Giáo dục bảo vệ môi trường trong Vật lý

III.- Một số bàI soạn vật lí tích hợp GDMT BàI 26: Thế Năng (SGS cơ bản) Sơ đồ lôgic xây dựng kiến thức Thế năng có tích hợp GDMT Thế năng trọng trường Trọng trường Định nghĩa thế năng trọng trường Biểu thức = mgz Biến thiên thế năng và công của trọng lực = (M) - (N) GDMT: Nước chảy ở nơi đất dốc Sinh công bào mòn đất, gây sạt lở (sói mòn và làm đất bạc mầu). Trồng cây chống sói mòn,… Thế năng trọng trường Thế năng đàn hồi Thế năng Bài soạn I.Mục tiêu 1.Kiến thức: Hiểu khái niệm trọng trường và biểu hiện của trọng trường. Khái niệm trọng trường đều; Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết được công thức thế năng này. Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực; Nêu được đơn vị đo thế năng; Hiểu được công thức công của lực đàn hồi, công thức tính thế năng đàn hồi. Hiểu đượớc sự biến thiên thế năng của nước trong tự nhiên có thể sinh công có ích song cũng có thể gây ra tác động có hại . 2. Kĩ năng: Vận dụng được các khái niệm trọng trường, thế năng trọng trường, công của trọng lực, thế năng đàn hồi để giải thích các hiện tượng trong đời sống và tự nhiên; Vận dụng được các công thức tính thế năng trọng trường, công thức = (M) - (N), công thức tính thế năng đàn hồi ; Giáo dục môi trường: Giải thích tác động làm sói mòn đất khi nước chảy và biện pháp khắc phục. Giải thích vai trò của cây cối trong việc chống sói mòn đất. 3. Thái độ: Quan tâm trồng cây, ý thức bảo vệ rừng. II. Chuẩn bị Giáo viên Biên soạn nội dung câu hỏi 1-4 SGK thành các câu trắc nghiệm; Dụng cụ thí nghiệm về thế năng của trọng trường, của lực đàn hồi. Chuẩn bị các hình ảnh về sói mòn đất, hình ảnh về tác dụng chống sói mòn đất của rừng (có được một đoạn video ngắn về lũ thì tốt). Học sinh Làm thí nghiệm về thế năng của lực đàn hồi; Gợi ý ứng dụng CNTT - Hình ảnh thế năng của nước trong nhà máy thuỷ điện, búa máy,…Hình ảnh về sói mòn đất, về sự tàn phá của nước lũ, về tác dụng cản lũ của rừng… Hình ảnh thế năng vật đàn hồi. III. Tổ chức các hoạt động dạy học Hoạt động 1 (… phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên -Đ ộng năng là gì? Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng? - Nhận xét câu trả lời của bạn - Cho nhận xét: Biến thiên động năng của một vật đang rơi? -Nêu câu hỏi và yêu cầu HS trả lời - Nhận xét đánh giá Hoạt động 2 (…phút): Tìm hiểu khái niệm trọng trường Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Đọc mục 1. Trọng trường và cho nhận xét về biểu hiện của trọng trường. - Lấy các ví dụ thực tế về biểu hiện của trọng trường, sự sinh công của trọng lực - Yêu cầu HS đọc mục 1. -Hướng dẫn HS tìm hiểu các khái niệm trọng lực, trọng trường, trọng trường đều; - Yêu cầu HS lấy ví dụ và nhận xét Hoạt động 3 (…phút): Thế năng trọng trường. Biểu thức tính thế năng trọng trường. