Ciencia atmosférica: si los CFC se usaran en todo el mundo, ¿por qué el agujero de la capa de ozono solo se encuentra sobre la Antártida?

Respuesta corta : porque hace más frío sobre la Antártida

Respuesta larga:

El ozono se descompone por los CFC (clorofluorocarbonos) en presencia de la luz solar. Esta reacción necesita la presencia de una superficie sólida para tener lugar. Esta superficie es proporcionada por nubes de hielo (nubes estratosféricas polares) que se forman en las condiciones de frío extremo de las regiones polares. Por lo tanto, no vemos una baja concentración de ozono (también conocido como agujero de ozono) sobre la zona templada.

Sin embargo, uno se preguntaría por qué no se observa un agujero de ozono sobre el Ártico.

Esto se explica por la dinámica atmosférica. La descomposición del ozono es un proceso lento y requiere condiciones atmosféricas estables para tener lugar. Durante el invierno, la atmósfera polar forma un vórtice. Uno puede imaginarlo como un balde de agua con suficiente altura. Cuando uno hace girar el balde, el agua gira dentro de él, pero todavía está confinado dentro del límite del balde.

El agua dentro del balde es similar al aire atrapado en la atmósfera polar durante el invierno. Este límite de captura es más fuerte en la Antártida en comparación con el Ártico y la temperatura dentro del Vórtice desciende a alrededor de -80 grados Celsius.

Créditos de imagen: Centro de Ciencias Atmosféricas, 1998

Por lo tanto, la atmósfera antártica permanece aislada de su entorno durante más tiempo, lo que facilita una mayor descomposición de las moléculas de ozono en comparación con el Ártico.

He respondido esta pregunta antes.

Es cierto que las sustancias que agotan la capa de ozono están presentes en toda la estratosfera porque son transportadas a grandes distancias por las corrientes de aire en nuestra atmósfera. El agotamiento severo de la capa de ozono ocurre sobre la Antártida debido a las condiciones atmosféricas peculiares que prevalecen allí.

El ozono se forma en la estratosfera de la Tierra por la acción de la luz solar sobre las moléculas de oxígeno y, como sabemos, es fundamental para la vida en la Tierra. El cloro destruye el ozono catalíticamente, y se cree que la mayor parte del cloro en la estratosfera proviene de la actividad humana. También es bien sabido que la fuente más grande es a través de clorofluorocarbonos (CFC).

El Polo Sur es mucho más frío que el Polo Norte, la razón principal es que es tierra rodeada de océanos, mientras que el Ártico, el Polo Norte, es un océano rodeado de tierra. Sabemos que la tierra pierde calor más rápido que el agua. Como resultado, la temperatura promedio de invierno en el polo norte es de aproximadamente -34 ° C, mientras que la temperatura promedio de invierno en el polo sur es de -58 ° C.

Polos Norte y Sur: importantes diferencias climáticas

La puesta de sol en la Antártida, alrededor de finales de marzo de cada año, marca el comienzo de un invierno largo y oscuro. Las temperaturas en tierra y en el aire caen muy rápidamente. Las temperaturas frecuentemente caen por debajo de -80º C. Los vientos fuertes en la estratosfera comienzan a soplar en sentido horario alrededor del continente después de la rotación de la Tierra en su eje. Estos fuertes vientos estratosféricos forman gradualmente un enorme anillo de aire en movimiento, llamado vórtice polar antártico, que gira muy por encima de la tierra helada. La temperatura es tan baja que el vapor de agua y varios otros tipos de moléculas en la estratosfera se condensan en partículas heladas extremadamente pequeñas, produciendo lo que se conoce como nubes estratosféricas polares.

Las ‘moléculas de depósito’ son moléculas en la atmósfera que se unen con átomos u otras moléculas y evitan que participen en reacciones químicas. El vórtice polar contiene moléculas de depósito que se han unido con átomos de cloro y, al hacerlo, les impidió atacar el ozono. Cuando se forman nubes estratosféricas polares sobre el Polo Sur, las moléculas de reserva de cloro se unen a las partículas heladas que forman las nubes. Una vez que esto sucede, comienzan a producirse reacciones químicas complejas que resultan en la liberación de moléculas de cloro gaseoso de las moléculas del depósito y se acumula dentro del vórtice. Durante todo el invierno, las reacciones químicas que tienen lugar en las nubes continúan, y se acumula más y más cloro dentro del vórtice.

