Q4 臭氧在是怎样分布的？
注：本文转载自“含氟气体与环境问题”公众号。
地球上臭氧的分布随着位置及时间跨度（从日到季节）而变化。这种变化由平流层空气的大规模运动、臭氧的化学生成和破坏所引起。臭氧总量一般在赤道，在极地。
臭氧总量 地球上任何地方的臭氧总量是指该位置正上方大气中臭氧的总和。绝大多数臭氧分布在平流层，只有小部分（约10%）分布在整个对流层（见q1）。臭氧总量值通常以多布森单位，表示为“du”。臭氧总量的变化区间为200~500 du（见图q4-1）。总臭氧量500 du的臭氧分子会在地球表面形成一个厚度为5mm（0.2英寸）的纯净臭氧气层（见q1）。
分布 臭氧总量在随着纬度差异变化很大，值出现在中高纬度（见图q4-1）。这是平流层空气大尺度环流的结果。平流层慢慢输送来自热带地区的臭氧，在这里太阳紫外线辐射导致的臭氧生成量，向两极逐渐递减。臭氧在中高纬度积累，臭氧层厚度（或者垂直范围）增加，同时臭氧总量也增加。与此相反，热带地区（除南极臭氧空洞外）所有季节的臭氧总量值是的，因为那里的臭氧层厚度是最小的。
季节分布 臭氧总量也随季节变化，如图q4-1展示的是2009年卫星观测的两周的臭氧平均值。三月和九月的曲线代表了北半球和南半球的春季和秋季早期的臭氧总量。六月和十二月的曲线同样也代表了夏季和冬季早期的臭氧总量。臭氧总量在高纬度地区的春季出现值，因为晚秋和冬季臭氧从赤道源区域向极地的传输加强。臭氧传输在夏季和早秋期间较弱，在南半球更弱。臭氧季节变化的一个重要特征是夏天极地平流层日光持续时天然的光化学破坏将导致臭氧总量逐渐减少到早秋时的低值。
这种自然的季节性循环在北半球可以清楚地观测到，如图q4-1所示，北极的臭氧总量在冬季增加，明显春季出现值，从夏季到秋季减少。然而在南极，臭氧总量明显在春季出现值，这是“臭氧空洞”造成的。“臭氧空洞”是春季臭氧损耗物质对臭氧大范围化学破坏的结果（见q6和q11）。在二十世纪七十年代臭氧空洞每年出现之前，南极地区春季臭氧值相对较高（见q11）。如今，臭氧总量的值每年都出现在南极的冬末和春季，如图q4-1所示。春季过后，由于极地空气与含有更高臭氧值的来自低纬度的空气混合，这些低值从臭氧总量地图中消失。
在热带地区，臭氧总量随季节变化的幅度较极地地区小，这是由于光照和臭氧传输的季节变化在热带地区较在极地地区小。
图q 4‑1 臭氧总量
臭氧总量指的是该位置正上方大气中臭氧分子的总和。臭氧总量随着纬度、经度、季节而变化，值出现在高纬度地区，值出现在热带地区。这种变以2009年卫星监测的2周臭氧总量平均值图表示。臭氧总量在热带地区（北纬20°~南纬20°）变化较小，在热带地区外的日变化和季节变化都很强烈，这是由于臭氧含量高的空气从热带地区传输并积累在高纬度地区。2009年9月，南极上空臭氧总量低值导致了“臭氧空洞”。自从二十世纪八十年代以来，冬末春初的臭氧空洞代表了所有季节和纬度臭氧总量的值（见q11）。
自然变化 臭氧总量随着经度和纬度剧烈变化，如图q4-1所示的季节变化曲线。这种变化的时间尺度小到日变化，大到周变化，归结原因有两点。，自然的空气运动以及对流层不同区域间高臭氧值的空气和低臭氧值的空气混合。对流层天气系统可以暂时改变某个区域臭氧层的厚度，并因此改变臭氧总量。空气运动的地理变化又反过来导致臭氧总量分布的变化。第二，臭氧变化也是伴随着空气运动的化学生成和损耗过程不断平衡的结果。比如，这种平衡会对区域光照强度十分敏感。
关于化学作用和空气运动如何协同作用导致我们观测到的臭氧总量大尺度变化（如q4-1所示），目前已经研究人员已经有了深入理解。许多研究者利用卫星、空中和地面仪器对臭氧变化进行常规监测。不间断地对这些监测结果进行分析，为定量人类活动对臭氧损耗的贡献提供了重要基础。