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Đọc ví dụ về sự sinh công của búa máy. Tìm các ví dụ tương tự và khái quát, tự nêu được kháI niệm thê năng trọng trường. - Đọc SGK và nêu lên biểu thức tính thế năng trọng trương - Nhận xét câu trả lời của bạn. Trả lời câu hởi C3. -Yêu cầu và hướng dẫn HS đọc SGK , đưa ra các câu hỏi gợi ý. -Hướng dẫn HS đọc SGK và rút ra công thức tính thế năng trọng trường = mgz. Nhận xét câu trả lời của HS. Kết luận về thế năng trọng trường Hoạt động 4 (…phút): Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Sử dụng công thức (26.2) để tính công của trọng lực khi một vật có khối lượng m rơi tử điểm M có độ cao tới điểm N có độ cao . Phát biểu kết luận khái quát và các hệ quả. Trả lời câu hỏi C4, C5 - Yêu cầu HS đọc mục 3. và cho nhận xét; Hướng dẫn HS thảo luận. - Nhận xét các câu trả lời của HS, đưa ra kết luận Hoạt động 5 (…phút):Tích hợp GDMT sói mòn đất, sự tàn phá của nước lũ.. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Nêu các ví dụ lợi dụng thế năng dòng nước, các tác động có hại của thế năng của nước ( cối giã gạo nước, cọn nước, nhà máy thuỷ điện; sói mòn đất, sự tàn phá của nước lũ, biện pháp chống sói mòn đất và hạn chế tác hại của lũ…) -Nhận xét câu trả lời của HS, giới thiệu hình ảnh nhà máy thuỷ điện, sói mòn đất, ruộng bậc thang , vai trò của rừng. Hướng dẫn HS tự tìm hiểu thêm Hoạt động 6 (…phút): Thế năng đàn hồi. Công của lực đàn hồi. Thế năng đàn hồi Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên -Nhắc lại các hiểu biết về thế năng đàn hồi đã học ở lớp 8. Cho các ví dụ thực tế khi một vật biến dạng thì sinh công. -Đọc SGK, phát biểu công thức tính công của lực đàn hồi. - Phát biểu định nghĩa về thế năng đàn hồi, nêu biểu thức - Đặt câu hỏi để kiểm tra hiểu biết của HS về thế năng đàn hồi đã học ở lớp 8, yêu cầu HS cho ví dụ. -Yêu cầu HS phân tích hình vẽ 26.4, đọc SGK và giảI thích ý nghĩa của công thức 26.6. - Yêu cầu HS khát quát, phát biểu thế năng đàn hồi và đưa ra biểu thức tính. Hoạt động 7 (…phút): Vận dụng, củng cố Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên -Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng: a. trọng trường; b. đàn hồi. - Nhận xét câu trả lời của bạn - Nhận xét, đánh giá câu trả lời của HS. Phát biểu kết luận. Hoạt động 8 (…phút):Hướng dẫn về nhà Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Những chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau. IV. Giới thiệu một số tài liệu phục vụ GDMT Công thức đơn giản tính công suất của nhà máy thuỷ điện: công xuất của một máy thủy điện được xác định bởi chiều cao của thác nước h, lưu lượng của dòng chảy trong một đơn vị thời gian : N = . Đập thủy điện Hũa Bỡnh và một phần lũng hồ Hũa Bỡnh Hình ảnh đập nước thuỷ điện 3.Tài liệu đọc thêm Thuỷ điện và các vấn đề môi trường sinh thái Sự phỏt điện của nhà mỏy điện cũng cú thể ảnh hưởng đến mụi trường của dũng sụng bờn dưới. Thứ nhất, nước sau khi ra khỏi turbine thường chứa rất ớt cặn lơ lửng, cú thể gõy ra tỡnh trạng xối sạch lũng sụng và làm sạt lở bờ sụng. Thứ hai, vỡ cỏc turbine thường mở khụng liờn tục, cú thể quan sỏt thấy sự thay đổi nhanh chúng và bất thường của dũng chảy. Tại Grand Canyon, sự biến đổi dũng chảy theo chu kỳ của nú bị cho là nguyờn nhõn gõy nờn tỡnh trạng súi mũn cồn cỏt ngầm. Lượng oxy hoà tan trong nước cú thể thay đổi so với trước đú. Cuối cựng, nước chảy ra từ turbine lạnh hơn nước trước khi chảy vào đập, điều