【大气地理】你听说过三种气旋吗？地球臭氧层还在吗？什么是臭氧层空洞？

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地理知识集合汇总

在气象学中，气旋主要有三种类型，气旋的判读在高考地理中也是一个非常重要的考点。

一、温带气旋

1. 定义

温带气旋是活跃在温带中纬度地区的气旋，又称为“温带低气压”或“锋面气旋”，是活跃在温带中高纬度地区的一种近似椭圆型的斜压性气旋。

2. 特点

（1）通常形成于温带地区的海洋或陆地上空，是冷暖空气交汇的产物。（2）具有明显的锋面结构，中心气压低，气流呈逆时针旋转（北半球）。（3）带来的天气变化较为剧烈，常伴有大风、降水等天气现象。降水一般出现在冷锋后部和暖锋前部。

3.结构

从结构上讲，温带气旋是一种冷心系统，即温带气旋的中心气压低于四周，且具有冷中心性质。从尺度上讲，温带气旋的尺度一般较热带气旋大，直径从几百公里到3000公里不等，平均直径为1000公里。

温带气旋，顾名思义既有温带的特征又有气旋的特征，这在其结构上表现为：

（1） 温带性：冷锋和暖锋并存、高空西风带槽线；

（2） 气旋性：冷暖平流气旋性卷入、中心有辐合上升气流。

4.演变过程

温带气旋的演变过程，大致可分为初生期、发展期、成熟期（囚锢期）及消亡期。

温带气旋伴随着锋面而出现，同一锋面上有时会接连形成2-5个温带气旋，自西向东依次移动前进，称为“气旋族”。温带气旋从生成，发展到消亡整个生命史一般为2-6天。

5. 影响

对中纬度地区的天气和气候有着重要影响，是造成温带地区暴雨、暴雪、大风等恶劣天气的重要天气系统之一。

温带气旋是造成大范围天气变化的重要天气系统之一，对中高纬度地区的天气变化有着重要影响。温带气旋常带来多风多雨天气，时常伴有暴雨、暴雪或其他强对流天气，有时近地面最大风力可达10级以上。

6.举例：黄淮气旋、江淮气旋等统称温带气旋。

二、热带气旋

1. 定义：发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋。

2. 特点：

（1）根据其强度分为不同等级，如热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风等。

（2）中心附近风力强大，气流呈逆时针旋转（北半球）。

（3）带来狂风、暴雨和风暴潮等灾害性天气。

3.演变过程

热带气旋的生命史可分为生成、成熟和消亡三个阶段。其生命期平均为一周左右，短的只有2-3天，最长可达一个月左右。

通常热带气旋在热带地区离赤道平均3-5个纬度外的海面（如南北太平洋，北大西洋，印度洋）上形成，其移动主要受大尺度天气系统等影响，最终在海上消散、或者变性为温带气旋、或在登陆陆地后消散。登陆陆地的热带气旋会带来严重的财产和人员伤亡，是自然灾害的一种。

4. 影响：对热带和副热带地区的沿海地区造成严重影响，可能导致人员伤亡、财产损失和基础设施破坏。

三、极地气旋

1. 定义：主要出现在极地地区的气旋系统。

2. 特点：

（1）通常在高纬度地区形成，中心气压较低，风力强劲。

（2）由于极地地区气温低，气旋带来的降水多以降雪形式出现。

3. 影响：对极地地区的气候和生态环境有重要影响，也可能影响中高纬度地区的天气系统。

什么叫做臭氧层

臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层。自然界中的臭氧层大多分布在离地20-50千米的高空。

臭氧层破坏的危害

臭氧层虽然人是看不见的，但是它的存在就像是地球的一个保护伞一样，不停地在保护着地球人，没有了它地球的生态就会遭到破坏，自然界也会变得没有规律。臭氧层破坏对生态环境的影响是非常大的，会破坏环境，还会对人类的身体健康产生危害，其实最严重的还是让全球变暖，产生温室效应，还有就是对水生态的影响，会使一些生物受到危害，它们会很难很难。

引起臭氧层破坏的原因

氟里昂的大量产生。人类的生活在使用了大量的泡沫塑料、护发摩丝、灭火剂、杀虫剂、致冷剂，这些产品的使用会产生氟里昂。氟里昂一经释放，就会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层顶部与之产生化学反应，从而使其丧失吸收紫外线的能力。并且飞机排出的氧化氮气体，也是破坏臭氧层的催化剂。

