Tầng ozone: suy giảm và phục hồi – tia UV, CFC, lỗ thủng ozone và Nghị định thư Montreal

Tầng ozone ở tầng bình lưu (khoảng 15–35 km) hấp thụ gần hết tia UV-C và phần lớn tia UV-B của Mặt Trời. Mô phỏng tính lượng tia UV tới mặt đất theo định luật Beer – Lambert với tiết diện hấp thụ thật của ozone, rồi tính chỉ số UV. Màn Chlorine mô phỏng các phân tử trong một hộp không khí: tia UV làm vỡ CFC, nguyên tử chlorine phá huỷ ozone theo chu trình xúc tác Cl + O₃ → ClO + O₂, ClO + O → Cl + O₂ và được trả lại sau mỗi vòng. Màn Lỗ thủng ozone và Nghị định thư Montreal dùng mô hình đơn giản hoá, khớp với số liệu đánh giá tầng ozone của WMO/UNEP. Học sinh kéo cột ozone và độ cao Mặt Trời rồi bấm Ghi để lập bảng chỉ số UV; thả phân tử CFC hoặc N₂O vào hộp và bấm Chạy 60 giây mô hình để đếm số ozone bị phá huỷ trên mỗi nguyên tử; chọn năm, bán cầu, kịch bản và bấm Chạy để xem lỗ thủng ozone mở và đóng trong một mùa; kéo vạch năm trên đồ thị Nghị định thư Montreal để so sánh ba kịch bản. Ba nhiệm vụ tự kiểm tra: tìm cột ozone cho chỉ số UV 11, năm lỗ thủng lần đầu vượt 10 triệu km² và năm chlorine trên châu Nam Cực trở lại mức năm 1980. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao cột ozone giảm một nửa thì chỉ số UV tăng hơn gấp đôi? – Vì sao vài nguyên tử chlorine phá huỷ được rất nhiều phân tử ozone? – Vì sao lỗ thủng ozone sâu hơn nhiều ở châu Nam Cực so với Bắc Cực và chỉ xuất hiện vào mùa xuân?