当前臭氧发生技术的研究方向是:减小臭氧发生器的体积,大幅度提高臭氧产生效率。     

关于全球变暖:目前的研究具有局限性

臭氧是一种需审慎对待的气体。在同温层中,臭氧保护着我们免遭太阳紫外线的辐射。但在地面上,臭氧却是一种讨厌的污染物。目前的研究告诉我们,臭氧还削弱