manbet手机版1995年10月11日

manbet手机版瑞典皇家科学院manbet手机版决定将1995年诺贝尔化学奖授予

manbet手机版教授manbet手机版Paul Crutzenmanbet手机版德国美因茨马克斯-普朗克化学研究所(荷兰公民)，

manbet手机版教授manbet手机版马里奥·莫利纳manbet手机版麻省理工学院地球、大气和行星科学系和化学系，剑桥，马萨诸塞州，美国

manbet手机版教授manbet手机版f·舍伍德罗兰manbet手机版美国加州大学欧文分校化学系

manbet手机版表彰他们在大气化学方面的工作，特别是在臭氧的形成和分解方面的工作。

manbet手机版臭氧层是生物圈的致命弱点

manbet手机版地球周围的大气中含有少量的臭氧——一种由三个氧原子(O_{manbet手机版3.}manbet手机版)．manbet手机版如果大气中的所有臭氧被压缩到与地球表面相同的压力，那么臭氧层的厚度将只有3毫米。manbet手机版但是，尽管臭氧的数量如此之少，它在地球上的生命中却扮演着极其重要的角色。manbet手机版这是因为臭氧与普通分子氧(O_{manbet手机版2}manbet手机版)，能够吸收太阳的大部分紫外线辐射，从而防止这种危险的辐射到达地表。manbet手机版没有大气中的臭氧层保护，动物和植物就无法生存，至少在陆地上是如此。manbet手机版因此，了解调节大气臭氧含量的过程是最重要的。

manbet手机版Paul Crutzenmanbet手机版，manbet手机版马里奥·莫利纳manbet手机版而且manbet手机版舍伍德罗兰manbet手机版他们都在解释臭氧是如何通过大气中的化学过程形成和分解方面做出了开创性的贡献。manbet手机版最重要的是，它们以这种方式显示了臭氧层对某些化合物的人为排放的影响是多么敏感。manbet手机版稀薄的臭氧层已被证明是致命的弱点，可能会被大气成分明显的温和变化所严重伤害。manbet手机版通过解释影响臭氧层厚度的化学机制，这三位研究人员为我们从一个可能带来灾难性后果的全球环境问题中拯救出来做出了贡献。

manbet手机版这种知识是如何发展的
manbet手机版臭氧是在大气中通过普通氧分子的分裂而形成的_{manbet手机版2}manbet手机版)受到太阳紫外线辐射的影响。manbet手机版由此释放的氧原子与分子氧的反应如下:

manbet手机版O_{manbet手机版2}manbet手机版+ uv-light -> 2O
manbet手机版O + O_{manbet手机版2}manbet手机版+ M - > O_{manbet手机版3.}manbet手机版+ M

manbet手机版其中M是一个随机的空气分子(N_{manbet手机版2}manbet手机版或O_{manbet手机版2}manbet手机版)．

manbet手机版英国物理学家西德尼·查普曼于1930年提出了大气中臭氧形成和分解的第一个光化学理论。manbet手机版这一理论描述了阳光如何将各种形式的氧从一种转化为另一种，解释了为什么臭氧含量最高的地方出现在15到50公里之间的臭氧层(图1)。然而，后来的测量显示出与查普曼的理论有明显的偏差。manbet手机版计算臭氧含量明显高于观测值。manbet手机版因此，肯定有其他化学反应有助于减少臭氧含量。manbet手机版若干年后，比利时人马塞尔·尼可莱对臭氧的分解如何因氢自由基OH和HO的存在而加强做出了重要的贡献_{manbet手机版2}manbet手机版．

manbet手机版科学家为进一步了解臭氧层的化学成分迈出了重要的一步manbet手机版Paul Crutzenmanbet手机版．manbet手机版1970年，他证明氮氧化物NO和NO_{manbet手机版2}manbet手机版与臭氧发生催化反应(自身不被消耗)，从而加快臭氧含量的降低速度。

