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臭氧层的作用
时间:2019-01-18 10:36 来源:网易科学

  

  在离地面10~50km的大气平流层中,集中了大气中约90%的臭氧,其中离地22~25km臭氧浓度值达到最高,称其为臭 氧层。如果将地球上臭氧压缩至1个大气压,其厚度仅有3mm左右,就像是一件“厚度为3mm 左右的宇宙服”。下面讨论一下有关臭氧层的作用和分布变化。

 



    一、氧层的作用
    大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用,臭氧层能够吸收太阳光中的波长300 μm以 下的紫外线,主要是一部分UV—B(波长290~300μm)和全部的UV—B(波长<290μm=,保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。

 



    只有长波紫外线UV-A和少量的中波紫外线UV-B能够辐射到地面,长波紫外线对生物细胞的 伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件宇宙服保护地球上的生物得以生存繁衍 。其二为加热作用,臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气,由于这种作用 大气温度结构在高度50km左右有一个峰,地球上空15~50km存在着升温层。正是由于存在着 臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气,所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响,这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。其三为 温室气体的作用,在对流层上部和平流层底部,即在气温很 低的这一高度,臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少,则会产生使地面气温 下降的动力。因此,臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
    二、臭氧的分布和变化
    臭氧的分布如前图1-1-2所示。低纬度地区臭氧峰值较高,而高纬度地区的臭氧峰 值较低。
臭氧总量随季节变化,高纬度地区从冬季到春季的总量都大。从冬季到春季高纬度地区臭氧 总量变大是传输效果引起的,属于力学作用。在低纬度平流层中生成的臭氧的大气被传送至 高纬度并沉降。由于这种运动在冬季到春季期间较为活跃,所以在这段时间内的臭氧浓度较 高。上述传输作用引起的臭氧变化只局限于平流层下部,但在高度30~35km的空间则相反,夏天 的臭氧浓度增高而冬天却降低。这与夏天通过光化学反应生成臭氧的速度较快是一致的,这 便是所谓的化学作用。



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