này cú thể làm thay đổi số lượng cõn bằng của hệ động vật, gồm cả việc gõy hại tới một số loài. Cỏc hồ chứa của cỏc nhà mỏy thuỷ điện ở cỏc vựng nhiệt đới cú thể sản sinh ra một lượng lớn khớ methane và carbon dioxide. Điều này bởi vỡ cỏc xỏc thực vật mới bị lũ quột và cỏc vựng tỏi bị lũ bị tràn ngập nước, mục nỏt trong một mụi trường kỵ khớ và tạo thành methane, một khớ gõy hiệu ứng nhà kớnh mạnh. Methane bay vào khớ quyển khớ nước được xả từ đập để làm quay turbine. Theo bản bỏo cỏo của Uỷ ban Đập nước Thế giới (WCD), ở nơi nào đập nước lớn so với cụng suất phỏt điện (ớt hơn 100 watt trờn mỗi km2 diện tớch bề mặt) và khụng cú việc phỏ rừng trong vựng được tiến hành trước khi thi cụng đập nước, khớ gas gõy hiệu ứng nhà kớnh phỏt ra từ đập cú thể cao hơn những nhà mỏy nhiệt điện thụng thường. Ở cỏc hồ chứa phương bắc Canada và Bắc Âu, sự phỏt sinh khớ nhà kớnh tiờu biểu chỉ là 2 đến 8% so với bất kỳ một nhà mỏy nhiệt điện nào. Một cỏi hại nữa của cỏc đập thuỷ điện là việc tỏi định cư dõn chỳng sống trong vựng hồ chứa. Trong nhiều trường hợp khụng một khoản bồi thường nào cú thể bự đắp được sự gắn bú của họ về tổ tiờn và văn hoỏ gắn liền với địa điểm đú vỡ chỳng cú giỏ trị tinh thần đối với họ. Hơn nữa, về mặt lịch sử và văn hoỏ cỏc địa điểm quan trọng cú thể bị biến mất, như dự ỏn Đập Tam Hiệp ở Trung Quốc, đập Clyde ở New Zealand và đập Ilisu ở đụng nam Thổ Nhĩ Kỳ.Một số dự ỏn thuỷ điện cũng sử dụng cỏc kờnh, thường để đổi hướng dũng sụng tới độ dốc nhỏ hơn nhằm tăng ỏp suất cú được. Trong một số trường hợp, toàn bộ dũng sụng cú thể bị đổi hướng để trơ lại lũng sụng cạn. Những vớ dụ như vậy cú thể thấy tại Sụng Tekapo và Sụng Pukaki. Những người tới giải trớ tại cỏc hồ chứa nước hay vựng xả nước của nhà mỏy thuỷ điện cú nguy cơ gặp nguy hiểm do sự thay đổi mức nước, và cần thận trọng với hoạt động nhận nước và điều khiển đập tràn của nhà mỏy. Việc xõy đập tại vị trớ địa lý khụng hợp lý cú thể gõy ra những thảm hoạ như vụ Đập Vajont tại í, gõy ra cỏi chết của 2001 người năm 1963. Canh tỏc ở vựng đất dốc Ruộng bậc thang ở Sa Pa . (Nguồn: Bỏch khoa toàn thư mở Wikipedia ). Bài 60. Nguyên tăc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh. Nguyên lí II nhiệt động lực học ( Vật lí 10 nâng cao) Mục tiêu: Kiến thức Biết được nguyên tăc hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh; hiểu về nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phát động, sinh công hay nhận vào ở một số máy thường gặp; Hiểu được nguyên lí II NĐLH và chiều diễn biến của các quá trình trong tự nhiên, bổ xung cho nguyên lí I NĐLH như thế nào. Phát biểu được nguyên lí II NĐLH; GDMT: HS hiểu được các chất thải và tác nhân của động cơ nhiệt và máy lạnh gây ô nhiễm môi trường. Kĩ năng Nhận biết và phân biệt được nguồn nóng, nguồn lạnh, tác nhân cùng bộ phận phat động, sinh công ra hay nhận vào ở một số máy hay gặp trong thực tế; GDMT: biết phân tích các tác động gây ô nhiễm môi trường từ các động cơ nhiệt và máy làm lạnh, các biện pháp khác phục (tiếng ồn, hiệu ứng nhà kính, vai trò của cây xanh…). Thái độ Chuẩn bị Giáo viên Một số hình vẽ trong SGK. Các tư