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manbet手机版O_{manbet手机版3.}manbet手机版+紫外线- > O_{manbet手机版2}manbet手机版+ O
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manbet手机版结果:2 o_{manbet手机版3.}manbet手机版- > 3 o_{manbet手机版2}

manbet手机版这些氮氧化物是通过化学稳定的氧化亚氮N的衰变在大气中形成的_{manbet手机版2}manbet手机版O，它来源于地面的微生物转化。manbet手机版Crutzen所证明的土壤微生物与臭氧层厚度之间的联系是最近全球生物地球化学循环研究迅速发展的动力之一。

manbet手机版第一个威胁是:超音速飞机
manbet手机版美国研究人员哈罗德·约翰斯顿(Harold Johnston)也很早就注意到氮氧化物分解臭氧的能力，他对氮化合物的化学进行了广泛的实验室研究。manbet手机版1971年，他指出计划中的超音速飞机和超音速旅行(SST)可能会对臭氧层构成威胁。manbet手机版这些飞机将能够在20公里高空的臭氧层中央释放氮氧化物。manbet手机版Crutzen和Johnston的工作在研究人员、技术人员和决策者之间引发了一场非常激烈的辩论。manbet手机版这也是对大气化学的密集研究的开始，在过去几年中，这一研究取得了很大进展。manbet手机版(后来，除了涉及的环境风险之外，SST大型船队计划的取消还有其他原因。)

manbet手机版喷雾罐和冰箱会破坏臭氧层
manbet手机版我们对臭氧化学知识的下一次飞跃是在1974年manbet手机版马里奥·莫利纳manbet手机版而且manbet手机版舍伍德罗兰manbet手机版发表了他们的manbet手机版自然manbet手机版一篇关于氯氟烃(CFC)气体——“氟利昂”——用于喷雾瓶，作为冰箱和其他地方的冷却介质，以及泡沫塑料对臭氧层的威胁的文章。manbet手机版莫利纳和罗兰的结论是基于其他研究人员的两项重要贡献:
manbet手机版- James Lovelock(英国)最近研制了一种测量大气中极低有机气体含量的高度灵敏装置，即电子捕获探测器。manbet手机版利用这一点，他现在可以证明，完全人造的、化学惰性的氟氯化碳气体已经在全球大气中扩散。
manbet手机版- Richard Stolarski和Ralph Cicerone(美国)已经证明，大气中的游离氯原子可以像氮氧化物一样催化分解臭氧。

manbet手机版莫利纳和罗兰意识到，化学惰性的氟氯化碳可以逐渐被运送到臭氧层，在那里被强烈的紫外线照射，它们将被分离成它们的组成成分，尤其是氯原子。manbet手机版他们计算出，如果人类继续以不变的速度使用氟氯化碳气体，臭氧层将在几十年后消耗许多个百分点。manbet手机版他们的预测引起了极大的关注。manbet手机版因为氟氯化碳气体被用于许多技术过程中，它们的化学稳定性和无毒被认为使它们成为理想的环保气体。manbet手机版许多人对莫利纳和罗兰的计算提出了批评，但更多人对臭氧层枯竭的可能性表示严重关切。manbet手机版今天我们知道，他们在所有基本方面都是正确的。manbet手机版事实证明，他们甚至低估了风险。

manbet手机版南极洲上空臭氧含量
manbet手机版Molina和Rowland的报告导致了在20世纪70年代末和80年代初对氟氯化碳释放的某些限制。manbet手机版直到1985年，当真正的冲击到来时，关于释放限制的国际谈判才有了真正的紧迫性。manbet手机版随后，英国人约瑟夫·法曼和他的同事们注意到南极上空臭氧层的急剧损耗，即“臭氧空洞”(图2)。这种损耗至少是周期性的，远远大于早期对氟氯化碳效应的计算所预期的。manbet手机版研究人员之间的争论现在加剧了。manbet手机版这是自然气候变化还是人类造成的化学分解?manbet手机版多亏了许多研究人员的开创性研究，其中包括Crutzen, Molina和Rowland，以及来自美国的Susan Solomon和James Anderson，这幅图现在已经清晰了。manbet手机版臭氧的消耗主要是由于臭氧与工业制造气体中的氯和溴发生化学反应造成的。

