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 臭氧层空洞

高玄铭
2017-09-25 8 侵权/举报
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 臭氧层空洞

臭氧层,是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,其主要作用是吸收短波紫外线。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。1998年10月6日,美国国家航空航天局发布卫星照片显示南极上空臭氧层洞不断扩大。

表面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(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,人们称之为臭氧层。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。臭氧(O3)是氧元素的同素异形体,它的化学性质十分活泼,很容易跟其他物质发生化学反应。实际上,在臭氧层内,臭氧的形成是众多物质参与,一系列化学反应达到化学平衡的结果。臭氧在遇到H、OH、NO、Cl、Br

时,就会被催化,加速分解为O2。氯氟烃之所以被认为是破坏臭氧层的物质就是因为它们在在太阳辐射下分解出Cl和Br原子。

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300μm以下的紫外线,主要是一部分UV—B(波长290,300μm)和全部的UV—C(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能够到达地面,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51%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

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