臭氧层.doc

臭氧层是指大气层[1]的平流层[2]中臭氧[3] 浓度相对较高的部分,其主要作用是吸收短波紫外线[4]。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气, 把它分为两个原子, 然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。臭氧分子不稳定,紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子,形成一个继续的过程臭氧氧气循环,如此产生臭氧层。自然界中的臭氧层大多分布在离地 20 — 50 千米的高空。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造。 2011 年 11月1 日,日本气象厅发布的消息说, 该机构今年以来测到的南极上空臭氧层空洞[5] 面积的最大值超过去年, 已相当于过去 10 年的平均水平。其一臭氧层在地球上空形成一把"保护伞",它将太阳光中 99 %的紫外线过滤掉, 这对于地球上生命的生存十分重要。过量的紫外线会使人和动物免疫力下降, 最明显的表现是皮肤癌的发病率增高,甚至于使动物和人眼睛失明。植物的和微生物会因为承受不了紫外线的强烈照射而死亡。在海洋中直接受到侵害的是浮游生物,海洋中的浮游生物可以大量吸收温室气体。如此,会形成恶性循环。浮游生物的死亡又会产生连锁反应,使海洋中的其它生物相继死亡,并最终将影响到人类的活动。地球上的一切生物离开太阳光就没有生命。太阳光是由可见光、紫外线、红外线三部分组成。进入大气层的太阳光( 包括紫外线)有 55 %可穿过大气层照射到大地与海洋, 其中 40 %为可见光,它是绿色植物光合作用的动力; 5 %是波长 100 ~ 400 纳米的紫外线,而紫外线又分为长波、中波、短波紫外线, 长波紫外线能够杀菌。但是波长为 200 ~ 315 纳米的中短波紫外线对人体和生物有害。当它穿过平流层时, 绝大部分被臭氧层吸收。因此, 臭氧层就成为地球一道天然屏障,使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。其二为加热作用, 臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气, 由于这种作用大气温度结构在高度 50km 左右有一个峰, 地球上空 15 ~ 50km 存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气,所以也就不存在平流层。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响,这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为温室气体的作用,在对流层上部和平流层底部,即在气温很低的这一高度, 臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少,则会产生使地面气温下降的动力。因此,臭氧的高度分布及变化是极其重要的。于臭氧层变化及破坏的原因, 一般认为, 太阳活动引起的太阳辐射强度变化, 大气运动引起的大气温度场和压力场的变化以及与臭氧生成有关的化学成分的移动、输送都将对臭氧的光化学平衡产生影响, 从而影响臭氧的浓度和分布。而化学反应物的引人, 则将直接地参与反应而对臭氧浓度产生更大的影响。人类活动的影响, 主要表现为对消耗臭氧层物质的生产、消费和排放方面。大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏。在所有与臭氧起反应的物质中,最简单而又最活泼的是含碳、氢、氯和氮几种元素的化学物质,如氧化亚氮( N2O )、水蒸汽( H2O )、四氯化碳( CH4 )、甲烷( CH4 ) 和现在最受重视的氯氟烃( CFC ) 等。这些物质在低层大气层正常情况下是稳定的, 但在平流层受紫外线照射活化后, 就变成了臭氧消耗物质。这种反应消耗掉平流层中的臭氧, 打破了臭氧的