爲什麼臭氧層可以保護地球生命?
臭氧層吸收了來自太陽的大部分紫外輻射,使地球上的生物免受太陽紫外線的致命傷害。
氧氣分子由2個氧原子組成,而氧氣的“兄弟”臭氧則由3個氧原子組成,且有一種特殊的“臭”味。臭氧在大氣中含量很少,是一種“痕量氣體”,主要分佈在離地面20~30千米的臭氧層裏。在1個標準大氣壓和0℃的情況下,如果把大氣中的臭氧全部收集起來,全球的平均累積厚度僅3毫米左右,只相當於兩個5分硬幣的厚度。
可別小看這區區的3毫米,就是它吸收了來自太陽的大部分紫外輻射,使地球上的生物免受太陽紫外線的致命傷害。
紫外線是太陽輻射中波長小於可見光(400~700納米)的波段,分成三部分,其中波長最短的超短紫外線UVC(小於280納米)透過大氣層時幾乎完全被氧氣所吸收(放出原子氧,與氧氣結合,生成臭氧);對生物特別有害的遠紫外線UVB(280~320納米)大部分被臭氧吸收(還原成氧氣和原子氧,破壞臭氧);波長更長的近紫外線UVA(320~400納米)則基本上自由穿透大氣。
臭氧主要分佈在平流層中,全球臭氧層的減薄將會影響人類健康、地球生態平衡、近地面大氣環境等。臭氧每減少1%,面板癌發病率將增加2%~4%,白內障患者將增加0.3%~0.6%。強烈的紫外線使植物受到損害,使浮游生物、魚苗、蝦、蟹幼體和貝類大量死亡,甚至造成某些生物滅絕,進而影響全球生態平衡。臭氧層減薄使到達地面的紫外線增強,增強的紫外線使城市中汽車尾氣的氮氧化物分解,在近地面形成以臭氧爲主要成分的光化學煙霧。此外,臭氧本身也是一種溫室氣體,其濃度及在大氣中的分佈的變化也會對地球大氣溫室效應發生影響。在接近地面的對流層中,臭氧含量並不多,但是在近地面,臭氧是一種對生態系統有害的污染物。可以說,在高空的平流層中,臭氧是“好”的;而在近地面,臭氧是“壞”的。
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