臭氧层如何构成?

臭氧层如何构成?
臭氧层如何构成?

臭氧层如何构成?
如果说中国古代的神话传说女娲补天有杞人忧天之嫌,本世纪的"补天"则是千真万确的全球联动.70年代以来,在欧洲的维也纳,加拿大的蒙特利尔,亚洲的北京,从联合国的高级官员、获诺贝尔奖的科学家,到各国的政府首脑,不同肤色、不同国籍的人们都在为一个共同的使命而奔走努力：保护臭氧层,为了地球上的生命…… 天上出现臭氧洞 人类健康受威胁 在距地球11公里-45公里的大气中,90％以上的臭氧分子富集于此,构成了厚厚的臭氧层.它像一把保护伞,挡住了来自太阳的紫外线.可是,据报道,80年代初,科学家发现,南极上空的臭氧变得越来越稀薄,并形成一个空洞.臭氧空洞逐渐扩大,最大时达2720万平方公里,超过欧洲面积的两倍,南半球一些有人居住的地区暴露在太阳紫外线的直射之下.此外,北极、青藏高原上空也出现臭氧洞,欧洲和其他高纬度地区的臭氧层均遭受不同程度的破坏…… 地球失去臭氧层后,会发生什么严重后果?科学家们的研究结果令人震惊：臭氧层被大量破坏后,到达地球的紫外线明显增加,将给人类及其它生物带来一连串的损害.科学实验证明,紫外线会损伤角膜和眼晶体,引发白内障、眼球晶体变形.据分析,平流层的臭氧减少10％,全球白内障的发病率将增加6％-8％,因白内障而引起失明的人数将增加到10万到15万人.紫外线的增加会诱发巴塞尔皮肤瘤、鳞状皮肤瘤和恶性黑瘤.臭氧浓度下降10％,恶性皮肤瘤的发病率将增加26％.此外,人类存在于皮肤中的免疫功能也会因紫外线的强烈辐射而受损伤,人体抵抗疾病的能力大大降低,大量疾病会乘虚而入.臭氧层的破坏也将给陆地和海洋生态系统带来同样的厄运：豆类、瓜类等农作物的质量和产量都会程度不同地下降,海洋浮游生物及浅海鱼类也会减少…… 除去上述已经确定的危害外,臭氧层的破坏所产生的其它不良影响尚在研究之中.由于地球生态系统是一个环环相扣的整体,任何一个子系统的破坏都会引发难以预料的连锁反应.这样,严峻的问题就摆到了我们的面前,敦促我们携起手来,为了一个坚定的目标--恢复臭氧层的原貌而贡献自己的一份力量.保护臭氧层 全球共"补天" 是谁破坏了臭氧层?1974年,美国科学家莫里纳和罗兰德宣布,氟氯碳（俗称氟利昂）中的氯原子和哈龙物质中的溴原子是破坏臭氧层的元凶.他们和另外一位科学家因其先驱性的贡献而被授予1995年诺贝尔化学奖.这一发现令陶醉于自己智慧的人类十分尴尬：被大量使用的制冷剂、发泡剂、灭火剂、干燥剂、清洗剂及发胶中的氟利昂、哈龙等原来是消耗臭氧层的物质（ODS）!本世纪30年代,含氟的制冷剂被研究发明后在美国进入商业化生产,前苏联、日本和欧洲各国也不甘落后,氟利昂的应用范围也由制冷剂扩展到发泡剂和气雾剂,其产量与日俱增.到1974年,全球氟利昂的产量已达到80多万吨.1986年全球ODS的年消费量已高达100多万吨!看来,还是人类自己使自己陷入了眼下的尴尬境地.正是人类为了满足自己眼前一时的物质需要,而不惜以破坏其赖以生存的自然环境为代价,生产了诸如氟利昂、哈龙之类的有害物质,最终导致了我们今天所不愿看到的结果.令人欣慰的是,越来越多的人已经或正在自发地行动起来,为了自身的健康,为了子孙后代的幸福而不遗余力地努力着.在国际社会的共同努力下,1985年《保护臭氧层维也纳公约》签署；1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》生效.根据"共担责任但又有区别"的原则,联合国对发达国家和发展中国家提出了消耗臭氧层物质使用的时间限制,并建立了旨在帮助发展中国家履约的多边基金.由此,ODS的生产和消费量得以逐年减少,臭氧空洞的扩大得到了有效的控制.目前,"保护臭氧层就是保护人类自己"的意识已逐渐深入人心,人们响应号召,积极行动,争相贡献自己的一份力量.如今,在大中城市,无氟冰箱、无氟空调正成为市民们的首选,人们以自己的实际行动推动着社会生产逐步走人良性循环之中.那么,怎样去做,才能使我们得以用最小的代价换来最大的收获呢?这就要求我们掌握科学的方法,通过正确的途径展开行动.保护臭氧层,你能做些什么?爱护臭氧层,要求我们每个人都采取实际行动去少用或者不用对臭氧层有损害的氟氯碳、哈龙、氯氟烃、甲基溴等物质,因为使用包含这些物质的产品会导致对臭氧层的消耗.下面列举在日常生活中含有消耗臭氧层物质或生产中使用这些物质的物品：冰箱、空调等制冷设备（包括家电、运输制冷、工商制冷）、泡沫（大量存在于沙发、一次性发泡餐盒、汽车内饰发泡件、保温喷涂）、灭火剂、气雾剂（摩丝、杀虫剂、外用药喷雾剂）、清洗剂、膨胀烟丝等.以下是有助于保护臭氧层的个人行为：爱护臭氧层的消费者购买带有"无氯氟化碳"标志的产品； 爱护臭氧层的一家之主合理处理废旧冰箱和电器,在废弃电器之前,除去其中的氟氯化碳和氟氯烃制冷剂； 爱护臭氧层的农民不用含甲基溴的杀虫剂,在有关部门的帮助下,选用适合的替代品,如果还没有使用甲基溴杀虫剂就不要开始使用它； 爱护臭氧层的制冷维修师确保维护期间从空调、冰箱或冷柜中回收的冷却剂不会释放到大气中,做好常规检查和修理泄漏；

面15-25公里的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。这就是大多数人对臭氧的全部认识。人类真正认识臭氧还是在150多年以前，由德国化学家先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN（意为“难闻”），由此将其命名为OZONE（臭氧）。...

