为什么臭氧层空洞不在人口密集地区而在无人的两极?

自从发现在南极上空存在臭氧空洞以后,为了查实和弄清臭氧层耗减及臭氧空洞形成的原因,美国宇航局(NASA)牵头组织了数十个科学家于1986年和1987年的9～11月,两次赴南极进行臭氧探险活动,寻求揭示臭氧空洞形成的机理.在第二次探险中获得了有效的探测结果,由此推理出臭氧空洞形成的机理.人类所排放的CFCs主要在北半球,其中欧洲、俄罗斯、日本和北美洲约占总排放量的90%.这种不溶于水和不活泼的CFCs,前1～2年内在整个大气层下部并与大气混合.这种含有CFCs的大气从底部向上升腾,一直到达赤道附近的平流层.然后分别流向两极,这样经过整个平流层的空气几乎都含有相同浓度的CFCs.然而由于地球表面的巨大差异,两极地区的气象状况是完全不同的.南极是一个非常广阔的陆地板块(南极洲),周围又完全被海洋所包围,这种自然条件下产生了非常低的平流层温度.在南极黑暗酷冷的冬季(6～9月),下沉的空气在南极洲的山地受阻,停止环流而就地旋转,吸入周围的冷空气,形成“极地风暴旋涡”.这股“旋涡”上升到20km高空的臭氧层,由于这里温度非常低,形成了滞留的“冰云”.“冰云”中的冰晶微粒把空气中带来的CFCs和哈龙吸收在其表面,并不断积聚其中.当南极的春季来临(9月下旬),阳光照向“冰云”时,冰晶溶化,释放出吸附的CFCs和哈龙.它们受到紫外线UV-C照射,分解出CI?和Br?并与臭氧反应生成CIO?和BrO?消耗臭氧.由于冰晶的吸附作用,积累的CFCs和哈龙在一段时间内集中分解出CI?和Br?再加上形成冰晶会发生各种各样的化学变化,促成了每年9～11月臭氧快速耗减,在特定高度臭氧几乎完全消失,导致臭氧空洞形成.随着夏季的到来,南极臭氧层得到逐渐恢复,然而臭氧减少的空气可以传输到南半球的中纬度,造成全球规模的臭氧减少.