十万个为什么|臭氧层是如何保护地球生命的?

2018-03-06 10:04  来源:科普中国网

  氧气分子由2个氧原子组成,而氧气的“兄弟”臭氧则由3个氧原子组成,且有一种特殊的“臭”味。臭氧在大气中含量很少,是一种“痕量气体”,主要分布在离地面20~30千米的臭氧层里。在1个标准大气压和0℃的情况下,如果把大气中的臭氧全部收集起来,全球的平均累积厚度仅3毫米左右,只相当于两个5分硬币的厚度。

  可别小看这区区的3毫米,就是它吸收了来自太阳的大部分紫外辐射,使地球上的生物免受太阳紫外线的致命伤害。

  紫外线是太阳辐射中波长小于可见光(400~700纳米)的波段,分成三部分,其中波长最短的超短紫外线UVC(小于280纳米)通过大气层时几乎完全被氧气所吸收(放出原子氧,与氧气结合,生成臭氧);对生物特别有害的远紫外线UVB(280~320纳米)大部分被臭氧吸收(还原成氧气和原子氧,破坏臭氧);波长更长的近紫外线UVA(320~400纳米)则基本上自由穿透大气。

  臭氧主要分布在平流层中,全球臭氧层的减薄将会影响人类健康、地球生态平衡、近地面大气环境等。臭氧每减少1%,皮肤癌发病率将增加2%~4%,白内障患者将增加0.3%~0.6%。强烈的紫外线使植物受到损害,使浮游生物、鱼苗、虾、蟹幼体和贝类大量死亡,甚至造成某些生物灭绝,进而影响全球生态平衡。臭氧层减薄使到达地面的紫外线增强,增强的紫外线使城市中汽车尾气的氮氧化物分解,在近地面形成以臭氧为主要成分的光化学烟雾。此外,臭氧本身也是一种温室气体,其浓度及在大气中的分布的变化也会对地球大气温室效应发生影响。在接近地面的对流层中,臭氧含量并不多,但是在近地面,臭氧是一种对生态系统有害的污染物。可以说,在高空的平流层中,臭氧是“好”的;而在近地面,臭氧是“坏”的。来源:科普中国网 作者:陆龙骅

作者:陆龙骅 编辑:郭瑾