¿Puede la capa de ozono curarse a sí misma?
El ozono en la naturaleza se distribuye principalmente en la atmósfera entre 20 y 50 kilómetros de altura sobre el suelo, lo que llamamos capa de ozono. El ozono de la capa de ozono se produce principalmente mediante luz ultravioleta. Como todos sabemos, los rayos ultravioleta del sol se dividen en dos tipos: de onda larga y de onda corta. Cuando las moléculas de oxígeno (incluidas 21) en la atmósfera son irradiadas por rayos ultravioleta de onda corta, las moléculas de oxígeno se descompondrán en estados atómicos. Los átomos de oxígeno son extremadamente inestables y reaccionan fácilmente con otras sustancias. Por ejemplo, reacciona con hidrógeno (H2) para formar agua (H2O) y con carbono (C) para formar dióxido de carbono (CO2). Asimismo, al reaccionar con las moléculas de oxígeno (O2) se forma ozono (O3). Una vez formado el ozono, debido a que su gravedad específica es mayor que la del oxígeno, caerá gradualmente al fondo de la capa de ozono. En el proceso de caída, a medida que la temperatura cambia (aumenta), la inestabilidad del ozono se vuelve cada vez más evidente, y luego es irradiado por rayos ultravioleta de onda larga y se reduce nuevamente a oxígeno. La capa de ozono mantiene un equilibrio dinámico de oxígeno y ozono.
¿Cuánto ozono hay en una superficie tan extensa? Se estima que es menos de 1/100.000 de la atmósfera. Si todo el ozono de la atmósfera se concentrara en conjunto, sólo quedaría una fina capa de tres centímetros. Entonces, ¿existe ozono en la superficie de la Tierra? La respuesta es sí. Aproximadamente el 1% de los rayos ultravioleta del sol pueden llegar al suelo. Especialmente en los bosques, montañas y zonas costeras con menos contaminación del aire, hay más rayos ultravioleta y ozono rico.
Además, los rayos también producen ozono, que se distribuye por la superficie terrestre. Debido a esto, después de una tormenta, la gente siente que el aire es fresco y está dispuesta a ir a los bosques, montañas y costas suburbanas para respirar el aire fresco de la naturaleza, apreciar la belleza de la naturaleza y darle a su cuerpo y mente un "baño" refrescante. Esta es la función del ozono, por eso algunas personas dicen que el ozono es un gas limpio y refrescante. El ozono tiene propiedades oxidantes extremadamente fuertes y una pequeña cantidad de ozono puede hacer que las personas se sientan renovadas, pero la oxidación excesiva también puede provocar que tenga un efecto letal. Consulte Radicales libres para obtener más detalles).
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La capa de ozono de la atmósfera tiene tres funciones principales. Uno es la protección. La capa de ozono puede absorber los rayos ultravioleta de la luz solar con longitudes de onda inferiores a 300 micrones, principalmente parte de los UV-B (longitud de onda 290 ~ 300 micrones) y todos los UV-C (longitud de onda <290 micrones =), protegiendo a los humanos, animales y plantas de la tierra. por radiación de onda corta, daño UV. Sólo los rayos UV-A de onda larga y una pequeña cantidad de UV-B de onda media pueden irradiar al suelo. El daño de los rayos UV de onda larga a las células biológicas es mucho menor que el de los rayos UV de onda media. Por tanto, la capa de ozono protege la vida en la Tierra como un traje espacial. El segundo es la calefacción. El ozono absorbe los rayos ultravioleta de la luz solar y los convierte en energía térmica para calentar la atmósfera. Debido a este efecto, la estructura de la temperatura atmosférica tiene un pico a una altitud de unos 50 km, y hay una capa de calentamiento sobre la tierra de 15 a 50 km. Es gracias al ozono que existe la estratosfera. Por otro lado, como no hay ozono ni oxígeno en otros planetas además de la Tierra, no hay estratosfera. La estructura de la temperatura de la atmósfera tiene una influencia importante en la circulación de la atmósfera, y la razón de este fenómeno también proviene de la alta distribución del ozono. El tercero es el papel de los gases de efecto invernadero. En la troposfera superior y en la parte inferior de la estratosfera, es decir, a esta altitud donde la temperatura es muy baja, el papel del ozono también es muy importante. Si el ozono disminuye a esta altitud, habrá un impulso para bajar las temperaturas del suelo. Por tanto, la distribución de alturas y los cambios del ozono son extremadamente importantes.