Hacia fines de agosto, cuando salió el sol, las condiciones cambian rápidamente. La radiación UV del sol golpea las moléculas de cloro dentro del vórtice, rompiéndolas y liberando átomos de cloro que comienzan un ataque contra las moléculas de ozono. El resultado es la destrucción masiva del ozono. En poco tiempo, se destruye tanto ozono dentro del vórtice que se forma un agujero de ozono. (En realidad, no es un “agujero” sino solo un adelgazamiento severo de la capa de ozono que provoca el paso de algunos rayos UV).

A principios de noviembre, las fuertes corrientes estratosféricas sobre la Antártida se apagan, y el vórtice polar se rompe, permitiendo que el aire rico en ozono del exterior del vórtice fluya, y la mayor parte del ozono que fue destruido, es reemplazado. En cierto sentido, el agujero en la capa de ozono se repara lentamente. Por lo general, a fines de noviembre, la cantidad de ozono en la estratosfera sobre la Antártida casi ha vuelto a la normalidad. El próximo invierno, sin embargo, el ciclo comenzará nuevamente.

(En caso de que se lo pregunte, el vórtice polar también se acumula sobre el polo norte, moviéndose en sentido antihorario, pero no afecta la capa de ozono de ninguna manera porque no es lo suficientemente frío como para formar nubes estratosféricas polares).

Lectura adicional: El agujero de ozono antártico

Déjame responder de manera simple …

1. Los gases de clorofluorocarbonos (CFC) tardan muchos años (aproximadamente 2-7 años) en subir a la estratosfera y los vientos los extienden por todo el mundo.
2. El frío extremo, un viento de vórtice helado, nubes estratosféricas congeladas y 6 meses de oscuridad sobre la Antártida proporcionan condiciones ideales para que el cloro se rompa de los CFC.
3. La formación del frente también es más dominante hacia el polo sur.

• Cuando dos masas de aire con diferentes propiedades físicas (temperatura, humedad, densidad, etc.) se encuentran, debido al efecto de la circulación atmosférica convergente, no se fusionan fácilmente. La zona de transición o la capa de discontinuidad así formada entre dos masas de aire es una superficie tridimensional y se llama frente.

Actualizar:

Vórtice polar:

Un vórtice polar es una gran bolsa de aire muy frío, típicamente el aire más frío en el polo norte y el polo sur, que se encuentra sobre la región polar durante la temporada de invierno.

• La química del vórtice polar antártico ha creado un grave agotamiento del ozono. El ácido nítrico en las nubes estratosféricas polares reacciona con los clorofluorocarbonos para formar cloro, que cataliza la destrucción fotoquímica del ozono.

Imagen : nubes estratosféricas

Las concentraciones de cloro se acumulan durante el invierno polar, y la consiguiente destrucción del ozono es mayor cuando la luz del sol regresa en primavera.

Estas nubes solo se pueden formar a temperaturas inferiores a aproximadamente −80 ° C (−112 ° F). Dado que hay un mayor intercambio de aire entre el Ártico y las latitudes medias, el agotamiento del ozono en el polo norte es mucho menos severo que en el sur.

En consecuencia, la reducción estacional de los niveles de ozono sobre el Ártico generalmente se caracteriza como una “abolladura de ozono”, mientras que el agotamiento más grave del ozono sobre la Antártida se considera un “agujero de ozono”. Dicho esto, la destrucción química del ozono en el vórtice polar ártico de 2011 alcanzó, por primera vez, un nivel claramente identificable como un “agujero de ozono” en el Ártico

Hii Avisekh, El agujero de ozono es causado por el efecto de los contaminantes en la atmósfera que destruyen el ozono estratosférico. Durante el invierno antártico, algo especial le sucede al clima antártico.