manbet手机版图2所示。manbet手机版南极洲哈雷湾上空臭氧层的厚度(十月的月平均值)。manbet手机版请注意自20世纪70年代末以来的急剧消耗。

manbet手机版南极洲上空臭氧层惊人的快速耗损不能用运输过程或气相化学反应来解释。manbet手机版必须存在一种可以加速臭氧分解的替代机制。manbet手机版Crutzen和他的同事将这种机制确定为平流层中云粒子表面的化学反应。manbet手机版因此，南极臭氧消耗似乎与极低的普遍温度有关，这导致水和硝酸凝结形成“极地平流层云”。manbet手机版云粒子的存在大大加强了臭氧分解化学反应。manbet手机版这一认识导致了大气化学的一个令人兴奋的新分支:粒子表面的“异质”化学反应。

manbet手机版臭氧层和气候
manbet手机版臭氧问题与人类如何影响气候的问题也有有趣的联系。manbet手机版臭氧和二氧化碳、甲烷一样，是导致地球表面高温的温室气体。manbet手机版(氟氯化碳气体也有类似的效果)。manbet手机版模式计算表明，气候对低层对流层臭氧含量的变化特别敏感。manbet手机版在过去的一个世纪里，这里的臭氧含量显著增加，主要是因为车辆和工业过程以及热带地区生物质燃烧释放出的一氧化氮、一氧化碳和气态碳氢化合物。manbet手机版大气低层臭氧含量升高本身就是一个环境问题，因为它会对作物和人类健康造成损害。manbet手机版保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)是世界领先的研究人员，他绘制了在这些水平下决定臭氧含量的化学机制。

manbet手机版未来我们能期待什么?
manbet手机版多亏了我们对臭氧问题的良好科学理解——在很大程度上也多亏了Crutzen、Molina和Rowland——我们才有可能就禁止释放破坏臭氧的气体做出影响深远的决定。manbet手机版在联合国主持下谈判了一项关于保护臭氧层的议定书，并于1987年在加拿大蒙特利尔签署。manbet手机版根据最新的《蒙特利尔议定书》，最危险的气体将从1996年起被完全禁止使用(发展中国家有几年的宽限期来引进不损害臭氧层的替代品)。manbet手机版由于破坏臭氧层的气体到达臭氧层需要一段时间，我们必须预料到，在未来几年里，不仅在南极洲，而且在北半球的部分地区，臭氧层的耗损将会恶化。manbet手机版如果遵守这些禁令，臭氧层应该在世纪之交后逐渐开始愈合(图3)。然而，它至少需要100年才能完全恢复。

manbet手机版Paul Crutzenmanbet手机版1933年出生于阿姆斯特丹。manbet手机版荷兰公民。manbet手机版斯德哥尔摩大学气象学博士学位，1973年。manbet手机版瑞典皇家科学院、瑞典皇家工程科学院和欧洲科学院的成员。

manbet手机版教授manbet手机版Paul Crutzen
manbet手机版马普学会化学
manbet手机版邮政信箱3060
manbet手机版d - 55020美因茨,德国。

manbet手机版马里奥·莫利纳manbet手机版1943年出生于墨西哥墨西哥城。manbet手机版加州大学伯克利分校物理化学博士。manbet手机版美国国家科学院院士。

manbet手机版教授manbet手机版马里奥·莫利纳
manbet手机版地球、大气和行星科学系
manbet手机版MIT 54 - 1312
manbet手机版马萨诸塞州坎布里奇市02139

manbet手机版f·舍伍德罗兰manbet手机版1927年出生于美国俄亥俄州特拉华州。manbet手机版1952年，芝加哥大学化学博士学位。manbet手机版美国艺术与科学学院和美国国家科学院成员，现任外交部长。

manbet手机版教授manbet手机版f·舍伍德罗兰
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manbet手机版加州大学
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