liệu về ô nhiễm môi trường: ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm không khí, hiệu ứng nhà kính,.. Gợi ý ứng dung CNTT: Các loại động co nhiệt, máy lạnh . Một số máy nhiệt trong thực tế. Học sinh Ôn lại các kiến thức về động cơ nhiệt ở lớp 8. C. Sơ đồ xây dựng kiến thức Động cơ nhiệt Nguyên tắc hoạt động Hiệu suất Nguồn nóng Tác nhân Nguồn lạnh Sinh công A Khí thải gây ô nhiễm môi trường Động cơ nhiệt Máy lạnh Nguyên tắc hoạt động Nguồn nóng Tác nhân Nguồn lạnh Nhận công A Hiệu năng Môi chất lạnh gây ô nhiễm môi trường 2. Máy lạnh d.Tổ chức các hoạt động dạy học (Học viên nghiên cứu SGK và biên soạn) E. Tư liệu GDMT Hiệu ứng nhà kớnh (Nguồn: Bỏch khoa toàn thư mở Wikipedia) Hiệu ứng nhà kớnh Hiệu ứng nhà kớnh, xuất phỏt từ effet de serre trong tiếng Phỏp, do Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiờn đặt tờn, dựng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sỏng mặt trời, xuyờn qua cỏc cửa sổ hoặc mỏi nhà bằng kớnh, được hấp thụ và phõn tỏn trở lại thành nhiệt lượng cho bầu khụng gian bờn trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ khụng gian bờn trong chứ khụng phải chỉ ở những chỗ được chiếu sỏng.Hiệu ứng này đó được sử dụng từ lõu trong cỏc nhà kớnh trồng cõy. Ngoài ra hiệu ứng nhà kớnh cũn được sử dụng trong kiến trỳc, dựng năng lượng mặt trời một cỏch thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà ở. Hiệu ứng nhà kớnh khớ quyển Cỏc tia bức xạ súng ngắn của mặt trời xuyờn qua bầu khớ quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành cỏc bức xạ nhiệt súng dài. Một số phõn tử trong bầu khớ quyển, trong đú trước hết là điụxớt cacbon và hơi nước, cú thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thụng qua đú giữ hơi ấm lại trong bầu khớ quyển. Hàm lượng ngày nay của khớ đioxit cacbon vào khoảng 0,036% đó đủ để tăng nhiệt độ thờm khoảng 30 °C. Nếu khụng cú hiệu ứng nhà kớnh tự nhiờn này nhiệt độ trỏi đất của chỳng ta chỉ vào khoảng –15°C. Cú thể hiểu một cỏch sơ lược như sau : ta biết nhiệt độ trung bỡnh của bề mặt trỏi đất được quyết định bởi cõn bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống trỏi đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ cú súng ngắn nờn dễ dàng xuyờn qua tầng ozon và lớp khớ CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trỏi đất vào vũ trụ là bước súng dài, khụng cú khả năng xuyờn qua lớp khớ CO2 dày và bị CO2 + hơi nước trong khớ quyờn hấp thụ. Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khớ quyển bao quanh trỏi đất tăng lờn. Lớp khớ CO2 cú tỏc dụng như một lớp kớnh giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của trỏi đất trờn quy mụ toàn cầu. Bờn cạnh CO2 cũn cú một số khớ khỏc cũng được gọi chung là khớ nhà kớnh như NOx, Metan, CFC. Ở thời kỳ đầu tiờn của lịch sử trỏi đất, cỏc điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ cú thể xuất hiện vỡ thành phần của điụxớt cacbon trong bầu khớ quyển nguyờn thủy cao hơn, cõn bằng lại lượng bức xạ của mặt trời lỳc đú yếu hơn đến khoảng 25%. Cường độ của cỏc tia bức xạ tăng lờn với thời gian. Trong khi đú đó cú đủ cõy cỏ trờn Trỏi Đất, thụng qua sự quang