• En primer lugar, se forman fuertes vientos circulares que soplan en todo el continente , esto se conoce como el “vórtice polar”: esto aísla el aire sobre la Antártida del resto del mundo.
• En segundo lugar, se forman nubes especiales llamadas Nubes estratosféricas polares. Normalmente, las nubes no se forman en la estratosfera y resultan tener el efecto de concentrar los contaminantes que descomponen el ozono, lo que acelera el proceso.
• Para cuando llega la primavera y el sol vuelve después de la larga noche polar, los niveles de ozono se agotan severamente alrededor del continente antártico causando el “agujero de ozono”. Desafortunadamente, luego sigue un período particularmente largo de sol alto y días largos, solo para empeorar el efecto del agujero de ozono con toda esa luz ultravioleta alrededor.

La concentración de ozono en la atmósfera se mide en “Unidades Dobson”, la concentración promedio de ozono en la atmósfera es de aproximadamente 300 Unidades Dobson. El agujero de ozono se considera donde la concentración cae por debajo de 220 unidades Dobson.

Si alguna consulta por favor comente.

El agotamiento severo del ozono estratosférico a fines del invierno y principios de la primavera en la Antártida se conoce como el “agujero de ozono”.

El agujero de ozono apareció por primera vez sobre la Antártida porque las condiciones atmosféricas y químicas únicas de esta región aumentan la efectividad de la destrucción del ozono por los gases halógenos reactivos. Además de la abundancia de estos gases reactivos, la formación del agujero de ozono antártico requiere temperaturas lo suficientemente bajas como para formar nubes estratosféricas polares (PSC), aislamiento del aire en otras regiones estratosféricas y luz solar.

El párrafo anterior es básico del hecho si desea leer más en profundidad y luego revise los párrafos siguientes. 🙂

Distribución de gases halógenos: los gases fuente de halógenos emitidos en la superficie de la Tierra están presentes en abundancias comparables en toda la estratosfera en ambos hemisferios, aunque la mayoría de las emisiones se producen en el hemisferio norte. Las abundancias son comparables porque la mayoría de los gases de origen no tienen procesos de eliminación natural significativos en la atmósfera inferior y porque los vientos y la convección redistribuyen y mezclan el aire de manera eficiente en toda la troposfera en la escala de tiempo de semanas a meses. Los gases halógenos (en forma de gases fuente y algunos productos reactivos) ingresan a la estratosfera principalmente desde la troposfera superior tropical. Los movimientos del aire estratosférico luego transportan estos gases hacia arriba y hacia el polo en ambos hemisferios.

Temperaturas polares bajas : la destrucción severa del ozono representada por el agujero de ozono requiere que las bajas temperaturas estén presentes en un rango de altitudes estratosféricas, en grandes regiones geográficas y por períodos de tiempo prolongados. Las bajas temperaturas son importantes porque permiten que se formen PSC líquidos y sólidos. Las reacciones en las superficies de estos PSC inician un aumento notable en el gas de cloro más reactivo, el monóxido de cloro (ClO). Las temperaturas estratosféricas son más bajas en ambas regiones polares en invierno. En el invierno antártico, las temperaturas mínimas diarias son generalmente mucho más bajas y menos variables que en el invierno ártico. Las temperaturas antárticas también permanecen por debajo de la temperatura de formación de PSC durante períodos mucho más largos durante el invierno. Estas y otras diferencias meteorológicas se producen debido a la distribución desigual entre la tierra, el océano y las montañas entre los hemisferios en las latitudes medias y altas. Las temperaturas invernales son lo suficientemente bajas como para que se formen PSC en algún lugar de la Antártida durante casi todo el invierno (aproximadamente 5 meses) y en el Ártico solo durante períodos limitados (10–60 días) en la mayoría de los inviernos.

Condiciones aisladas : el aire estratosférico en las regiones polares está relativamente aislado de otras regiones estratosféricas durante largos períodos en los meses de invierno.

