德國大氣化學家?克魯岑

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Paul Crutzen,1933年生于荷蘭阿退縮不前斯特凡,荷蘭國籍,1973年獲Stockholm大學氣象博士學位,F(xiàn)為德國Max-Planck-Institute for Chemistry教授,是瑞典后家科學院、瑞典皇家工程科學院院士。

Crutzen是大氣化學家,尤其在開拓與臭氧有關的大氣化學研究方面碩果累累。30多年前,Crutzen“第一次把臭氧問題擺在人們的面前”,他指出;人類活動釋放的少量物質能夠損害全球范圍的臭氧。Crutzen把平流層的研究引導上正確的道路,含氮化合物引起的臭氧層耗損:1970年Paul Crutzen提出:NO和NO2可以起催化作用,造成O3損耗。Crutzen進一步指出:平流層中的NO和NO2是由化學性質穩(wěn)定的N2O分解而成;而N2O來源于土壤施肥和微生物轉化。他論證了臭氧層的厚度與土壤微生物的關系。這一發(fā)現(xiàn)推動了全球生物化學循環(huán)的研究。次年,美國加州大學貝克萊分校的Harold Johnston教授也注意到了在20km高度的臭氧層中,超音速飛機排放的氮氧化物也可能引起臭氧層耗損。Crutzen和Johnston的工作曾引起科學家、技術人員和決策者的極大關注,這在相當程度上推動了環(huán)境化學和大氣化學的發(fā)展。

南極“臭氧洞”的成因:Crutzen及其同事們提出了平流層春季云內粒子表面化學反應的機理,解釋了這一現(xiàn)象.不溶于水的、化學惰性的CFCs經過一、二年的時間在對流層傳輸,混合均勻,然后,通過大氣環(huán)流主要在熱帶上空進入平流層。風又使CFCs從熱帶向南、北極移動,在平流層內混合均勻。因地理上的差異,兩極的氣象條件完全不同。南極大陸周圍被海洋包圍,這一條件促成極地春云和極低的平流層氣溫。那里的水和硝酸等物質形成了“極地平流層 "(Polar Strato?spheric Clouds)。云中顆粒物的表面多相反應使臭氧分解反應加劇。而在北極,沒有南極那樣的陸地/海洋特征,上空平流層的氣溫高于南極上空,很少出現(xiàn)“極地平流層云”,故臭氧耗損也小得多。Crutzen等人的工作推動了大氣化學研究的新分支:“粒子表面多相化學”的進展。

對流層中臭氧增加使空氣質量惡化:雖然Crutzen獲獎的直接原因是對平流層臭氧的卓越研究,然而他在對流層臭氧的形成機制研究中也是世界上的領先者。與平流層臭氧耗損相反,對流層中臭氧含量呈上升趨勢,局部地區(qū)有時達到相當高的濃度。由于臭氧有較高的化學反應活性,對人體和生物組織有直接損害。臭氧的光解產物O(1D)具有足夠的能量與H2O、CH4等物質反應產生自由基,從而引發(fā)一系列大氣化學反應,發(fā)生二次污染,例如:光化學煙霧和酸雨。


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