hợp, lấy đi một phần khớ điụxớt cacbon trong khụng khớ tạo nờn cỏc điều kiện khớ hậu tương đối ổn định Khớ nhà kớnh Khớ nhà kớnh là những khớ cú khả năng hấp thụ cỏc bức xạ súng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trỏi đất khi được chiếu sỏng bằng ỏnh sỏng mặt trời, sau đú phõn tỏn nhiệt lại cho trỏi đất, gõy nờn hiệu ứng ấm. Cỏc khớ nhà kớnh chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, cỏc khớ CFC. Tỷ lệ phần trăm cỏc khớ gõy hiệu ứng nhà kớnh: CO2: 50% CFC: 20% CH4: 16% O3: 8% N2O: 6% Tỷ lệ phần trăm cỏc hoạt động của loài người làm tăng nhiệt độ trỏi đất: Sử dụng năng lượng:50% Cụng nghiệp: 24% Nụng nghiệp:13% Phỏ rừng: 14% Hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại Từ khoảng 100 năm nay con người tỏc động mạnh vào sự cõn bằng nhạy cảm này giữa hiệu ứng nhà kớnh tự nhiờn và tia bức xạ của mặt trời. Sự thay đổi nồng độ của cỏc khớ nhà kớnh trong vũng 100 năm lại đõy (điụxớt cacbon tăng 20%, mờtan tăng 90%) đó làm tăng nhiệt độ lờn 2°C. Khụng nờn nhầm lẫn hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại với việc làm tổn thất đến lớp khớ ụzụn ở tầng bỡnh lưu cũng do loài người gõy ra. Những ảnh hưởng cú thể xảy ra do hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại Phần lớn cỏc nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ cỏc khớ nhà kớnh do loài người gõy ra, hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại, sẽ làm tăng nhiệt độ trờn toàn cầu (sự núng lờn của khớ hậu toàn cầu) và như vậy sẽ làm thay đổi khớ hậu trong cỏc thập kỷ và thập niờn kế đến. Giả thuyết này bị phủ nhận bởi một số người gọi là nhà phờ bỡnh khớ hậu mà con số cỏc nhà khoa học trong họ đó giảm đi rừ rệt trong những năm vừa qua. Sau đõy là một số hậu quả liờn đới với việc thay đổi khớ hậu do hiệu ứng này cú thể gõy ra: - Cỏc nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiờu, nước cho kỹ nghệ và cho cỏc mỏy phỏt điện, và sức khỏe của cỏc loài thủy sản cú thể bị ảnh hưởng nghiờm trọng bởi sự thay đổi của cỏc trận mưa rào và bởi sự tăng khớ bốc hơi. Mưa tăng cú thể gõy lụt lội thường xuyờn hơn. Khớ hậu thay đổi cú thể làm đầy cỏc lũng chảo nối với sụng ngũi trờn thế giới. - Cỏc tài nguyờn bờ biển: Chỉ tại riờng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoỏn tăng 50 cm vào năm 2100, cú thể làm mất đi 5.000 dặm vuụng đất khụ rỏo và 4.000 dặm vuụng đất ướt. - Sức khỏe: Số người chết vỡ núng cú thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kỡ dài hơn trước. Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ cú thể đẩy mạnh cỏc bệnh truyền nhiễm. - Nhiệt độ tăng lờn làm tăng cỏc quỏ trỡnh chuyển húa sinh học cũng như húa học trong cơ thể sống, gõy nờn sự mất cõn bằng. - Lõm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn chỏy rừng dễ xảy ra hơn. - Năng lượng và vận chuyển: Nhiệt độ ấm hơn tăng nhu cầu làm lạnh và giảm nhu cầu làm núng. Sẽ cú ớt sự hư hại do vận chuyển trong mựa đụng hơn, nhưng vận chuyển đường thủy cú thể bị ảnh hưởng bởi số trận lụt tăng hay bởi sự giảm mực nước sụng. - Xa hơn nữa nếu nhiệt độ của quả đất đủ cao thỡ cú thể làm tan nhanh băng tuyết ở Bắc Cực và Nam