臭氧層

臭氧層

臭氧層是大氣層的平流層中臭氧濃度高的層次。濃度最大的部分位於20—25公里的高度處。若把臭氧層的臭氧校訂到標準情況,則其厚度平均僅為3毫米左右。臭氧含量隨緯度、季節和天氣等變化而不同。紫外輻射在高空被臭氧吸收,對大氣有增溫作用,同時保護了地球上的生物免受遠紫外輻射的傷害,透過的少量紫外輻射,有殺菌作用,對生物大有裨益。

基本信息

基本簡介

發現

人類真正認識臭氧是在150多年以前,德國先貝因(Schanbein)博士首次提出在水電解及火花放電中產生的臭味,同在自然界閃電後產生的氣味相同,先貝因博士認為其氣味難聞,由此將其命名為臭氧。臭氧層由法國科學家法布里於20世紀初發現。1930年英國地球物理學家卡普曼提出,大氣中的臭氧主要是由氧原子同氧分子,在有第三種中性分子參與下進行三體碰撞時產生。60公里以上的高空,太陽紫外線強,氧分子大量離解,三體碰撞機會減少,臭氧含量極少。5公里以下低空,紫外線大大減弱,氧原子很少,難以形成臭氧。在20~25公里高度範圍內,既有足夠的氧原子,又有足夠的氧分子,最有利於三體碰撞,形成的臭氧每年約有500億噸。

大氣中的臭氧 大氣中的臭氧

形成

自然界中的臭氧,大多分布在距地面20Km--50Km的大氣中,我們稱之為臭氧層。臭氧層中的臭氧主要是紫外線製造出來的。大家知道,太陽光線中的紫外線分為長波和短波兩種,當大氣中(含有21%)的氧氣分子受到短波紫外線照射時,氧分子會分解成原子狀態。氧原子的不穩定性極強,極易與其他物質發生反應。如與氫(H2)反應生成水(H2O),與碳(C)反應生成二氧化碳(C02)。同樣的,與氧分子(O2)反應時,就形成了臭氧(O3)。臭氧形成後,由於其比重大於氧氣,會逐漸的向臭氧層的底層降落,在降落過程中隨著溫度的變化(上升),臭氧不穩定性愈趨明顯,再受到長波紫外線的照射,再度還原為氧。臭氧層就是保持了這種氧氣與臭氧相互轉換的動態平衡

時空變化

地球大氣層中臭氧總量有較明顯的時空變化:赤道附近最低,緯度60°附近最高;任一地區在春季最大,秋季最小;在一天內臭氧含量通常是夜間高於白天;在亞洲中緯度地帶,當西伯利亞氣團侵入時,臭氧總量明顯增加,而赤道氣團來臨時,其總量減小。

太陽的紫外線大概有近1%部分可達地面。尤其是在大氣污染較輕的森林、山間、海岸周圍的紫外線較多,存在比較豐富的臭氧 。

作用

臭氧層 臭氧層

大氣臭氧層主要有三個作用。其一為保護作用,臭氧層能夠吸收太陽光中的波長306.3nm以下的紫外線,主要是一部分UV—B(波長290~300nm)和全部的UV—C(波長

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