Nubes estratosféricas polares (PSC):

Las reacciones en las superficies de los PSC líquidos y sólidos pueden aumentar sustancialmente la abundancia relativa de los gases de cloro más reactivos. Estas reacciones convierten las formas del reservorio de gases de cloro reactivos, nitrato de cloro (ClONO2) y cloruro de hidrógeno a -78 ° C, los PSC existen en regiones más grandes y por períodos de tiempo más largos en el Antártico que en el Ártico. El tipo más común de PSC se forma a partir del ácido nítrico (HNO3) y el agua que se condensa en partículas líquidas preexistentes que contienen ácido sulfúrico. Algunas de estas partículas se congelan para formar partículas sólidas reactivas. A temperaturas aún más bajas (−85 ° C o −121 ° F), el agua se condensa para formar partículas de hielo. Las partículas de PSC crecen lo suficientemente grandes y son lo suficientemente numerosas como para que se puedan observar características similares a las nubes desde el suelo bajo ciertas condiciones, particularmente cuando el Sol está cerca del horizonte (ver Figura Q10-2). Los PSC a menudo se encuentran cerca de las cadenas montañosas en las regiones polares porque el movimiento del aire sobre las montañas puede causar el enfriamiento local del aire estratosférico, lo que aumenta la condensación de agua y HNO3.

Cuando las temperaturas promedio comienzan a aumentar a fines del invierno, las PSC se forman con menos frecuencia y sus reacciones de conversión de superficie producen menos ClO. Sin la producción continua de ClO, las cantidades de ClO disminuyen y otras reacciones químicas vuelven a formar los depósitos reactivos, ClONO2 y HCl. Cuando las temperaturas PSC ya no ocurren, en promedio, ya sea a fines de enero hasta principios de febrero en el Ártico o a mediados de octubre en la Antártida, termina el período más intenso de agotamiento del ozono.

La respuesta simple es que la formación de nubes generalmente no se ve en la estratosfera, pero su presencia en la Antártida provoca el agujero de ozono.

Este agotamiento se debe principalmente a un conjunto único de condiciones sobre el polo sur:
1. presencia de nubes estratosféricas polares / nubes nacaradas formadas debido a temperaturas muy bajas durante el invierno
2. longevidad del vórtice polar en la Antártida (en comparación con el Ártico).

Las temperaturas en el Ártico no son tan bajas como en la Antártida debido a la presencia de una gran masa de tierra en el hemisferio norte.

Al llegar al proceso de cómo estas nubes agravan el agotamiento del ozono,

En verano , el dióxido de nitrógeno y el metano reaccionan con el monóxido de cloro (ClO) y los átomos de cloro (Cl) para dar nitrato de cloro (ClONO2) y cloruro de hidrógeno (HCl). El nitrato de cloro es una forma estable que actúa como un depósito de átomos de cloro y forma sumideros de cloro . Por lo tanto, el agotamiento del ozono no ocurre durante este período ya que no hay átomos de cloro de radicales libres para reaccionar con el ozono.

En invierno cuando nubes estratosféricas polares Cuando se forman, las partículas de hielo de la nube proporcionan sustratos para la reacción química entre el nitrato de cloro y el HCl (formado durante el verano) para dar cloro molecular .

Durante la primavera , el calor del sol rompe las nubes y el cloro molecular (formado en invierno) es fotolizado por la luz solar para dar radicales de cloro (Cl) que a su vez inician la reacción en cadena para el agotamiento del ozono.

Es por un par de cosas, si la memoria me sirve bien. Una es que hay un anillo de vientos alrededor de los polos (vórtice polar). Estos se intensifican durante los inviernos y cortan la mezcla de aire desde fuera de las regiones polares. El de Antártica es muy estable ya que hay muy poca tierra cerca que pueda “perturbarla”. Por lo tanto, los CFC en esta región están atrapados durante toda la temporada de invierno.

En segundo lugar, se forman nubes de hielo que actúan como catalizadores para la descomposición del ozono por los CFC. Nuevamente, esto sucede en el invierno.

Por lo tanto, los CFC no tienen a dónde ir y siguen agotando el ozono que no tiene fuente (¡no hay luz solar!). Por lo tanto, el agujero de ozono es más pronunciado sobre la Antártida.

Mezcla atmosférica. Los CFC son moléculas muy estables y, como tales, pueden durar mucho tiempo en la atmósfera. Esta larga vida les da tiempo para extenderse en la atmósfera (horizontal y verticalmente).