Cực và do đú mực nước biển sẽ tăng quỏ cao, cú thể dẫn đến nạn hồng thủy. Cỏc nỗ lực hiện tại để giảm trừ Hiệu ứng nhà kớnh nhõn loại Một trong những cố gắng đầu tiờn của nhõn loại để giảm mức độ ấm dần do khớ thải kỹ nghệ là việc cỏc quốc gia đó tham gia bàn thảo và tỡm cỏch kớ kết một hiệp ước cú tờn là Nghị định thư Kyoto. Tuy nhiờn, hiệp ước này khụng được một số nước cụng nhận, trong đú quan trọng nhất là Mỹ với lớ do là hiệp định này cú khả năng gõy tổn hại cho sự phỏt triển kinh tế của Hoa Kỳ. Tuy nhiờn, về phớa nội bộ nước Mỹ và cỏc nước tiờn tiến khỏc, nhiều nỗ lực để giảm khớ độc mà chủ yếu thải ra từ xe mỏy nổ và cỏc nhà mỏy kỹ nghệ đó được ỏp dụng khỏ mạnh mẽ. Ở Hoa Kỳ, hầu hết cỏc tiểu bang đều cú luật bắt buộc cỏc phương tiện giao thụng dựng động cơ nổ phải cú giấy chứng nhận qua được cỏc thử nghiệm định kỡ về việc đạt tiờu chuẩn nhả khúi của hệ thống xe. Sự suy giảm ụzụn (Nguồn: Bỏch khoa toàn thư mở Wikipedia) Hỡnh chụp lỗ thủng ụzụn lớn nhất ở Nam Cực từ trước đến nay vào thỏng 9 năm 2000. Sự suy giảm tầng ụzụn là hiện tượng giảm lượng ụzụn trong tầng bỡnh lưu. Từ năm 1979 cho đến năm 1990 lượng ụzụn trong tầng bỡnh lưu đó suy giảm vào khoảng 5%. Vỡ lớp ụzụn ngăn cản phần lớn cỏc tia cực tớm cú hại khụng cho xuyờn qua bầu khớ quyển Trỏi đất, sự suy giảm ụzụn đang được quan sỏt thấy và cỏc dự đoỏn suy giảm trong tương lai đó trở thành một mối quan tõm toàn cầu, dẫn đến việc cụng nhận Nghị định thư Montreal hạn chế và cuối cựng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất cỏc hợp chất cỏcbon của clo và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như cỏc chất húa học gõy suy giảm tầng ụzụn khỏc như tetraclorit cỏcbon, cỏc hợp chất của brụm (halon) và methylchloroform. Sự suy giảm ụzụn thay đổi tựy theo vựng địa lý và tựy theo mựa. Lỗ thủng ụzụn dựng để chỉ sự suy giảm ụzụn nhất thời hằng năm ở hai cực Trỏi đất, những nơi mà ụzụn bị suy giảm vào mựa Xuõn (cho đến 70% ở 25 triệu km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tỏi tạo trở lại vào mựa hố. Nồng độ clo tăng cao trong tầng bỡnh lưu, xuất phỏt khi cỏc khớ CFC và cỏc khớ khỏc do loài người sản xuất ra bị phõn hủy, chớnh là nguyờn nhõn gõy ra sự suy giảm này. Trong cỏc thảo luận chớnh trị cụng khai "suy giảm tầng ụzụn" đồng nghĩa với lý thuyết cho rằng xu hướng suy giảm ụzụn toàn cầu, được gõy ra vỡ thải cỏc khớ CFC, sẽ tạo điều kiện cho cỏc bức xạ cực tớm đến mặt đất nhiều hơn. Cường độ gia tăng của cỏc bức xạ cực tớm đang được nghi ngờ chớnh là nguyờn nhõn gõy ra nhiều hậu quả trong sinh học, thớ dụ như gia tăng cỏc khối u ỏc tớnh, tiờu hủy cỏc sinh vật phự du trong tầng cú ỏnh sỏng của biển. Tạo thành ụzụn ễzụn trong bầu khớ quyển được tạo thành khi cỏc tia cực tớm chạm phải cỏc phõn tử ụxy (O2), chứa hai nguyờn tử ụxy, tạo thành hai nguyờn tử ụxy đơn, được gọi là ụxy nguyờn tử. ễxy nguyờn tử kết hợp cựng với một phõn tử ụxy tạo thành ụzụn (O3). Phõn tử ụzụn cú hoạt tớnh cao, khi bị tia cực tớm chạm phải, lại tỏch ra thành phõn tử ụxy và một ụxy nguyờn tử, một quỏ trỡnh liờn tục gọi là chu kỳ ụxy-ụzụn. Trước khi bắt đầu xu hướng suy giảm ụzụn, lượng