El ozono es un gas incoloro y con un olor especial, de ahí el nombre "ozono". Las partículas cargadas que salen del sol ingresan a la atmósfera, lo que hace que las moléculas de oxígeno se divida en átomos de oxígeno, y algunos de los átomos de oxígeno se recombinan con moléculas de oxígeno para formar moléculas de ozono. La estratosfera, a una altitud de 15 a 50 km sobre el suelo, concentra aproximadamente el 90% del ozono de la Tierra, que es la "capa de ozono".
Sin la luz del sol, todos los seres vivos de la Tierra estarían sin vida. La luz del sol se compone de luz visible, luz ultravioleta y luz infrarroja. El 55% de la luz solar (incluida la luz ultravioleta) que ingresa a la atmósfera puede atravesar la atmósfera e iluminar la tierra y los océanos, de la cual el 40% es luz visible, que es la fuerza impulsora de la fotosíntesis de las plantas verdes; el 5% es luz ultravioleta; una longitud de onda de 100 ~ 400 nm se divide en rayos ultravioleta de onda larga, onda media, onda corta y rayos ultravioleta de onda larga que pueden esterilizarse. Los rayos ultravioleta de onda corta con una longitud de onda de 200 ~ 315 nm son perjudiciales para el cuerpo humano y los seres vivos. A su paso por la estratosfera, la mayor parte es absorbida por la capa de ozono. Por lo tanto, la capa de ozono se convierte en la barrera natural de la Tierra, protegiendo la vida en la Tierra de los fuertes rayos ultravioleta. Sin embargo, en los últimos 10 años la capa de ozono de la Tierra se está destruyendo.
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La medición de ozono incluye la medición de la cantidad total de ozono en la columna de aire vertical y la medición de la distribución vertical de la concentración de ozono. Los métodos de medición se dividen en métodos directos y métodos indirectos: el primero toma muestras y analiza el ozono; el segundo mide fuera de la capa de ozono, principalmente mediante análisis espectral. Las mediciones de ozono, además de las unidades habituales, también se expresan en unidades Dobson, registradas como DU, que equivale a una milésima de centímetro (el espesor de la capa de ozono en estado estándar).
Medición indirecta del ozono: El análisis espectral consiste en observar el espectro de la luz solar directa o dispersa que atraviesa la atmósfera, para luego calcular el contenido de ozono y su distribución vertical. En la zona de absorción de ozono (ver capa de ozono atmosférico), la luz solar directa o dispersa pasa a través de la atmósfera, es absorbida por las moléculas de ozono y es dispersada por moléculas de gas y partículas de aerosol. Cuando la luz solar monocromática con longitud de onda λ atraviesa la atmósfera, la intensidad de la radiación se debilita y obedece la ley de Beer. Los instrumentos ópticos comúnmente utilizados para medir el ozono incluyen el espectrofotómetro Dobson y el medidor de ozono con filtro M-83. El espectrofotómetro Dobson se considera el instrumento estándar para medir el ozono. Otros tipos de instrumentos deben calibrarse periódicamente con él. El medidor de ozono con filtro M-83 se utiliza principalmente en la Unión Soviética y algunos países europeos. La distribución global del ozono también se puede medir mediante satélites meteorológicos. Por ejemplo, el espectrómetro ultravioleta retrodispersado (BUV) y el espectrómetro de interferencia infrarroja (IRIS) se utilizan para observar el ozono atmosférico en el satélite Yuyun-4. El primero mide la dispersión ultravioleta hacia atrás de la luz solar por la atmósfera. Recibe un espectro ultravioleta de 12 bandas a 2500 ~ 3400 Angstroms, reflejando así la distribución global del contenido de ozono atmosférico; el segundo no solo mide la temperatura y la humedad atmosféricas, sino que también mide la atmósfera. ozono (banda de 9,6 micras, en la que se reciben cuatro longitudes de onda de radiación). La combinación de estos dos espectrómetros puede detectar la distribución de la concentración de ozono atmosférico con la altitud. Por ejemplo, en el satélite Yuyun-6 hay un radiómetro de recuperación de radiación de borde (LRIR), que recibe información sobre la banda de radiación de 9,6 micrones del ozono atmosférico y realiza inversión utilizando la ecuación de transferencia radiativa para obtener la distribución vertical del ozono.