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臭氧总量 地球上任何地方的臭氧总量是指该位置正上方大气中臭氧的总和。绝大多数臭氧分布在平流层，只有小部分（约10%）分布在整个对流层（见q1）。臭氧总量值通常以多布森单位，表示为“du”。臭氧总量的变化区间为200~500 du（见图q4-1）。总臭氧量500 du的臭氧分子会在地球表面形成一个厚度为5mm（0.2英寸）的纯净臭氧气层（见q1）。
分布 臭氧总量在随着纬度差异变化很大，值出现在中高纬度（见图q4-1）。这是平流层空气大尺度环流的结果。平流层慢慢输送来自热带地区的臭氧，在这里太阳紫外线辐射导致的臭氧生成量，向两极逐渐递减。臭氧在中高纬度积累，臭氧层厚度（或者垂直范围）增加，同时臭氧总量也增加。与此相反，热带地区（除南极臭氧空洞外）所有季节的臭氧总量值是的，因为那里的臭氧层厚度是最小的。
季节分布 臭氧总量也随季节变化，如图q4-1展示的是2009年卫星观测的两周的臭氧平均值。三月和九月的曲线代表了北半球和南半球的春季和秋季早期的臭氧总量。六月和十二月的曲线同样也代表了夏季和冬季早期的臭氧总量。臭氧总量在高纬度地区的春季出现值，因为晚秋和冬季臭氧从赤道源区域向极地的传输加强。臭氧传输在夏季和早秋期间较弱，在南半球更弱。臭氧季节变化的一个重要特征是夏天极地平流层日光持续时天然的光化学破坏将导致臭氧总量逐渐减少到早秋时的低值。
这种自然的季节性循环在北半球可以清楚地观测到，如图q4-1所示，北极的臭氧总量在冬季增加，明显春季出现值，从夏季到秋季减少。然而在南极，臭氧总量明显在春季出现值，这是“臭氧空洞”造成的。“臭氧空洞”是春季臭氧损耗物质对臭氧大范围化学破坏的结果（见q6和q11）。在二十世纪七十年代臭氧空洞每年出现之前，南极地区春季臭氧值相对较高（见q11）。如今，臭氧总量的值每年都出现在南极的冬末和春季，如图q4-1所示。春季过后，由于极地空气与含有更高臭氧值的来自低纬度的空气混合，这些低值从臭氧总量地图中消失。
在热带地区，臭氧总量随季节变化的幅度较极地地区小，这是由于光照和臭氧传输的季节变化在热带地区较在极地地区小。
图q 4‑1 臭氧总量
臭氧总量指的是该位置正上方大气中臭氧分子的总和。臭氧总量随着纬度、经度、季节而变化，值出现在高纬度地区，值出现在热带地区。这种变以2009年卫星监测的2周臭氧总量平均值图表示。臭氧总量在热带地区（北纬20°~南纬20°）变化较小，在热带地区外的日变化和季节变化都很强烈，这是由于臭氧含量高的空气从热带地区传输并积累在高纬度地区。2009年9月，南极上空臭氧总量低值导致了“臭氧空洞”。自从二十世纪八十年代以来，冬末春初的臭氧空洞代表了所有季节和纬度臭氧总量的值（见q11）。
自然变化 臭氧总量随着经度和纬度剧烈变化，如图q4-1所示的季节变化曲线。这种变化的时间尺度小到日变化，大到周变化，归结原因有两点。，自然的空气运动以及对流层不同区域间高臭氧值的空气和低臭氧值的空气混合。对流层天气系统可以暂时改变某个区域臭氧层的厚度，并因此改变臭氧总量。空气运动的地理变化又反过来导致臭氧总量分布的变化。第二，臭氧变化也是伴随着空气运动的化学生成和损耗过程不断平衡的结果。比如，这种平衡会对区域光照强度十分敏感。
关于化学作用和空气运动如何协同作用导致我们观测到的臭氧总量大尺度变化（如q4-1所示），目前已经研究人员已经有了深入理解。许多研究者利用卫星、空中和地面仪器对臭氧变化进行常规监测。不间断地对这些监测结果进行分析，为定量人类活动对臭氧损耗的贡献提供了重要基础。
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