臭氧层

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October 18, 2021

臭氧层或臭氧层是地球平流层中臭氧浓度相对较高的区域。虽然大气中臭氧的平均浓度为 0.3 ppm,但在臭氧层中它可以达到 15 ppm。这一层在海拔上延伸约 15 至 40 公里,收集了大气中 90% 的臭氧并吸收了 97% 至 99% 的高频紫外线辐射。臭氧层是由法国物理学家查尔斯·法布里和亨利·比松于 1913 年发现的。英国气象学家 GMB Dobson 对其特性进行了详细检查,他开发了一种简单的分光光度计(多布森分光光度计),可用于测量地球表面的平流层臭氧。1928 年至 1958 年间,多布森建立了一个全球臭氧监测站网络,至今仍在运行。多布森单位是一种测量臭氧量的单位,以他的名字命名。

臭氧的起源

臭氧是氧气的同素异形体,仅在一定的压力和温度条件下才稳定。它是一种由三个氧原子组成的气体(O 3 {\ displaystyle O_ {3}})。 1930 年,英国物理学家 Sidney Chapman 研究了臭氧层中发生的光化学机制。地球平流层中臭氧的形成是由紫外线光子催化的,当紫外线与臭氧分子相互作用时,气态氧 - 由两个氧原子 (O 2 {\ displaystyle O_ {2}}),在组成氧原子(原子氧)中将它们分开。这原子氧与那些仍未解离的 O 2 {\ displaystyle O_ {2}} 分子结合形成臭氧分子 O 3 {\ displaystyle O_ {3}}。在被称为臭氧层的区域内,臭氧浓度在 15 至 40 公里之间较高,每百万个中有 2 至 8 个粒子。如果所有这些臭氧都被压缩到海平面的气压,这一层将只有 3 毫米厚。臭氧充当过滤器或屏障,以防止有害的高能辐射到达地球,从而允许长波紫外线等其他辐射通过。这种紫外线辐射使地球上的生命得以存在,因为它允许位于营养金字塔底部的植物界进行光合作用。剩余的 10% 不在臭氧层中的臭氧包含在对流层中;由于其强氧化性,它对生物是危险的。高浓度的这种化合物在表面形成雾(光化学雾)。这种表面水平的化合物形成 boirum(光化学雾)。这种表面水平的化合物形成 boirum(光化学雾)。

臭氧的动态平衡

臭氧由以下反应产生: O 2 + h ν -> O + O {\ displaystyle O_ {2} + h \ nu -> O + O} O + O 2 -> O 3 {\ displaystyle O + O_ { 2} -> O_ {3}} 即在大气上层发现的分子氧受到太阳辐射的轰击。在广谱的入射辐射中,给定部分的光子满足催化分子氧原子化学双键断裂所需的能量要求。分子氧。随后,太阳辐射将臭氧分子转化为双原子氧分子和未结合的氧原子:O 3 + h ν -> O 2 + O {\ displaystyle O_ {3} + h \ nu -> O_ {2} + O}在黑暗阶段(行星某个区域的夜晚),具有高度反应性的单原子氧与臭氧层中的臭氧结合形成双原子氧分子。:O 3 + O ->2 O 2 {\ displaystyle O_ {3} + O-> 2O_ {2}} 为了使平流层中的臭氧层保持恒定,这种光化学反应必须在完美的平衡状态下进行,但这些反应很容易受到氯化化合物等分子的干扰(例如,氯氟烃)和溴化化合物。

臭氧层的恶化

平流层臭氧的减少是由于大气中氯的增加,氯与臭氧结合并破坏了它。一些氯化合物用作气溶胶(漆、杀虫剂、剃须泡沫)的推进剂,用作冰箱、空调和绝缘体中的冷却气体。氯化合物可以在大气中保留一百多年。目前已达成一项协议,停止使用这些化合物,代之以其他不影响臭氧层的化合物。随着近年来对臭氧层的观测监测,得出的结论是该层可被视为受到严重威胁。这也是造成这种情况的主要原因联合国大会于1987年9月16日签署了蒙特利尔议定书。 1994年,联合国大会宣布9月16日为国际保护臭氧层日。臭氧层严重稀薄可能导致黑色素瘤、皮肤癌、眼白内障和免疫抑制的病例增加。人类和其他物种的系统。它还可以影响对紫外线辐射敏感的作物。为了保护臭氧层,必须将氯氟烃(工业制冷剂、推进剂和土壤杀菌剂)等化合物的使用减少到零,破坏臭氧层的速度是氟氯化碳的 50 倍。联合国大会宣布 9 月 16 日为保护臭氧层、皮肤、眼睛白内障和抑制人类和其他物种免疫系统国际日。它还可以影响对紫外线辐射敏感的作物。为了保护臭氧层,必须将氯氟烃(工业制冷剂、推进剂和土壤杀菌剂)等化合物的使用减少到零,破坏臭氧层的速度是氟氯化碳的 50 倍。联合国大会宣布 9 月 16 日为保护臭氧层、皮肤、眼睛白内障和抑制人类和其他物种免疫系统国际日。它还可以影响对紫外线辐射敏感的作物。为了保护臭氧层,必须将氯氟烃(工业制冷剂、推进剂和土壤杀菌剂)等化合物的使用减少到零,破坏臭氧层的速度是氟氯化碳的 50 倍。人类和其他物种的黑色素瘤、皮肤癌、眼白内障和免疫系统抑制的病例增加。它还可以影响对紫外线辐射敏感的作物。为了保护臭氧层,必须将氯氟烃(工业制冷剂、推进剂和土壤杀菌剂)等化合物的使用减少到零,破坏臭氧层的速度是氟氯化碳的 50 倍。人类和其他物种的黑色素瘤、皮肤癌、眼白内障和免疫系统抑制的病例增加。它还可以影响对紫外线辐射敏感的作物。为了保护臭氧层,必须将氯氟烃(工业制冷剂、推进剂和土壤杀菌剂)等化合物的使用减少到零,破坏臭氧层的速度是氟氯化碳的 50 倍。臭氧比 CFC 高 50 倍。臭氧比 CFC 高 50 倍。

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参考

外部链接

臭氧层减弱