El método de medición directa del ozono utiliza electroquímica o quimioluminiscencia para medir el contenido de ozono. No está limitado por la transparencia atmosférica ni las condiciones climáticas y se puede observar de día y de noche.
Los métodos de medición del ozono tienen sus propias ventajas y desventajas para obtener datos completos y fiables, a menudo es necesario complementarlos y compararlos de varias maneras.
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1 Motivo: Hay una película protectora sobre la tierra, que existe en la atmósfera que rodea la tierra, es decir, la. capa de ozono. Bloqueará la radiación del exterior de la tierra de los rayos ultravioleta, protegiendo la vida en la tierra de cualquier daño. Los humanos han producido una gran cantidad de sustancias que destruirán la capa de ozono, lo que destruirá la capa de ozono en los polos norte y sur de la tierra.
2. Impacto: La destrucción de la capa de ozono provoca un aumento de los rayos ultravioleta en la tierra. Los rayos ultravioleta pueden dañar las moléculas biológicas, incluido el ADN, aumentar el riesgo de cáncer de piel y cataratas y están relacionados con muchas enfermedades del sistema inmunológico. El plancton de los océanos se ve fatalmente afectado y los ecosistemas marinos se destruyen. Los rendimientos de los cultivos se reducen. Fortalecer el efecto invernadero.
3. Qué debemos hacer: usar clorofluorocarbonos, comprar aires acondicionados, frigoríficos, coches, sprays, etc. , debes comprar productos que no contengan CFC.
4. Información complementaria: La mayor parte del ozono de la atmósfera se concentra en la estratosfera superior, a unos 25 o 30 kilómetros del suelo, llamada "capa de ozono".
Aunque de nombre se trata de una capa, la distribución del ozono en diferentes lugares es en realidad desigual. La cantidad total de ozono en la atmósfera es muy pequeña, menos de 1 ppm. Esta capa de ozono extremadamente delgada es muy importante para la vida en la Tierra porque el ozono puede absorber los rayos ultravioleta de la luz solar, que son de longitud de onda corta y letales en radiación, solo una pequeña cantidad puede llegar a la superficie al convertir estos rayos ultravioleta en energía térmica.
Dado que el ozono mantiene un equilibrio dinámico con el oxígeno, los átomos de oxígeno y otros rayos ultravioleta en la estratosfera, el consumo de oxígeno en la mayor parte de la biosfera puede participar o afectar dichas reacciones (incluyendo O3═O2 O' 2O3═3O2 ) (como los átomos de cloro) se emiten hacia arriba, lo que puede amenazar el contenido de ozono de la "capa de ozono". Por lo tanto, pedimos conservación de energía y reducción de emisiones, forestación y mantenimiento ecológico consciente.
El ozono es un alótropo del oxígeno (compuesto por los mismos elementos, pero con diferente estructura molecular). Como sugiere el nombre, el ozono es conocido por ser otro olor acre. A una altura de 10 a 50 km en la atmósfera hay una concentración considerable de ozono, lo que se denomina capa de ozono.