Los CFC destruyen el ozono (o más bien, evitan que sea reformado) en todas partes, pero la Antártida (y recientemente el Ártico) albergan condiciones especiales (vea la respuesta de Matthew Russell a ¿Por qué el agotamiento de la capa de ozono no es tan grave en el polo norte como lo es en el norte? región del polo sur?) que “recolectan” CFC y les permiten causar un mayor daño al ozono.

Esencialmente, el ozono sobre la Antártida es simplemente más susceptible a los CFC, pero digamos que seguimos aumentando enormemente las emisiones de CFC, el agujero antártico aumentaría, se formaría un agujero regular en el Ártico y aumentaría, y eventualmente a medida que lo sigamos aumentando más y más, pasaríamos de agujeros en el ozono a parches de ozono restante.

Primero, no hay realmente un agujero en la capa de ozono estratosférico. Hay regiones con ozono por debajo de lo normal, que los científicos atmosféricos llamaron “agujeros” simplemente porque era una forma corta y pegadiza de expresarlo.

Es cierto que los CFC se lanzaron en todo el mundo, aunque en gran medida en regiones industrializadas. Como gases, eventualmente se dispersarían por toda la atmósfera. Finalmente se supo que no eran estables sino que destruían catalíticamente el ozono. Dado que se esperaría que se distribuyan de manera bastante uniforme en toda la atmósfera, ¿por qué su efecto se mostraría con mayor fuerza en los polos? Tiene que ver con la presencia de ciertos tipos de nubes en regiones polares que ocurren a altitudes mucho más altas que las nubes normales. Estas nubes tienden a formarse durante el invierno polar, cuando hay poca luz solar. En primavera, cuando regresa el sol, estas nubes aumentan la destrucción del ozono por cosas como los CFC, que estuvieron allí todo el tiempo pero que no tuvieron un fuerte efecto en ausencia de los rayos UV solares. Este proceso es el mayor contribuyente a la destrucción del ozono en las regiones polares.

Hay una reducción general del ozono estratosférico en todo el mundo, pero los “agujeros” aparecen en los polos.

Sin embargo, el ozono se adelgaza en todas partes, debido a las condiciones climáticas (el ecuador recibe más sol por más tiempo, vientos, etc.), lo que significa que el ozono se repone más rápido en el ecuador y se vuelve más delgado hacia el norte, teniendo poco o nada en el polos, y en el caso de la Antártida es peor porque hay un continente sólido allí, que mantiene el aire aún más tiempo que el ártico.

La circulación atmosférica tiene agujeros sobre ambos polos. Primero fue descubierto sobre el Polo Sur. Hay detalles de tamaño, creo, debido a las ligeras variaciones de la órbita en la distancia solar (excentricidad orbital).

La persona a quien preguntar es un químico atmosférico como mi amigo y ex compañero de trabajo Bob Chatfield.

Quora seleccionó campos de palabras clave extraños para esto ya que mi etiqueta polar no tiene nada que ver con O3.

Consulte los siguientes enlaces en wikipedia …

Agotamiento del ozono – Wikipedia

Nube estratosférica polar – Wikipedia

Espero que estas sean las respuestas suficientes a sus preguntas …

La parte que no se informa es que el sol no brilla todo el tiempo allí. Bueno, eso se informa. Pero nunca se menciona el hecho de que la luz solar es el motor en el término fuente del ozono.

Entonces, usted tiene ozono (que quiere combinarse con cualquier cosa que se le acerque) sentado allí sin reposición durante 6 meses.

Debido al efecto coriolis y la inclinación de la tierra y la ligereza del ozono se vuelve concentrado. Por encima del hemisferio sur, principalmente en la Antártida.

Creo que te refieres al agujero de ozono.

Hay un agujero de ozono en cada polo, durante el final del invierno / principios de la primavera en ese polo. El hoyo polar sur es más grande y dura más, porque está más cerca de mucha, mucha agua.

Prueba google primero. La simple pregunta es la forma en que circula el aire. Wiki tiene una respuesta más completa.

Solo hay una respuesta posible a esta pregunta. La Antártida no es un país.