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武汉出现黑昼,臭氧层正在逐步“愈合”

武汉出现黑昼

4月3日下午3时许,武汉天空乌云密布,突降暴雨,出现黑昼——白天一秒变黑夜,雷电大风齐上阵,有网友表示:“真不是电影特效”“这不是在下雨,这是在泼水”。

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陆地台风横扫江淮

4月3日下午,冷暖气流在我国中东部激烈交锋,庞大的气旋系统已经形成,拥有了明显的螺旋结构,这是强烈的冷暖空气即将追尾的前兆,也是一个大风暴即将形成的前兆。这个大风暴学名叫“江淮气旋”,常常在春季或初夏时,在冷暖空气对撞最激烈的背景下,在我国长江和淮河流域形成。

江淮气旋是温带气旋,和热带气旋也就是台风的形成原理不一样,热力性质不一样,能量集中程度不一样,云图上也没有台风美,但它和台风一样,都能带来狂风暴雨天气。因此有媒体将其成为“陆地台风”或者“土台风”。

由于暖湿气流强盛、水汽供应充足,被该气旋的雨带扫过的许多城市当天白天都降下暴雨,部分地区还伴随着激烈的强对流天气。

闪电风暴压迫武汉

4月3日白天,受江淮气旋的影响,长江流域出现了大量闪电密集爆发的天气现象——几十个猛烈的雷暴单体排成一条绵延数百公里的长龙,被称为闪电风暴。这些单体虽小,但每个下面都可能有局地冰雹、大风、黑昼等激烈天气,具有一定的危险性,位于长江流域的武汉就遭遇了相当激烈的强对流天气影响。

当天下午,随着强盛的强对流云团驾到,武汉多地暴雨倾盆,天色迅速变黑,即便是下午也如傍晚一般。云底非常非常低,雷暴强烈,压迫感十足,完全是盛夏雷雨的气势。激烈暴雨使得内涝等现象开始出现,给市民的出行和生活带来了一些麻烦。

这次江淮气旋走后,已经湿了一星期以上的广东广西等地,有望迎来久违的干爽天气。但与此同时,西北太平洋副热带高压正在加强,而菲律宾以东洋面正有台风胚胎活动,真正的台风也要形成了。

世界气象组织日前指出,如果维持现行保护政策,预计到2040年,除南北极之外的全球其他地区的臭氧层将恢复至1980年之前的水平。尽管臭氧层完全恢复尚需时日,但人类已经看到胜利的曙光。

1987年,国际社会签署《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,以加强对消耗臭氧层物质(ODS)的管控,应对臭氧层空洞问题。从1989年起,国际社会每隔4年发布一次全球臭氧层损耗的科学评估报告。根据2022年的第十次评估,自议定书执行以来,全球各个国家和地区通过积极采用替代物等,不断减少臭氧层损耗,ODS总氯浓度已经从1993年峰值3660ppt(干空气中每一万亿个气体分子所含的该种气体分子数)下降了11%以上,总溴浓度也从1999年的22.1ppt下降了15%以上。报告认为,全球逐步淘汰了近99%的禁用消耗臭氧层物质,成功保护了臭氧层,使其显著恢复,并减少了太阳紫外线辐射对人类的危害。

全球逐步淘汰消耗臭氧层化学品的行动,体现了减缓气候变化的努力。大多数ODS都是温室气体,有些还是强温室气体,例如一氟三氯甲烷的全球变暖潜能值达到5160,这意味着其引起的增暖效应是同等质量二氧化碳的5160倍。替代氟利昂的过渡性替代物质含氢氯氟烃和氢氟碳化物也都是强温室气体,国际社会通过《蒙特利尔议定书》北京修正案和基加利修正案,先后对这两种物质制定淘汰时间表,从而实现应对臭氧损耗和全球变暖的协同效应。

全球臭氧层的恢复速度并不均衡,两极地区还需要等待更长时间。据估计,北极和南极臭氧层将分别到2045年和2066年才能恢复到1980年水平。特别是南极臭氧层出现损耗的时间更早,要恢复到臭氧层空洞出现之前的水平起码要到2100年之后。根据美国航空航天局臭氧监测数据,2022年10月5日,南极臭氧层空洞面积依然有2600万平方公里,还处于面积极大的时期。由此可见,有些环境一旦破坏,恢复难度极高。

臭氧层恢复如此慢,主要是因为破坏大气臭氧层的元凶ODS在大气中的平均寿命极长,有的寿命为50年,有的长达100年甚至上千年。尽管全球已经停止生产、销售和使用这些物质,但是之前排放在大气中的还长期存在,在今后相当长时间内还会继续破坏臭氧层。

需要指出的是,臭氧层的恢复涉及大气中很多复杂的物理、化学和动力学过程,具体恢复时间的估算还有一定的不确定性。臭氧层空洞的大小受到火山喷发、厄尔尼诺现象、全球变暖、平流层大气环流变化等不同因素影响,还会出现波动和反复。需要警惕的是,受利益驱使,那些已经被国际社会和各国明令禁止的ODS还可能会被偷偷生产和使用,这需要全社会严格监督。