Una vez agotada la capa de ozono, su capacidad para absorber la radiación ultravioleta se debilita enormemente, lo que da como resultado un aumento significativo de la radiación ultravioleta B que llega a la superficie terrestre, causando muchos daños a la salud humana y al medio ambiente ecológico. En la actualidad, se ha prestado amplia atención a los efectos sobre la salud humana, las plantas terrestres, los ecosistemas acuáticos, los ciclos bioquímicos, las sustancias, la composición atmosférica troposférica y la calidad del aire.
El uso excesivo de clorofluorocarbonos (CFC) es la principal causa del daño a la capa de ozono. Los clorofluorocarbonos (CFC) son sustancias químicas artificiales producidas por DuPont en Estados Unidos en 1930. Después de la Segunda Guerra Mundial, sobre todo 60 años después, comenzó a ser muy utilizado, principalmente como aerosoles, refrigerantes, espumantes, disolventes químicos, etc. Además, los halones (utilizados en los extintores de incendios) y los óxidos de nitrógeno también contribuyen al agotamiento de la capa de ozono.
En la estratosfera, a 20 a 30 kilómetros de altura sobre el suelo se encuentra la zona de concentración de ozono, donde existe un equilibrio dinámico de átomos de oxígeno (O), moléculas de oxígeno (O2) y ozono (O3) . Las sustancias reactivas como los óxidos de nitrógeno, el cloro, el bromo y otros grupos activos destruirán este equilibrio y lo desplazarán hacia la descomposición del ozono. La extraordinaria estabilidad de los CFC les permite acumularse fácilmente en la estratosfera, donde sus efectos durarán un siglo o más. Bajo una fuerte irradiación ultravioleta, fotolizan los átomos de cloro y los átomos de bromo, convirtiéndose en catalizadores que destruyen el ozono (un átomo de cloro puede destruir 654,38 millones de moléculas de ozono).
Día Internacional para la Protección de la Capa de Ozono
1995 65438 El 23 de octubre, la Asamblea General de las Naciones Unidas aprobó una resolución determinando que a partir de 1995, el 16 de septiembre de cada año será el Día Internacional Día para la Protección de la Capa de Ozono. Diseñado para conmemorar la firma del Protocolo de Montreal sobre Sustancias que Agotan la Capa de Ozono el 6 de septiembre de 1987, todas las partes deben tomar acciones específicas para conmemorar este día especial de acuerdo con los objetivos del Protocolo y sus enmiendas.
Los antecedentes históricos del establecimiento del “Día Internacional para la Protección de la Capa de Ozono”
La destrucción de la capa de ozono es uno de los problemas ambientales globales actuales y ha atraído la atención de países de todo el mundo desde los años 1970. Desde 1976, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente ha convocado varias conferencias internacionales y adoptado una serie de resoluciones para proteger la capa de ozono. Precisamente en 1985 se descubrió el problema del llamado "agujero de ozono en la Antártida", y el llamamiento internacional para proteger la capa de ozono se hizo aún más fuerte.
En abril de 1976, el Consejo de Gobierno del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente decidió convocar una conferencia internacional sobre "Evaluación de toda la capa de ozono". En marzo de 1977, se celebró una "Reunión de Expertos" en Washington. EE.UU., con 32 países participantes. La reunión adoptó el primer "Plan de Acción Mundial para la Capa de Ozono". El plan incluye monitorear el ozono y la radiación solar, evaluar el impacto del agotamiento del ozono en la salud humana, los ecosistemas y el clima, desarrollar métodos para evaluar los costos y beneficios de las medidas de control y solicitar al Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente que establezca un Comité de Coordinación del Ozono. El plan propone controles a la producción y uso de sustancias controladas.
El Comité Coordinador de 1980 concluyó que el agotamiento de la capa de ozono representa una grave amenaza para los seres humanos y el ecosistema terrestre.
En 1981, el Consejo de Gobierno del PNUMA estableció un grupo de trabajo encargado de desarrollar una convención global para proteger la capa de ozono.