保护臭氧层的方法

- 购买带有无氯氟化碳标志的产品

- 不用含甲基溴的杀虫剂

- 合理处理废旧冰箱和电器

- 降低二氧化碳的排量,少开车,少使用高热高耗能的资源

- 多种植树木,增加绿化,减低二氧化碳排放对高空大气层的污染

国际保护臭氧层日

1995年1月23日联合国大会决定，每年的9月16日为国际保护臭氧层日。

看上去如此晴朗的天气却有可能是“污染天”、“元凶”就是近日频发的臭氧污染

说起臭氧，大家更熟悉的应该是大气中的臭氧层，它阻挡吸收紫外线，保护人类健康。

臭氧是无色气体，有特殊臭味，因此而得名“臭氧”。距地面15至50公里高度的大气平流层，集中了地球上90%的臭氧，这就是臭氧层。臭氧层能吸收绝大部分太阳紫外线，使地球生物免受紫外线的危害。

但是臭氧一旦到了距离地面，10-100米左右的近地面层，就会由“地球卫士”变成“健康杀手”。

与高空中的臭氧层不同，由于臭氧具有强氧化性，近地面的臭氧则是一种有害气体。

较低浓度的臭氧具有很好的杀菌效果，但如果空气中的臭氧浓度过高，很容易引起上呼吸道的炎症病变，出现咳嗽、头疼等症状，还会对皮肤、眼睛、鼻黏膜产生刺激。

臭氧污染到底从何而来？

近地面臭氧的生成非常复杂，是一种二次污染物，并非人类活动直接排放，而是由人类活动排放出的其他污染物，如氮氧化物（NOx）和碳氢化合物 （VOCs）经过一系列复杂的光化学反应所产生的气体，因此，也可将臭氧污染叫做二次性的空气污染。

春夏季天气条件比较好，日照相对来说也比较强烈，大气中的氮氧化物和挥发性有机物经过紫外线照射，发生光化学反应，就会形成臭氧。

由于阳光是臭氧发生的催化剂，一年中臭氧超标全部出现在夏季5—9月。

臭氧污染比PM2.5污染更隐蔽，其对人体健康的危害主要体现在对眼睛和呼吸道有刺激和损伤作用。通常情况下，臭氧超标时段一般集中在午后气温较高、阳光较强的时段，在此期间只要大家尽量减少外出及室外活动，臭氧对人体健康的影响就“可防可控”。

臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度最小处，是臭氧层缺失处。而臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部被其吸收。有臭氧层空洞的地区会对生物产生重大的影响。有学者认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。

臭氧在大气中从地面到70千米的高空都有分布，其最大浓度在中纬度24千米的高空，向极地缓慢降低，最小浓度在极地17千米的高空。20世纪50年代末到70年代就发现臭氧浓度有减少的趋势。1985年英国南极考察队在南纬60°地区观测发现臭氧层空洞，引起世界各国极大关注。臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境产生破坏作用，影响人类和其他生物有机体的正常生存。关于臭氧层空洞的形成，在世界上占主导地位的是人类活动化学假说:人类大量使用的氯氟烷烃化学物质(如制冷剂、发泡剂、清洗剂等)在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。为此，于1987年在世界范围内签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的蒙特利尔协定。

当人们正为氟利昂带来的便捷而充满自豪时，科学家利用卫星在南极发现了噩耗—南极已经出现了臭氧层空洞，在南极的正下方出现了漏洞，紫外线可以直接射入，而且每年还在飞速的增长着。臭氧层空洞是怎么形成的呢?

太阳是一个巨大的热体,表面温度高达6000℃,是地球取之不尽的能量来源.我们都知道,人类肉眼可以看到的“赤橙黄绿青蓝紫”的七彩光是可见光范围的太阳辐射,实际上到达地面的太阳光还有红外线和紫外线等.太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高,如果到达地球表面,就可能破坏生物分子的蛋白质和基因物质,即我们所熟知的DNA,造成细胞破坏和死亡.然而,自然的力量改变了这一过程,地球的大气层就像一个过滤器,一把保护伞,将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外,使地球成为人类可爱的家园.而完成这一工作的,就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层".

