气候与全球变迁中国文化大学大气科学系.pdf

第五章 第五章 氣候與全球變遷 氣候與全球變遷 王重傑副教授 王重傑副教授 文化大學大氣科學系 文化大學大氣科學系 第五節 第五節 其他全球大氣變遷問題 其他全球大氣變遷問題 5.5.1 臭氧洞 5.5.1 臭氧洞 5.5.2 懸浮微粒 5.5.2 懸浮微粒 5.5.3 酸雨 5.5.3 酸雨 5.5.4 熱島效應 5.5.4 熱島效應 5.5.1 臭氧洞 5.5.1 臭氧洞 臭氧 (O )由三個氧原子所組成，是一種具臭味、 臭氧 (O )由三個氧原子所組成，是一種具臭味、 3 3 無色的微量氣體，在大氣中僅佔約0.04 ppm ，主 無色的微量氣體，在大氣中僅佔約0.04 ppm ，主 要 (90%以上) 集中在平流層中(約20-50 km) ，因 要 (90%以上) 集中在平流層中(約20-50 km) ，因 人類活動，近年來地面附近的臭氧亦有增加的趨 人類活動，近年來地面附近的臭氧亦有增加的趨 勢，但後者屬於一種空氣污染。 勢，但後者屬於一種空氣污染。 臭氧 (與氧分子)可以吸收太陽輻射裡對生物有害 臭氧 (與氧分子)可以吸收太陽輻射裡對生物有害 的紫外線，因而保護了地面附近的生物。在平流 的紫外線，因而保護了地面附近的生物。在平流 層的臭氧層形成之前 (約8億年前 ) ，前寒武紀中的 層的臭氧層形成之前 (約8億年前 ) ，前寒武紀中的 藍綠藻等原始生物，僅能在海面以下，藉助海水 藍綠藻等原始生物，僅能在海面以下，藉助海水 的保護而生存。 的保護而生存。 當太陽輻射進到平流層裡，高能量的紫外線可將氧 當太陽輻射進到平流層裡，高能量的紫外線可將氧 分子分離為兩個氧原子，氧原子便能夠與其它的氧 分子分離為兩個氧原子，氧原子便能夠與其它的氧 分子短暫結合形成臭氧(O ) ，隨後又吸收紫外線而 分子短暫結合形成臭氧(O3 ) ，隨後又吸收紫外線而 3 造成光解反應，還原為氧分子與氧原子。 造成光解反應，還原為氧分子與氧原子。 因此平流層中的臭氧不斷產生也不斷消失，最後達 因此平流層中的臭氧不斷產生也不斷消失，最後達 到平衡，其最大濃度出現在約25 km的高空。 到平衡，其最大濃度出現在約25 km的高空。 臭氧因吸收紫外線的能量而形成，也造成平流層中 臭氧因吸收紫外線的能量而形成，也造成平流層中 氣溫向上遞增的特性，此種分佈是地球大氣所特 氣溫向上遞增的特性，此種分佈是地球大氣所特 有。 有。 測量大氣中總臭氧量的單位，稱為 杜勃生單位 測量大氣中總臭氧量的單位，稱為 杜勃生單位 (Dobson Unit; DU) ，指在標準溫度與氣壓(0 °C與 (Dobson Unit; DU) ，指在標準溫度與氣壓(0 °C與 1 atm)下，厚度相當於10 μm的總臭氧量，全球 1 atm)下，厚度相當於10 μm的總臭氧量，全球 的平均值大約為 300 DU (純臭氧厚度為3 mm) 。 的平均值大約為 300 DU (純臭氧厚度為3 mm) 。 除了高度以外，大氣中的臭氧隨緯度與季節也有 除了高度以外，大氣中的臭氧隨緯度與季節也有 明顯變化，最大值出現在高緯區的初春 可達( 400 明顯變化，最大值出現