消耗臭氧层物质的ODP值是如何获得

不同物质因大气寿命、分子量和含氯(溴)原子个数不同,其进入大气平流层的能力就不同,这就造成物质之间对平流层臭氧耗损效果的差别。
cfc-12耗损平流层臭氧示意图
wuebbles等人在1983年提出消耗臭氧潜势(ozone depletion potential,odp)的概念和计算方法来比较不同物质对平流层臭氧(o3)消耗的相对效率。定义为:
odp值的意义有两个方面,其一是该物质相对cfc-11的消耗o3的能力,其二是,各物质之间消耗o3的能力的相对大小。《蒙特利尔议定书》中限制使用的卤代烃,就是建立在这些物质的odp值的基础上。
odp值的计算是通过建立臭氧消耗模式,用计算机模拟完成的。用于计算odp值的主要的有代表性的模式有linl、aer、oslo的一维和二维模式。在最初的文献中,odp通过如下方法求出:模拟计算不含消耗臭氧层物质体系的臭氧总量随时间的变化曲线(简称该体系为参比体系),然后,在上述体系中加入所研究的消耗臭氧层物质,令其在大气中总量的初值为零,然后按一定的量迟续地向大气排放,同时记录比较消耗臭氧层物质在大气中总量的变化,其总量在大气中达到稳态即不再随时间变化时停止模拟。将此时大气中的臭氧总量与参比体系的总量相比,可得出△o3%。
式中o3,0为参比体系之臭氧总量,o3,1为加入某种消耗臭氧层物质后的臭氧大气总量,都在各自模拟中取相同时刻的值,这个时间就是该物质在大气中达到稳定时的时间。
用相同的方法计算出cfc-11的△o3,1%,对某物质来讲,其odp值表示为:
由于不同的排放量使得物质达稳定时在大气中总量不同,△o3%也就不同。为了能比较各物质间消耗臭氧能力的相对大小,规定各种物质都是以相同的排放量进入大气,当时选择的量是10亿kg/年。所得到的odp值就是单位kg(或单位质量)物质相对于cfc-11耗臭氧能力的相对量度(用odp(w)表示单位质量排放的odp值),为了深入考察问题,把odp(w)转化为单位分子及单位cl原子的odp(m)及odp(cl),它们之间的关系是:
式中ma和m11表示a及cfc-11的分子量,acl表示a物质分子中含cl原子数目。现在通用的是odp(w),以和工业上使用的一致。
wuebbles等人的这项工作,通过各种odp值揭示了cfcs与hcfcs对臭氧破坏能力的巨大差别,从而使世人可以通过简单的数据对比认识到哈龙和cfcs的严重危害,也建立了一种判断不同ods消耗臭氧相对能力的简单而准确的方法。
主要消耗臭氧层物质的odp值和gwp值
来源:“含氟气体与环境问题”公众号

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