臭氧与我们熟知的氧气是“亲兄弟”,只是臭氧由三个氧原子构成,而氧气由两个氧原子构成.由于臭氧和氧气之间的平衡,大气中形成了一个较为稳定的臭氧层,这个臭氧层的高度大约在距离地面表面15~25千米处.生成的臭氧对太阳的紫外辐射有很强的吸收作用,有效地阻挡了对地表生物有伤害的紫外线.因此,实际上可以说,臭氧层形成之后,才有了生命在地球上的生存、延续和发展,臭氧层是地表生物系统的“保护伞”.臭氧层在大气中是极其脆弱的一层气体,如果在零度的温度下,沿着垂直的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个大气压,那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右.谭老师地理工作室综合整理

科学家在南极地区最早发现了严重的臭氧层破坏.南极是一个非常寒冷的地区,终年被冰雪覆盖,四周环绕着海洋.在过去10～15年间,每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损.极地上空臭氧层的中心地带,近95%的臭氧被破坏.从地面向上观测,高空的臭氧层已极其稀薄,与周围相比像是形成了一个“洞”,直径上千千米,“臭氧洞”就是因此而得名的.臭氧洞可以用一个三维的结构来描述,即臭氧洞的面积、深度及延续时间.1987年10月,南极上空的臭氧浓度下降到了1957～1978年间的一半,臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆.从那以后,臭氧浓度下降的速度还在加快,有时甚至减少到只剩30%,臭氧洞的面积也在不断扩大.1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空.谭老师地理工作室综合整理

近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展,1995年观测到的臭氧洞的天数是77天,到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏,臭氧洞发生天数增加到80天.1997年至今,科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前,1998年臭氧洞的持续时间超过100天,是南极臭氧洞发现以来的最长记录,而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%,几乎可以相当三个澳大利亚的面积.这一迹象表明,南极臭氧洞的损耗状况正在恶化之中.臭氧洞一经发现,立即引起科学界及整个国际社会的震动.最初对南极臭氧洞的出现有三种不同的解释.一种认为是底层含臭氧少的空气被风吹到平流层的天然结果;第二种解释认为,南极臭氧洞是由宇宙射线在高空生成氮氧化物的自然过程;

美国的两位科学家Monila和Rowland指出,正是人为的活动造成了今天的臭氧洞.元凶就是我们现在所熟知的氟利昂和哈龙.越来越多的科学证据否定了前两种假说,而证实氟利昂和哈龙产生的氯和溴在平流层通过化学过程破坏臭氧是造成南极空洞的主要原因.那么氟利昂和哈龙是怎样进入平流层,又是如何引起臭氧层破坏的呢?我们知道就重量而言人为释放的氟利昂和哈龙的分子虽然都比空气重,但它们在低层几乎不与任何分子发生反应,因此不能通过一般的大气化学过程去除.经过一两年的时间,这些物质于全球范围内在对流层分布均匀,然后主要在热带地区上空被大气环流带入平流层,风又将它从高纬度地区向低纬度地区输送,在平流层内混合均匀.在平流层内,强烈的紫外线照射使氟利昂和哈龙发生分子解离,释放出原子状态的高活性的氯和溴,生成破坏臭氧层的主要物质,它们对臭氧层的破坏是以催化剂的方式进行的.据估算,一个氯原子可以破坏104----105个臭氧分子.而由哈龙释放的溴原子对它的破坏能力是氯原子的30～60倍.而且,氯原子和溴原子还存在协同作用即二者同时存在时,破坏臭氧的能力要大于二者的简单加和

认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。地理图文综合整理

科学家认为，臭氧空洞面积较小的主要原因在于气候，而不是因为破坏臭氧层的化学气体排放减少。英国南极考察科学家阿兰·罗杰说，去南极上空臭氧空洞缩小在历史记录上应被看作是个别现象。因此，臭氧层空洞面积有可能进一步扩大。

大气圈的臭氧入不敷出，浓度降低。科学家在1985年首次发现: 1984年9、10月间，南极上空的臭氧层中，臭氧的浓度较20世纪70年代中期降低40%，已不能充分阻挡过量的紫外线，造成这个保护生命的特殊圈层出现"空洞"，威胁着南极海洋中浮游植物的生存。据世界气象组织的报告:1994年发现北极地区上空平流层中的臭氧含量，也有减少，在某些月份比20世纪60年代减少了25-30%。而南极上空臭氧层的空洞还在扩大，1998年9月创下了面积最大达到2500万平方公里的历史记录。

南极臭氧空洞的形成是包含大气化学、气象学的三维复杂过程,但根源是地球表面人为活动产生的氟利昂和哈龙,氟利昂和哈龙在大气中的寿命很长,一旦进入大气就较难去除,这意味着它们对臭氧层的破坏会持续一个漫长的过程. 氟利昂是美国杜邦公司30年代开发的一个引为骄傲的产品被广泛用于制冷剂、溶剂.塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等,哈龙在消防等行业发挥着重要作用、当科学家研究令人信服地揭示出人类活动已经造成臭氧层严重损耗的时候,“补天”行动非常迅速.实际上.现代社会很少有一个科学问题像“大气臭氧层”这样由激烈的反对、不理解,迅速发展到全人类采取一致行动来加以保护.

面对臭氧污染该如何防护？

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