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面15-25公里的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。这就是大多数人对臭氧的全部认识。人类真正认识臭氧还是在150多年以前，由德国化学家先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN（意为“难闻”），由此将其命名为OZONE（臭氧）。 自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道，太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O)，与碳（C）反应生成二氧化碳（C02）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。 在这么广大的区域内到底有多少臭氧呢？估计小于大气的十万分之一。如果把大气中所有的臭氧集中在一起，仅仅有三公分薄的一层。那么，地球表面是否有臭氧存在呢？回答是肯定的。太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面。尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多，存在比较丰富的臭氧。 此外，雷电作用也产生臭氧，分布于地球的表面。正因为如此，雷雨过后，人们感到空气的清爽，人们也愿意到郊外的森林、山间、海岸去吮吸大自然清新的空气，享受自然美景的同时，让身心来一次爽爽快快的“洗浴”，这就是臭氧的功效，所以有人说，臭氧是一种干净清爽的气体。（臭氧有极强的氧化性，少量的臭氧会使人感到精神振奋；但过强的氧化性也使其具有杀伤作用，详见自由基）。 臭氧层的作用 大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以 下的紫外线，主要是一部分UV—B(波长290～300μm)和全部的UV—B(波长＜290μm＝，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍 。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。 臭氧是无色气体，有特殊臭味，因此而得名“臭氧”。由太阳飞出的带电粒子进入大气层，使氧分子裂变成氧原子，而部分氧原子与氧分子重新结合成臭氧分子。距地面15～50千米高度的大气平流层，集中了地球上约90％的臭氧，这就是“臭氧层”。 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。然而，近10多年来，地球上的臭氧层正在遭到破坏。 臭氧层的测量 臭氧的测量包括铅直气柱中臭氧总量的测量和臭氧浓度铅直分布的测量两种。测量方法分直接法和间接法：前者对臭氧进行采样分析；后者在臭氧层外进行测量，大都用光谱分析方法。臭氧测量结果，除采用通常的单位表示外，还用多布森单位，记为DU，它等于千分之一厘米（标准状态臭氧层厚）。 臭氧间接测量法：光谱分析法是观测穿过大气层的太阳直射光或散射光的光谱，然后计算出臭氧含量及其铅直分布。在臭氧吸收带中（见大气臭氧层），太阳直射光或散射光穿过大气层，受到臭氧分子的吸收，并受到气体分子和气溶胶粒子的散射。波长为λ的单色太阳光，通过大气层时辐射强度的削弱服从比尔定律。测量臭氧的常用光学仪器有多布森分光光度计和M-83滤光片臭氧仪。多布森分光光度计被认为是测量臭氧的标准仪器。其他类型的仪器都必须定期用它校准。M-83滤光片臭氧仪主要在苏联和欧洲的部分国家使用。用气象卫星也可以测得全球臭氧的分布。如雨云4号卫星上用后向散射紫外光谱仪(BUV)和红外干涉光谱仪(IRIS)进行大气臭氧的观测。前者测量大气对太阳光的后向紫外散射，它接收2500～3400埃中12个波段的紫外光谱，由此反演出大气臭氧含量全球的分布；后者除了测量大气温度和湿度外,还测量大气臭氧（9.6微米波段，在此波段中接收 4个波长的辐射）。将这两种光谱仪结合起来，可以探测大气臭氧浓度随高度的分布，例如在雨云 6号卫星上，有临边辐射反演辐射仪(LRIR)，它接收大气臭氧9.6微米辐射带的信息,用辐射传输方程反演，可获得臭氧的铅直分布。 臭氧直接测量法 用电化学或化学发光方法测量臭氧含量，可不受大气透明度和天气条件的限制，白天或黑夜均可进行观测。 臭氧测量方法各有优缺点，常常要用多种方法互相补充，互相比较，以求获得完整可靠的资料。 臭氧层的破坏 1、原因：地球上有一层保护膜，存在于包围在地球的大气中，就是臭氧层，臭氧层会将紫外线挡在地球外面，保护地球上的生物不会受到伤害。人类制造了大量会破坏臭氧层的物质，使地球南北极的臭氧层受到破坏。 2、影响：臭氧层被破坏造成地球紫外线增加，紫外线会破坏包括DNA在内的生物分子，增加罹患皮肤癌、白内障的机率，而且和许多免疫系统疾病有关。海洋中的浮游生物受致命的影响，海洋生态系统受破坏。农作物减产。加强温室效应。 3、我们应该做的事：氟氯碳化物的使用，购买冷气、冰箱、汽车、喷雾剂等，应选购不含氟氯碳化物的产品。 4、补充资料：大气中的臭氧绝大部分都集中在离地面大约25~30公里的上平流层中，称为“臭氧层”。名虽为一层，但实际上臭氧分布各地并不均匀，而且大气中臭氧的总含量非常少，尚不到1ppm。这极薄的一层臭氧，对於地球上的生命非常常重要，因为臭氧能吸收阳光中的紫外线，将这些波长很短，而且有致命危险的辐射线，转换成热能，只有极少量能到达地表。

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