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|国际臭氧层保护日：为保护地球“卫士”而行动


|国际臭氧层保护日：为保护地球“卫士”而行动
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你知道吗 ， 今天是第26个国际臭氧层保护日 。 关于臭氧层 ， 你了解多少呢？
臭氧是什么？
臭氧是氧气的一种同素异形体 ， 它的分子由3个氧原子组成 ， 比普通氧分子多了1个氧原子 。 臭氧在大气中的含量占比十分微小 ， 仅一亿分之一 。
臭氧的分布量并不统一 ， 垂直和水平分布都不相同 。 臭氧在近地面的含量很少 ， 主要分布在10~50千米的平流层区域 ， 我们将这一集中分布区称为臭氧层 。 从10千米处开始 ， 含量伴随高度逐渐增加 ， 12~15千米以上增加较为显著 ， 在20~30千米处达到最大值 ， 再往上 ， 含量开始逐渐减少 ， 在55~60千米处就极少了 。
在水平方向上 ， 赤道和低纬度的臭氧含量最小 ， 随着纬度的增高 ， 臭氧含量不断增加 。 臭氧还存在季节变化和日变化 ， 在北半球高纬度地区 ， 春季臭氧含量最大 ， 秋季最小 。
臭氧层是如何形成的？
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臭氧层中的臭氧主要来源于紫外线 ， 紫外线分为长、中、短三种波段 。 当大气中的氧气分子受到短波段紫外线的照射时 ， 氧分子就会分解 ， 变成原子状态 。
氧原子的不稳定性极强 ， 极易与其他物质发生反应 ， 而臭氧形成后 ， 由于其比重大于氧气 ， 会逐渐向臭氧层的低层下降 ， 在下降过程中随着温度的变化 ， 臭氧不稳定性愈趋明显 ， 再受到长波紫外线的照射 ， 会再度还原为氧分子 。
如此 ， 臭氧层便保持了氧气与臭氧相互转换的动态平衡 ， 在大气中形成了一个较为稳定的臭氧层 。
臭氧层有什么作用？
第一 ， 保护作用 。 中短波段紫外线对人体和生物是有害的 ， 尤其是240~290纳米的紫外区段 ， 对生命的本体物质核酸和蛋白质有严重的破坏作用 。 而臭氧层吸收了来自太阳99％的高强度紫外辐射 ， 这样就给地球加盖了一道天然的保护屏障 ， 使地球上的生物免受来自紫外线的伤害 ， 更好地生存繁衍 。
第二 ， 加热作用 。 臭氧能吸收太阳光中的紫外线 ， 同时将其转换为热能加热大气 ， 这种加热作用使大气温度结构在50千米左右有一个峰 ， 地球上空15~50千米处存在着升温层 ， 正因有臭氧才有平流层的存在 。 而臭氧的高度分布情况 ， 也使得大气的温度结构对大气的循环具有重要的影响 。
第三 ， 温室气体作用 。 在对流层上部和平流层底部 ， 即气温很低的高度 ， 臭氧同样具有重要作用 ， 能一定程度上保持气温恒定 ， 防止地面气温下降 。
臭氧层破坏会造成哪些后果？
如果臭氧量减少、臭氧层被破坏 ， 会对人类自身以及生存环境造成严重后果 。
首先 ， 臭氧层破坏会使到达地面的紫外线辐射大幅增加 ， 尤其是中波段辐射 。 紫外线对人体的危害很大 ， 会伤害人类的皮肤、眼睛及免疫系统 。 免疫系统一旦被破坏 ， 患呼吸道系统疾病的几率就会增大 ， 皮肤癌和白内障的发病率也会增加 。 如果臭氧层中的臭氧含量减少10％ ， 会使地面不同地区的紫外辐射增加19~22％ ， 而因此导致的皮肤癌发病率将会增加15~25％ 。
其次 ， 过量的紫外线会影响植物的光合作用 ， 造成农作物减产 ， 还可能导致某些生物物种发生突变 。
再次 ， 过量的紫外线还会使塑料等高分子材料更加容易老化和分解 ， 产生光化学污染 。
保护臭氧层为何刻不容缓？
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卫星图像监测到的南极圈臭氧浓度影像 ， 蓝色及紫色部分代表该地区臭氧浓度较低 。 （图片来源：NASA）
20世纪80年代 ， 科学家发现了南极上空的臭氧层空洞 。 研究发现 ， 造成臭氧层被破坏的主要原因是人类大量使用了制冷剂、发泡剂、喷射剂等含有消耗臭氧层物质的化学制品 ， 这些制品中有大量含有卤族元素的化合物 ， 例如氟利昂 ， 氟利昂的化学性质非常稳定 ， 当被排放后 ， 绝大部分会积存在空气中 ， 随着大气环流进入高空的平流层 ， 经过光解分离出氯原子 。 氯原子对臭氧的杀伤性极大 ， 对臭氧层构成了严重威胁 。 臭氧层一旦被破坏 ， 需要几十年的时间才能恢复 。


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