ụzụn trong tầng bỡnh lưu được giử ổn định nhờ vào cõn bằng giữa tạo thành và phõn hủy cỏc phõn tử ụzụn nhờ vào tia cực tớm. Phõn hủy ụzụn ễzụn cú thể bị phỏ hủy bởi cỏc nguyờn tử clo, flo hay brụm trong bầu khớ quyển. Cỏc nguyờn tố này cú trong một số hợp chất bền nhất định, đặc biệt là chlorofluorocacbon (CFC), đi vào tầng bỡnh lưu và được giải phúng bởi cỏc tia cực tớm. Quan trọng nhất là cỏc nguyờn tử clo được tạo thành như thế sẽ trở thành chất xỳc tỏc hủy diệt cỏc phõn tử ụzụn trong một chu kỳ khộp kớn. Trong chu kỳ này, một nguyờn tử clo tỏc dụng với phõn tử ụzụn, lấy đi một nguyờn tử ụxy (tạo thành ClO) và để lại một phõn tử ụxy bỡnh thường. Tiếp theo, một ụxy nguyờn tử tự do sẽ lấy đi ụxy từ ClO và kết quả cuối cựng là một phõn tử ụxy và một nguyờn tử clo, bắt đầu lại chu kỳ. Một nguyờn tử clo đơn độc sẽ phõn hủy ụzụn mói mói nếu như khụng cú cỏc phản ứng khỏc mang nguyờn tử clo ra khỏi chu kỳ này bằng cỏch tạo nờn cỏc nguồn chứa khỏc như axớt clohydric và clo nitrat (ClONO2). Phản ứng của nguyờn tử clo trong cỏc nguồn chứa này thụng thường chậm nhưng được gia tăng khi cú cỏc đỏm mõy tầng bỡnh lưu ở địa cực, xuất hiện trong mựa Đụng ở Nam Cực, dẫn đến chu kỳ tạo thành lỗ thủng ụzụn theo mựa. Cỏc nguyờn nhõn của lỗ thủng ụzụn Lỗ thủng ụzụn Nam Cực là phần của tầng bỡnh lưu Nam Cực mà mức độ ụzụn hiện tại đó giảm xuống chỉ cũn 33% so với cỏc trị trước năm 1975. Lỗ thủng ụzụn xuất hiện vào mựa xuõn ở Nam Cực, từ thỏng 9 cho đến đầu thỏng 12, khi giú tõy mạnh bắt đầu thổi tuần hoàn trờn lục địa và tạo thành bầu chứa khớ quyển. Trong cỏc "giú xoỏy địa cực" này, hơn 50% ụzụn vựng phớa dưới của tầng bỡnh lưu bị phõn hủy trong mựa xuõn. Ánh sỏng mặt trời ở cỏc vựng địa cực dao động nhiều hơn ở cỏc nơi khỏc và trong ba thỏng mựa Đụng hầu như là tối tăm khụng cú bức xạ mặt trời. Nhiệt độ khụng khớ ở vào khoảng -80°C hay lạnh hơn gần như trong suốt mựa Đụng đó tạo nờn cỏc đỏm mõy ở tầng bỡnh lưu trờn địa cực. Cỏc phần tử của những đỏm mõy này bao gồm axớt nitric hay nước đúng băng tạo nờn bề mặt cho cỏc phản ứng húa học gia tăng tốc độ phõn hủy cỏc phõn tử ụzụn. Như đó giải thớch ở phần trờn, nguyờn nhõn chớnh của giảm sỳt ụzụn ở Nam Cực và cỏc nơi khỏc là sự hiện diện của cỏc khớ gốc cú chứa clo (trước nhất là cỏc CFC và cỏc hợp chất clo với cỏc bon liờn quan) bị phõn giải khi cú tia cực tớm tạo thành cỏc nguyờn tử clo trở thành chất xỳc tỏc phõn hủy ụzụn. Sự giảm sỳt ụzụn do clo là chất xỳc tỏc cú thể xảy ra ở trạng thỏi khớ nhưng sẽ tăng đột ngột khi cú sự hiện diện của cỏc đỏm mõy tầng bỡnh lưu trờn địa cực. Cỏc quỏ trỡnh quang húa tham gia tuy phức tạp nhưng đó được tỡm hiểu tốt. Quan sỏt chủ yếu là thụng thường phần lớn cỏc clo trong tầng bớnh lưu ở trong cỏc "hợp chất chứa" bền, chủ yếu là cỏc hydro clorua (HCl) và clo nitrat (ClONO2). Mặc dự vậy trong mựa Đụng và Xuõn Nam Cực cỏc phản ứng trờn bề mặt của cỏc phần tử mõy chuyển húa cỏc hợp chất chứa này trở lại thành cỏc gốc tự do cú hoạt tớnh cao, Cl và ClO. Cỏc đỏm mõy cũng cú thể lấy đi NO2 từ khớ quyển bằng cỏch biến đổi chỳng thành axớt nitric, ngăn khụng cho ClO vừa được tạo thành cú thể