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国际臭氧层保护日:为保护地球“卫士”而行动

来源:中国数字科技馆
国际臭氧层保护日;保护地球;行动

  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?

臭氧层

  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?

南极圈臭氧浓度影像

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。

  好在我们已经深刻意识到了这一点,正在积极采取行动,全力保护臭氧层。1987年9月16日,24个国家在加拿大蒙特利尔市签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国于1991年加入协定书,淘汰消耗臭氧层物质已累计占发展中国家淘汰量的一半以上。

  1995年,联合国将每年的9月16日命名为“国际臭氧层保护日”,每年在这一天会举办各种保护臭氧层的纪念活动。

  如何从自身做起保护臭氧层?

  保护臭氧层看起来很遥远,但其实就在我们身边,人人都应成为保护臭氧层的积极践行者。那么日常生活中应如何做,才能更好地保护臭氧层呢?

  首先,尽量购买使用“无氯氟化碳”产品。冰箱、空调等制冷设备在其生产、使用过程中会排放大量氯氟烃化合物,会令臭氧层空洞进一步扩大,因此要谨慎选购。

  其次,尽量减少开车。车辆在行驶过程中会产生大量一氧化氮,形成的氧化亚氮,也会在一定程度上破坏臭氧层,因此,减少开车、减少排放尾气,一定程度上也有利于保护臭氧层。

  臭氧层是地球的最佳保护伞,保护臭氧层,就是保护我们自己的家园“卫士”。今天是国际臭氧层保护日,你行动了吗?(作者:郑玉婷)

  科学性把关:北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院副教授 谢飞

  参考来源:新华网、贵州日报、《环境科学》、《包罗万象的环境密码》、《青少年百科知识文库 自然密码 环境生态与气象》

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