平流層臭氧與氟氯碳化物 (CFC)

1. 平流層臭氧與氟氯碳化物(CFC) 林小杏

2. 臭氧層吸收紫外線 平流層中，一百萬個氣體分子大約只有10個是臭氧分子。這些少量的氣體分子不斷的吸收對生物有害的紫外線，而且與其他氣體分子不斷的作用，透過氣體分子之間的碰撞，臭氧分子再將所吸收的熱量傳給其他氣體分子，使得鄰近大氣的溫度升高，平流層因此而存在。此一過程在高度50公里附近效率最高，造成20-50公里之間的平流層氣溫往上遞增的現象。 到達地面的紫外線強度減弱 紫外線 (臭氧層) 平流層 對流層 (臭氧濃度) (氣溫)

3. 自然界中平流層臭氧的生成與破壞 100公里 O2吸收波長100-200nm 的短波輻射，變成兩個O: O2+ hυ→O + O ( 1 ) 臭氧的生成 氧原子O不太穩定很容易透過三體碰撞再與氧分子結合成臭氧: O+ O2+ M → O3 + M ( 2 ) 淨反應 3 O2 + hυ → 2 O3 50公里 波長大於200nm紫外線被臭氧吸收，產生光解反應 O3 + hυ → O2+ O ( 3 ) 臭氧的破壞 O + O3 → 2O2 ( 4 ) 淨反應 2 O3 + hυ → 3 O2 15公里 化學反應( 1 )及( 2 )產生臭氧，化學反應( 3 )及( 4 )則破壞臭氧。類似的循環在平流層中不斷進行，據估計只需一小時就可將平流層的所有臭氧汰舊換新。

4. 氟氯碳化物在對流層中相當穩定，但是一進入低平流層(如，20-25km)，就可吸收波長小於260nm的短波輻射，釋出Cl及ClO O3 O2 + O Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 CFC(氟氯碳化物) 2 O3 3 O2 CFCl3 + hυ→ CO2 + HF + 3Cl 或3ClO 氟氯碳化物是人造的化學物質，通常作為冷卻劑及噴霧器中的推進氣體 人為導致平流層臭氧濃度減低 Cl及ClO可充當催化劑，引發破壞臭氧的催化反應。除氟氯碳化物外，火山爆發、海草及生質燃燒( biomass burning )也會產生氯，但是其含量大約只有由CFC釋出的氯濃度的1/5。 總反應 平流層 臭氧減少 平流層臭氧的減少，意味著較少的UV-B在平流層被吸收，使得地表的UV-B輻射增強。專家估計，臭氧層濃度降低1%，海平面的UV-B增加約2%；平流層臭氧若減少10%，皮膚癌發生率昇高50%~90%。 對流層