德国大气化学家?克鲁岑

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Paul Crutzen,1933年生于荷兰阿退缩不前斯特凡,荷兰国籍,1973年获Stockholm大学气象博士学位。现为德国Max-Planck-Institute for Chemistry教授,是瑞典后家科学院、瑞典皇家工程科学院院士。

Crutzen是大气化学家,尤其在开拓与臭氧有关的大气化学研究方面硕果累累。30多年前,Crutzen“第一次把臭氧问题摆在人们的面前”,他指出;人类活动释放的少量物质能够损害全球范围的臭氧。Crutzen把平流层的研究引导上正确的道路,含氮化合物引起的臭氧层耗损:1970年Paul Crutzen提出:NO和NO2可以起催化作用,造成O3损耗。Crutzen进一步指出:平流层中的NO和NO2是由化学性质稳定的N2O分解而成;而N2O来源于土壤施肥和微生物转化。他论证了臭氧层的厚度与土壤微生物的关系。这一发现推动了全球生物化学循环的研究。次年,美国加州大学贝克莱分校的Harold Johnston教授也注意到了在20km高度的臭氧层中,超音速飞机排放的氮氧化物也可能引起臭氧层耗损。Crutzen和Johnston的工作曾引起科学家、技术人员和决策者的极大关注,这在相当程度上推动了环境化学和大气化学的发展。

南极“臭氧洞”的成因:Crutzen及其同事们提出了平流层春季云内粒子表面化学反应的机理,解释了这一现象.不溶于水的、化学惰性的CFCs经过一、二年的时间在对流层传输,混合均匀,然后,通过大气环流主要在热带上空进入平流层。风又使CFCs从热带向南、北极移动,在平流层内混合均匀。因地理上的差异,两极的气象条件完全不同。南极大陆周围被海洋包围,这一条件促成极地春云和极低的平流层气温。那里的水和硝酸等物质形成了“极地平流层 "(Polar Strato?spheric Clouds)。云中颗粒物的表面多相反应使臭氧分解反应加剧。而在北极,没有南极那样的陆地/海洋特征,上空平流层的气温高于南极上空,很少出现“极地平流层云”,故臭氧耗损也小得多。Crutzen等人的工作推动了大气化学研究的新分支:“粒子表面多相化学”的进展。

对流层中臭氧增加使空气质量恶化:虽然Crutzen获奖的直接原因是对平流层臭氧的卓越研究,然而他在对流层臭氧的形成机制研究中也是世界上的领先者。与平流层臭氧耗损相反,对流层中臭氧含量呈上升趋势,局部地区有时达到相当高的浓度。由于臭氧有较高的化学反应活性,对人体和生物组织有直接损害。臭氧的光解产物O(1D)具有足够的能量与H2O、CH4等物质反应产生自由基,从而引发一系列大气化学反应,发生二次污染,例如:光化学烟雾和酸雨。


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