臭氧层空洞是人类历史上一个重大环境问题,后续补救工作给人类社会带来了深刻启示。环境危机面前没有国家能够独善其身,国际社会共同努力是确保人类安全、健康和福祉的最佳路径。只有坚持人与自然和谐共生的理念,才能呵护好我们赖以生存的地球家园。

以上内容来源于:《 人民日报 》( 2023年01月31日 第 16 版);以下内容由“讲地又讲理”整合自网络。转载请注明。

试题链接

1.每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”,以下关于臭氧的说法,正确的是()

A.臭氧层遭到破坏将导致全球变暖

B.臭氧可以吸收大部分的太阳红外线

C.臭氧绝大部分集中在平流层

D.减少化石能源的使用可以缩小臭氧空洞

【答案】C

【详解】臭氧层遭到破坏不能导致全球变暖,温室气体才可以,A错误;臭氧可以吸收大部分的太阳紫外线,B错误;臭氧绝大部分集中在平流层,C正确;减少氟氯烃的使用可以缩小臭氧空洞,D错误。故选C。

有人在朋友圈晒了一张客机飞行抓拍,深色为蓝天,白色为云。据此完成下面小题。

2.此刻,客机飞行在()

A.对流层 B.平流层

C.臭氧层 D.高层大气

3.由于臭氧吸收太阳紫外辐射而导致气温随海拔升高而升高的大气分层是()

A.对流层 B.平流层

C.中间层 D.热层

【答案】12.A 13.B

【解析】12. 天气现象如云、雾、雨、雪等出现在对流层中,据材料深色为蓝天,白色为云,说明此刻客机飞行在对流层,A正确,BCD错误。故选A。

13.对流层的气温随高度增加而递减,直接的热源是地面,A错误;平流层的气温随高度升高而升高,因为是靠臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温的,B正确;中间层属于高层大气,自平流层顶到85千米之间的大气层,因臭氧含量低,且太阳短波辐射已经大部分被上层大气所吸收,所以气温随高度增加而递减,C错误;热层属于高层大气,自中间层顶(约85千米)至250km(在太阳宁静期)或500km左右(太阳活动期)之间的大气层,由于波长很小的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质所吸收,所以气温随高度的增加而迅速增高,D错误。故选B。

【点睛】大气是由多种气体混合组成的,按其成分可以概括为三部分:干洁空气、水汽和悬浮微粒。干洁空气的主要成分是氮、氧、氢、二氧化碳气体。

臭氧层主要位于距离地面约22~27千米的高空,被称为“地球生命的保护伞”。读“大气垂直分层示意图”,完成下面小题。

4.臭氧层的主要作用是()

A.吸收紫外线 B.反射长波辐射

C.对地面保温 D.维持生命活动

5.臭氧层所在大气垂直分层()

A.气温随高度升高而降低

B.密度随高度升高而升高

C.大气以水平运动为主

D.天气现象复杂多变

【答案】4.A 5.C

【解析】4.结合所学,臭氧层位于平流层,其主要作用是吸收紫外线,A正确;云层可以反射长波辐射 ,对地面保温的是对流层中的水汽和二氧化碳,BC错误;氧气可以维持生命活动,D错误。故选A。谭老师地理工作室综合整理

5.结合所学,臭氧层位于平流层,气温随高度升高而升高, 密度随高度升高而降低,大气以水平运动为主,C正确、AB错误;对流层天气现象复杂多变,D错误。故选C。

【点睛】平流层的特点:气温随高度增加而上升;大气以水平运动为主。平流层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流;水汽、杂质含量极少,云、雨现象近于绝迹。大气平稳天气晴朗,对高空飞行有利。

近些年来,生活在伍拉斯顿群岛的许多动物视力严重退化,羊患上白内障,野兔和鸟类几乎双目失明,渔民捕到的鱼大多数是盲鱼,当地居民外出时暴露的皮肤很快就被晒得通红,眼睛也有痒痛感,这种情况是由于大气层中臭氧层被破坏而造成的。下图为伍拉斯顿群岛位置示意图。据此完成下面小题。

6.造成当地环境问题的臭氧空洞主要出现在()

A.北极上空 B.南极上空

C.赤道上空 D.北大西洋上空

7.保护臭氧层的有效对策是()

A.建立大范围的热带雨林自然保护区

B.联合治理酸雨和汽车尾气污染

C.减少并逐步禁止氟氯烃化合物的排放

D.减少CO2的排放量

【答案】6.B 7.C

【解析】6.臭氧空洞在地球的两极地区均有出现,尤以南极地区最为严重。图示信息表明该群岛位于南美洲的最南端,地理位置接近南极洲,材料中所涉及的现象应该是受南极的臭氧空洞影响而造成的环境问题,B正确,ACD错误。故选B。

