利用地基高分辨率傅里葉變換紅外光譜技術探測大氣氟氯烴氣體CCl2F2 的時空變化特征*

曾祥昱 王薇? 劉誠 單昌功 謝宇 胡啟后孫友文 Polyakov Alexander Viktorovich

1) (中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所, 環境光學與技術重點實驗室, 合肥 230031)

2) (中國科學技術大學精密機械與精密儀器系, 合肥 230026)

3) (合肥學院自動化系, 合肥 230601)

4) (Faculty of Physics, Saint Petersburg State University, Saint Petersburg 199034)

(2021 年4 月6 日收到; 2021 年5 月19 日收到修改稿)

1 引 言

二氯二氟甲烷(CCl2F2, CFC-12)為氟置換了甲烷的氫原子后的氟氯代甲烷鹵化物, 在商業領域這種氟氯碳化物被統稱為氟利昂, 也稱為氟氯烴(CFCs). CFC-12 作為一種制冷劑與發泡劑, 被廣泛應用于空調等制冷設備與建筑物、日用品所使用的泡沫塑料中[1]. 作為人工合成的化學制劑, 氟氯烴(CFCs)嚴重破壞大氣臭氧層. 氟氯烴在對流層中具有化學惰性, 但當其中一部分氟氯烴到達平流層之后, 會被強紫外光照射而分解出氯原子, 分解出來的氯原子能與臭氧分子發生反應[2]. 一個氯原子根據估算可以與數萬個臭氧分子發生鏈反應, 即使大氣中氟利昂的含量不高也依舊對臭氧層有極大損耗. 臭氧層能夠吸收太陽中的紫外線, 而臭氧層的過度消耗會對地球生態系統產生威脅. 同時CFC-12 是具有高溫室效應潛值的氣體[3], 會加劇全球變暖現象. 因此, 研究大氣CFC-12 氣體濃度的時空分布和變化, 了解我國典型區域大氣CFC-12 變化趨勢以及對平流層臭氧的影響, 在目前關注全球臭氧層空洞恢復和氣候變化的背景下具有重要意義.

為了保護臭氧層, 減少臭氧消耗物質, 1987 年27 個國家在加拿大簽署《蒙特利爾議定書》, 對能造成臭氧層……