Después de cuatro años de arduo trabajo, la convención internacional para la protección de la capa de ozono, la Convención de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, fue adoptada en Viena, Austria, en marzo de 1985, y llegó oficialmente entró en vigor en septiembre de 1988. El Convenio sólo prevé el intercambio de información y datos sobre la capa de ozono, pero no es vinculante en cuanto al control de las sustancias que agotan la capa de ozono. El propósito y los principios del Convenio son correctos y promueven la investigación cooperativa y el intercambio de información entre países para proteger la capa de ozono.
Con base en la Convención de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, con el fin de seguir controlando los clorofluorocarbonos, a partir de la revisión de datos estadísticos sobre la producción, uso y comercio de clorofluorocarbonos en varios países del mundo. mundo, después de muchas reuniones internacionales Después de consultas y discusiones, el Protocolo de Montreal sobre Sustancias que Agotan la Capa de Ozono fue adoptado en la Conferencia de Montreal en Montreal, Canadá, el 6 de septiembre de 1987.
El "Protocolo de Montreal" estipula que cada organización miembro (país o grupo de países) que participe en el tratado congelará y reducirá la producción y el consumo de cinco tipos de freón de acuerdo con el calendario de reducción de congelación y reducción; la producción y consumo de tres bromuros producción consumo.
El consumo de los cinco grupos de freón se congelará en su mayor parte al nivel de 1986 a partir del 1 de julio de 1993; su consumo no excederá el 80% del consumo de 1986 a partir del 1 de julio de 1993; 1998, se reducirá a 50 consumidos en 1986.
Las encuestas posteriores a la implementación del Protocolo de Montreal mostraron que el proceso de control bajo el Protocolo no era ideal.
De marzo a mayo de 1989, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente convocó la Conferencia de Londres sobre la Protección de la Capa de Ozono y la Primera Conferencia de las Partes en la Convención y el Protocolo: la Conferencia de Helsinki, que enfatizó aún más la urgencia de proteger la capa de ozono y La Declaración de Helsinki para la Protección de la Capa de Ozono fue adoptada el 2 de mayo de 1989, alentando a todos los países que aún no se han adherido a la Convención de Viena para la Protección de la Capa de Ozono y a la Convención sobre el Agotamiento de la Capa de Ozono. Capa de ozono. Acordar eliminar la producción y el uso de CFC controlados en la medida de lo posible, pero a más tardar en el año 2000, teniendo debidamente en cuenta las circunstancias especiales de los países en desarrollo, para controlar y reducir otras sustancias que agotan la capa de ozono lo antes posible; investigación y desarrollo de productos y tecnologías alternativos para promover que los países en desarrollo reciban información científica relevante, resultados de investigación y capacitación, y tratar de establecer mecanismos financieros apropiados para facilitar la transferencia de tecnología y equipos alternativos a los países en desarrollo al precio más bajo.
65438 Del 20 al 29 de junio de 1990, el PNUMA celebró en Londres la Segunda Reunión de las Partes del Protocolo de Montreal sobre Sustancias que Agotan la Capa de Ozono. A la reunión asistieron ministros de Medio Ambiente o altos funcionarios de 53 de los 57 países contratantes y representantes de la Comunidad Europea. Además, asistieron a la reunión representantes de 40 países que no son Partes. La conferencia también adoptó una serie de regulaciones suplementarias para modificar y ampliar el alcance del control de sustancias nocivas para la capa de ozono. El número de sustancias controladas se ha ampliado de las dos y ocho categorías originales a siete y cientos de categorías. Requiere que las partes eliminen los CFC y los halones para el año 2000 o antes. Para 1995, el tetracloruro de carbono se reducirá en un 85%; para el año 2000 se eliminará por completo. Para el año 2000, el tricloroetano se reducirá en un 70% y se eliminará por completo para el año 2005.
Los óxidos de nitrógeno también pueden destruir la capa de ozono, como el NO2, que sufrirá las siguientes reacciones en la atmósfera:
2 NO2 O3 = N2O 5 O2 N2O 5 H2O = 2 HNO 3 4 HNO 3 = 4 NO2 2H2O O2
Equivalente a catalizar la descomposición del ozono en oxígeno.