bị biến đổi trở lại ClONO2. Ánh sỏng cực tớm gia tăng trong mựa xuõn tạo cho cỏc hợp chất clo phản ứng hủy diệt trờn 17% ụzụn trong khi cỏc hợo chất brụm làm giảm sỳt thờm 33%. Vai trũ của ỏnh sỏng mặt trời trong giảm sỳt ụzụn chớnh là lý do tại sao giảm sỳt ụzụn ở Nam Cực lớn nhất vào mựa xuõn. Trong mựa Đụng, mặc dự cú nhiều mõy nhất, khụng cú ỏnh sỏng trờn địa cực để thỳc đẩy cỏc phản ứng húa học. Phần lớn cỏc ụzụn bị phỏ hủy ở phớa dưới của tầng bỡnh lưu đối ngược với việc giảm sỳt ụzụn ớt hơn rất nhiều thụng qua cỏc phản ứng thể khớ đồng nhất xảy ra trước hết là ở phớa trờn của tầng bỡnh lưu. Nhiệt độ sưởi ấm vào cuối Xuõn phỏ vỡ cỏc giú xoỏy vào trung tuần thỏng 12. Khi ấm lờn, khụng khớ giàu ụzụn bay về cỏc vĩ độ thấp, cỏc đỏm mõy tầng bỡnh lưu bị phỏ hủy, cỏc quỏ trỡnh làm giảm sỳt ụzụn ngưng lại và lỗ thủng ụzụn được hàn gắn trở lại. Hậu quả của giảm sỳt ụzụn Vỡ tầng ụzụn hấp thụ tia cực tớm từ mặt trời, giảm sỳt tầng ụzụn dự đoỏn sẽ tăng cường độ tia cực tớm ở bề mặt Trỏi Đất, cú thể dẫn đến nhiều thiệt hại bao gồm cả gia tăng bệnh ung thư da. Đấy là lý do dẫn đến Nghị định thư Montreal. Mặc dự cỏc giảm sỳt của ụzụn ở tầng bỡnh lưu gắn liền với cỏc CFC và cú nhiều lý lẽ trờn lý thuyết để tin rằng giảm sỳt ụzụn sẽ dẩn đến tăng tia cực tớm trờn bề mặt Trỏi Đất, chưa cú nhiều quan sỏt trực tiếp chứng minh liờn hệ giữa giảm sỳt ụzụn và gia tăng tỷ lệ phỏt bệnh ung thư da ở con người. Gia tăng tia cực tớm vỡ lỗ thủng ụzụn Mặc dầu chỉ là một thành phần nhỏ của khớ quyển, ụzụn cú vai trũ chớnh trong việc hấp thụ phần lớn tia bức xạ cực tớm. Lượng bức xạ cực tớm xuyờn qua lớp ụzụn giảm theo hàm mũ với độ dầy đặc của lớp ụzụn. Do đú việc giảm ụzụn trong khụng khớ được dự đoỏn sẽ cho phộp tăng mức độ cỏc tia cực tớm ở gần mặt đất một cỏch đỏng kể. Việc tăng cỏc bức xạ của tia cực tớm trờn bề mặt Trỏi Đất vỡ lỗ thủng ụzụn chỉ cú thể suy ra một phần từ cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn di chuyển nhưng chưa cú thể tớnh toỏn từ cỏc đo lường trực tiếp vỡ thiếu cỏc dữ liệu lịch sử (thời kỳ trước lỗ thủng) đỏng tinh cậy của tia cực tớm mặc dự cú nhiều chương trỡnh mới đo lường quan sỏt tia cực tớm trờn bề mặt. Bởi vỡ cũng chớnh những tia cực tớm chiếm vị trớ đầu tiờn trong việc tạo thành ụzụn trong lớp ụzụn ở tầng bỡnh lưu bằng ụxy, giảm bớt ụzụn ở tầng bỡnh lưu sẽ tạo ra xu hướng gia tăng cỏc quỏ trỡnh quang húa sản xuất ụzụn ở tầng thấp hơn (tầng đối lưu). Cỏc tỏc động sinh học do tăng cường tia cực tớm Mối quan tõm chớnh của dư luận về lỗ thủng ụzụn là cỏc tỏc động của ụzụn đến sức khỏe con người. Khi lỗ thủng ụzụn trờn Nam Cực tăng to đến mức bao phủ cỏc phần phớa nam của Úc và New Zealand, những người bảo vệ mụi trường lo rằng cỏc tia cực tớm trờn bề mặt Trỏi Đất cú thể gia tăng đỏng kể. Cỏc tia bức xạ cực tớm cú năng lượng cao được hấp thụ bởi ụzụn được cụng nhận chung là một yếu tố tham gia tạo thành cỏc khối u ỏc tớnh (ung thư da). Thớ dụ như theo một nghiờn cứu, tăng 10% cỏc tia cực tớm cú năng lượng cao được liờn kết với tăng 19% cỏc khối u ỏc tớnh ở đàn ụng và 16% ở phụ nữ. Cho đến nay thõm thủng ụzụn ở phần lớn cỏc địa điểm