大气中吸收紫外线保护地球的是什么 大气中吸收紫外线保护地球生命作用的是臭氧吗

是的 , 臭氧是大气中吸收紫外线保护地球生命的重要物质之一 。臭氧分子可以吸收紫外线的一部分能量 , 将其转化为热能 , 从而保护地球表面生命不受过多紫外线辐射伤害 。同时 , 大气中的臭氧还能够吸收大气中的一些有害物质 , 起到净化大气的作用 。由于人类活动导致大气中的臭氧层受到破坏 , 臭氧层的稳定性已经成为我们面临的严重问题之一 。
作者:王恩眷(中国气象局华风气象传媒集团)
来源:《知识就是力量》杂志
1995年1月23日联合国大会决定 , 把每年的9月16日定为“国际保护臭氧层日” , 意在通过相关活动来唤醒公众对保护臭氧层的认知 。
20世纪80年代起 , 当科学家观测到臭氧层这把“保护伞”在南极上空出现了“空洞”时 , 所有人都为之担忧 , 并采取一系列行动保护它 。
而近年来 , 剧情又发生了大反转 , 各种观测和研究发现:臭氧 , 原本待在“天上”默默守护地球的“天使” , 不仅来到了我们身边 , 还成了危害人类健康的“反派” , 亦正亦邪的臭氧到底经历了怎样的转变?我们又该如何应对呢?
“我”和氧气其实是一家人

大气中吸收紫外线保护地球的是什么 大气中吸收紫外线保护地球生命作用的是臭氧吗

文章插图
臭氧分子结构
人类开始认识臭氧始于19世纪 , 1839年 , 德裔瑞士化学家克里斯蒂安 · 弗雷德里克 · 舍拜恩在电解稀 *** 时 , 发现有一种特殊臭味的气体释放出 , 他提出这种臭味同自然界闪电后产生的气味相同 , 并为它取名为“Ozein”(希腊语 , 意为“臭味”) , 后来的科学家研究后发现这种气体的分子结构是3个结合在一起的氧原子 , 最终将其命名为臭氧(Ozone) 。臭氧分子结构的发现也表明了臭氧是氧气的“孪生兄弟” , 它们在一定的条件下可以相互转化 。1913年 , 法国物理学家法布里通过光学和光谱学的研究 , 最终成功地证明了高层大气中臭氧的存在 。
大气中吸收紫外线保护地球的是什么 大气中吸收紫外线保护地球生命作用的是臭氧吗

文章插图
臭氧层位于地球大气的平流层中
在此基础上 , 英国地球物理学家卡普曼又解释了臭氧层的形成 , 他提出:大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子进行三体碰撞(三个质点同时在同一地点相碰的现象)而产生 。在60千米以上的高空 , 由于太阳紫外线强 , 氧分子大量离解 , 三体碰撞机会减少 , 导致臭氧含量极少 。而在5千米以下的低空 , 紫外线大大减弱 , 氧原子很少 , 臭氧也难以形成 。只有在20-25千米的高度范围内 , 既有足够的氧原子 , 又有足够的氧分子 , 最有利于三体碰撞出臭氧 。
3毫米的“保护伞”究竟有何用
在离地面20-25千米高度处的大气层 , 因为大量臭氧聚集在此 , 因此形成了臭氧层 。如果在0℃的温度下 , 把地球大气层中所有的臭氧压缩到一个标准大气压(1013.25百帕) , 那么臭氧层的平均厚度仅仅只有3毫米 , 对于整个大气层高度来说 , 占比更是只有几千万分之一 。这薄薄的臭氧层究竟有什么作用呢?
臭氧层会吸收大部分紫外线
我们知道 , 太阳辐射能量巨大 , 太阳辐射出的紫外线(按照波长由长到短)包括紫外线A、紫外线B和紫外线C , 也就是我们常说的UVA、UVB、UVC 。其中波长最短、蕴含能量最大、对皮肤等伤害最大的就是UVC , 而臭氧层恰恰会把UVC全部吸收 , 阻隔在地球以外 。它同时还会吸收大部分的UVB , 最终就是这“薄薄”的臭氧层阻绝了97%-99%的紫外线辐射 , 使地球上的人类和动植物免受伤害 , 真是名副其实的“保护伞” 。

推荐阅读