你知道嗎,今天是第26個國際臭氧層保護日。關於臭氧層,你了解多少呢?
臭氧是氧氣的一種同素異形體,它的分子由3個氧原子組成,比普通氧分子多了1個氧原子。臭氧在大氣中的含量佔比十分微小,僅一億分之一。
臭氧的分布量並不統一,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10~50千米的平流層區域,我們將這一集中分布區稱為臭氧層。從10千米處開始,含量伴隨高度逐漸增加,12~15千米以上增加較為顯著,在20~30千米處達到最大值,再往上,含量開始逐漸減少,在55~60千米處就極少了。
在水平方向上,赤道和低緯度的臭氧含量最小,隨著緯度的增高,臭氧含量不斷增加。臭氧還存在季節變化和日變化,在北半球高緯度地區,春季臭氧含量最大,秋季最小。
臭氧層中的臭氧主要來源於紫外線,紫外線分為長、中、短三種波段。
當大氣中的氧氣分子受到短波段紫外線的照射時,氧分子就會分解,變成原子狀態。氧原子的不穩定性極強,極易與其他物質發生反應,而臭氧形成後,由於其比重大於氧氣,會逐漸向臭氧層的低層下降,在下降過程中隨著溫度的變化,臭氧不穩定性愈趨明顯,再受到長波紫外線的照射,會再度還原為氧分子。
如此,臭氧層便保持了氧氣與臭氧相互轉換的動態平衡,在大氣中形成了一個較為穩定的臭氧層。
第一,保護作用。中短波段紫外線對人體和生物是有害的,尤其是240~290納米的紫外區段,對生命的本體物質核酸和蛋白質有嚴重的破壞作用。而臭氧層吸收了來自太陽99%的高強度紫外輻射,這樣就給地球加蓋了一道天然的保護屏障,使地球上的生物免受來自紫外線的傷害,更好地生存繁衍。
第二,加熱作用。臭氧能吸收太陽光中的紫外線,同時將其轉換為熱能加熱大氣,這種加熱作用使大氣溫度結構在50千米左右有一個峰,地球上空15~50千米處存在著升溫層,正因有臭氧才有平流層的存在。而臭氧的高度分布情況,也使得大氣的溫度結構對大氣的循環具有重要的影響。
第三,溫室氣體作用。在對流層上部和平流層底部,即氣溫很低的高度,臭氧同樣具有重要作用,能一定程度上保持氣溫恆定,防止地面氣溫下降。
如果臭氧量減少、臭氧層被破壞,會對人類自身以及生存環境造成嚴重後果。
首先,臭氧層破壞會使到達地面的紫外線輻射大幅增加,尤其是中波段輻射。紫外線對人體的危害很大,會傷害人類的皮膚、眼睛及免疫系統。免疫系統一旦被破壞,患呼吸道系統疾病的機率就會增大,皮膚癌和白內障的發病率也會增加。如果臭氧層中的臭氧含量減少10%,會使地面不同地區的紫外輻射增加19~22%,而因此導致的皮膚癌發病率將會增加15~25%。
其次,過量的紫外線會影響植物的光合作用,造成農作物減產,還可能導致某些生物物種發生突變。
再次,過量的紫外線還會使塑料等高分子材料更加容易老化和分解,產生光化學汙染。
衛星圖像監測到的南極圈臭氧濃度影像,藍色及紫色部分代表該地區臭氧濃度較低。(圖片來源:NASA)
20世紀80年代,科學家發現了南極上空的臭氧層空洞。研究發現,造成臭氧層被破壞的主要原因是人類大量使用了製冷劑、發泡劑、噴射劑等含有消耗臭氧層物質的化學製品,這些製品中有大量含有滷族元素的化合物,例如氟利昂,氟利昂的化學性質非常穩定,當被排放後,絕大部分會積存在空氣中,隨著大氣環流進入高空的平流層,經過光解分離出氯原子。氯原子對臭氧的殺傷性極大,對臭氧層構成了嚴重威脅。臭氧層一旦被破壞,需要幾十年的時間才能恢復。
好在我們已經深刻意識到了這一點,正在積極採取行動,全力保護臭氧層。1987年 9月16日,24個國家在加拿大蒙特婁市籤署了《關於消耗臭氧層物質的蒙特婁議定書》。我國於1991年加入協定書,淘汰消耗臭氧層物質已累計佔發展中國家淘汰量的一半以上。
1995年,聯合國將每年的9月16日命名為&34;,每年在這一天會舉辦各種保護臭氧層的紀念活動。
保護臭氧層看起來很遙遠,但其實就在我們身邊,人人都應成為保護臭氧層的積極踐行者。那麼日常生活中應如何做,才能更好地保護臭氧層呢?
首先,儘量購買使用&34;產品。冰箱、空調等製冷設備在其生產、使用過程中會排放大量氯氟烴化合物,會令臭氧層空洞進一步擴大,因此要謹慎選購。
其次,儘量減少開車。車輛在行駛過程中會產生大量一氧化氮,形成的氧化亞氮,也會在一定程度上破壞臭氧層,因此,減少開車、減少排放尾氣,一定程度上也有利於保護臭氧層。
臭氧層是地球的最佳保護傘,保護臭氧層,就是保護我們自己的家園&34;。今天是國際臭氧層保護日,你行動了嗎?
作者:鄭玉婷
科學性把關:北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院副教授 謝飛
參考來源:新華網、貴州日報、《環境科學》、《包羅萬象的環境密碼》、《青少年百科知識文庫 自然密碼 環境生態與氣象》