7.建立热带雨林自然保护区,有助于改善全球大气水热状况,改善大气循环和水循环,从而改善全球气候,热带雨林的另一种作用是抑制全球平均气温上升。绿色植物主要吸收CO₂,而不是吸收紫外线,A与题意不符;酸雨、汽车尾气污染是由于燃烧煤、石油等矿物燃料引起的,与臭氧空洞几乎没有关系,B错误;臭氧层空洞主要是由于氟氯烃化合物的排放,导致臭氧被分解,减少并逐步禁止氟氯烃化合物的排放有助于保护臭氧层,C正确;CO₂增多,引起全球平均气温升高,与臭氧空洞无关系,D错误。故选C。

【点睛】大气中的臭氧吸收了大部分对生命有破坏作用的太阳紫外线,对地球生命形成了天然的保护作用。臭氧空洞指的是因空气污染物质,特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。

低层大气主要由水汽、固体杂质和干洁空气组成,干洁空气中氮气和氧气占总体积的99%,其次还包括二氧化碳、臭气等。据此完成下面小题。

8.能引起全球气候变暖的大气组成成分是()

A.臭氧 B.氮气

C.氧气 D.二氧化碳

9.20世纪80年代以来,大气中的臭氧大幅减少,其主要原因是()

A.制冷设备的使用 B.植被破坏

C.化石燃料的使用 D.冰川消融

【答案】8.D 9.A

【解析】8.大气中的二氧化碳能够吸收地面长波辐射,使大气增温,大气逆辐射增强,保温作用强,引起全球气候变暖。所以D项正确;故选D。

9.臭氧主要与氟利昂有关,制冷设备会产生氟利昂,氟利昂会破坏臭氧层,所以臭氧大幅减少可能与制冷设备的使用有关。所以A项正确;与植被破坏、化石燃料的使用、冰川消融无关,BCD错误;故选A。

【点睛】全球气候变暖与温室气体有关,温室气体主要是二氧化碳。

臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S~80°S平流层臭氧总量多年变化状况。读图,回答下面小题。

10.随年份的推移,臭氧总量()

A.最大值所在位置南移

B.随纬度的增高而递减

C.在高纬地区递减明显

D.随大气CO2浓度增加而增加

11.臭氧总量减少直接导致()

A.太阳紫外线辐射减小

B.平流层气温降低

C.酸雨区面积缩小

D.太阳辐射强度减弱

【答案】10.C 11.B

【分析】本题以臭氧层保护为背景,考查学生获取和分析地理信息的能力,调动和运用地理知识的能力,体现了区域认知和综合思维等地理素养。

10.由图中信息可知,最大值所在位置北移,A错误;臭氧含量由50°S~60°S向两侧递减,B错误;在高纬度变化大,低纬变化小,C正确;与二氧化碳关系不大,D错误;故选C。

11.臭氧总量减少,到达地面紫外线增加,太阳辐射增强,AD错误;与酸雨的形成没有关系,C错误,因平流层的臭氧减少,平流层吸取太阳辐射的能力减弱,导致平流层气温降低,B正确。故选B。

【点睛】臭氧是温室气体 ,易引发温室效应。

下图示意低层大气干洁空气成分的体积分数。据此完成下面小题。

12.干洁空气中,绿色植物进行光合作用的基本原料是()

A.氧气 B.氮气

C.二氧化碳 D.臭氧

13.人类和其他生物维持生命活动所必需的物质的是()

A.氧 B.臭氧

C.二氧化碳 D.氮

14.关于臭氧洞的描述正确的是()

A.臭氧洞就是当地大气中臭氧分子消失了

B.臭氧洞的出现方便人们更好的享受日光浴

C.人类的不合理活动加剧了臭氧洞的形成

D.臭氧洞位于北极地区上空

【答案】12.C 13.A 14.C

【解析】12.二氧化碳是绿色植进行光合作用的原料,绿色植物光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,C正确;氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质,臭氧是地球生命的保护伞,氮是大气的重要组成部分,但均不是绿色植进行光合作用的基本原料,ABD排除。故选C。

13.结合所学可知,氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质,A正确;臭氧是地球生命的保护伞,二氧化碳是植物光合作用的基本原料,氮是大气的重要组成部分,但均不是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质,BCD排除。故选A。

14.臭氧洞是臭氧层中的臭氧分子减少,导致臭氧层出现空洞,A错误;臭氧洞的出现使到达地表的紫外线增多,导致皮肤癌、白内障等疾病发病率提高,B错误;人类的不合理活动加剧了臭氧洞的形成,如大量排放氟利昂等,C正确;臭氧洞最严重的区域位于南极、北极地区以及青藏高原的上空,D错误。故选C。

【点睛】低层大气是由干洁空气、水汽和固体杂质组成的。干洁空气是指低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体,主要有氮气、氧气、氩气二氧化碳、臭氧和其他气体。水汽和杂质在低层大气中含量很少,是成云致雨的必要条件。

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