臭氧空洞环境问题思考

一、破坏臭氧层的物质氟氯烃来源于制冷剂排放很多类型但基本逻辑统一故拿CCl3FCCl_3FCCl3​F举例CCl3F⟶紫外线Cl⋅CCl2F⋅CCl_3F\stackrel{紫外线}{\longrightarrow}Cl\cdot CCl_2F\cdotCCl3​F⟶紫外线​Cl⋅CCl2​F⋅①Cl⋅O3⟶ClO⋅O2Cl\cdotO_3\longrightarrow ClO\cdotO_2Cl⋅O3​⟶ClO⋅O2​②ClO⋅O⋅⟶Cl⋅O2ClO\cdotO\cdot\longrightarrow Cl\cdotO_2ClO⋅O⋅⟶Cl⋅O2​③O3⟶光照O2O⋅O_3\stackrel{光照}{\longrightarrow}O_2O\cdotO3​⟶光照​O2​O⋅④2O3⟶Cl⋅,光照3O22O_3\stackrel{Cl\cdot,光照}{\longrightarrow}3O_22O3​⟶Cl⋅,光照​3O2​②③④核心总反应一氮氧化物来源于传统交通工具尾气NOO3⟶NO2O2NOO_3\longrightarrow NO_2O_2NOO3​⟶NO2​O2​⑤NO2O⋅⟶NOO2NO_2O\cdot\longrightarrow NOO_2NO2​O⋅⟶NOO2​⑥2O3⟶NO,光照3O22O_3\stackrel{NO,光照}{\longrightarrow}3O_22O3​⟶NO,光照​3O2​④⑤⑥核心总反应二二、前置资料O3O_3O3​大量存在于低层平流层([15km,25km][15km,25km][15km,25km])中ClO⋅NO2⟶ClONO2ClO\cdotNO_2\longrightarrow ClONO_2ClO⋅NO2​⟶ClONO2​⑦ClONO2HCl⟶冰晶表面,低温Cl2HNO3ClONO_2HCl\stackrel{冰晶表面,低温}{\longrightarrow}Cl_2HNO_3ClONO2​HCl⟶冰晶表面,低温​Cl2​HNO3​⑧Cl2⟶光照2Cl⋅Cl_2\stackrel{光照}{\longrightarrow}2Cl\cdotCl2​⟶光照​2Cl⋅⑨三、城市和极地的消耗O3O_3O3​比较城市的消耗讨论氮氧化物引起的核心总反应二在对流层中2NOO2⟶2NO22NOO_2\longrightarrow 2NO_22NOO2​⟶2NO2​所以核心总反应二作用发生程度极小。讨论氟氯烃引起的核心总反应一因为对流层中紫外线中紫外线相对较弱反应①发生程度较小故直接讨论平流层通过反应①②⑦消耗一些O3O_3O3​变成ClONO2ClONO_2ClONO2​相对稳定的程度。极地的消耗核心物质更加集中核心物质在各地先随大气垂直运动的垂直上升气流上升至平流层在随着平流层运动到达极地极地存在闭合西风带导致核心物质相比其他地方与外界交换能力奇低。极夜低温极夜低温形成冰晶云促进反应⑧的进行存储了大量暂时比较稳定的Cl2Cl_2Cl2​。同时城市释放热量过多抑制反应⑧。春季时节极夜刚刚结束此时存储基本达到峰值的Cl2Cl_2Cl2​在光照的条件下发生反应⑨生成Cl⋅Cl\cdotCl⋅开始核心反应二破坏O3O_3O3​。四、平流层的大气运动专业性有待提升O3O_3O3​为平流层主要热源其主要集中于平流层上部故平流层上暖下冷冷空气下降而热空气上浮因此平流层大气结构稳定大气垂直运动微弱现在主讨论其大气水平运动。低纬度地区受太阳辐射更多气温相对更高气压偏高高纬度反之。气流总体由低纬度向高纬度流动加之以地转偏向力的作用南左北右取北极附近一些点风向标记为西南同理取南极附近一些点风向标记为东北便可以观察到形成闭合西风带貌似也被称为极地漩涡。五、解释地转偏向力“南左北右”来源:在惯性与非惯性参考系中观察非惯性参考系中造成物体运动偏差的力想象并非存在形象比喻两个人分别在转盘的一端转盘转动两个人互相扔球在转盘系统外架设相机球呈直线运动若将相机与固定在转盘系统则球呈曲线运动。科里奥利力FC⃗−2mω⃗×v⃗\vec{F_C}-2m\vec{\omega}\times \vec{v}FC​​−2mω×v推导有待学习证明大致思路为在分别计算静止系和旋转系中的加速度用牛二便可算出力做差极为科里奥利力算加速度的思路是通过拿位移对着时间导222次用了一些神秘的镜像科技就推出来了。感觉自己太废物了啥也不会。https://www.bilibili.com/video/BV179ATz3EzZ/?spm_id_from333.337.search-card.all.clickvd_sourceb9e43e2af9dae1926752de4d0d1ee2af地转偏向力可以理解为科里奥利力在地面的一个投影。地球自转任取一点v⃗\vec{v}v方向为当地平面正东ω⃗\vec{\omega}ω方向通过右手螺旋定则判断四指朝旋转方向大拇指所指方向即根据公式易知赤道上FC⃗\vec{F_C}FC​​朝向地心或背离地心投影为000故赤道上没有地转偏向力。北半球和南半球对着地球仪非常简单就能理解了画图难以解释。六、总结至此可以简单解释南北极春季出现极大范围的臭氧空洞的原因了。