为什么臭氧层可以保护地球生命?

科普中国网 2017-09-17

　　作者：陆龙骅

　　今天是国际臭氧层保护日，1995年9月16日，是第一个国际保护臭氧层日。联合国大会于1995年1月23日决定每年的9月16日为国际保护臭氧层日。

　　越来越多的科学证据表明，臭氧层损耗比几年之前人们想象的更加严重。可为什么臭氧层能保护地球生命呢？咱们就来科普一下！

　　氧气分子由2个氧原子组成，而氧气的“兄弟”臭氧则由3个氧原子组成，且有一种特殊的“臭”味。臭氧在大气中含量很少，是一种“痕量气体”，主要分布在离地面20～30千米的臭氧层里。在1个标准大气压和0℃的情况下，如果把大气中的臭氧全部收集起来，全球的平均累积厚度仅3毫米左右，只相当于两个5分硬币的厚度。

　　可别小看这区区的3毫米，就是它吸收了来自太阳的大部分紫外辐射，使地球上的生物免受太阳紫外线的致命伤害。

　　紫外线是太阳辐射中波长小于可见光（400～700纳米）的波段，分成三部分，其中波长最短的超短紫外线UVC（小于280纳米）通过大气层时几乎完全被氧气所吸收（放出原子氧，与氧气结合，生成臭氧）；对生物特别有害的远紫外线UVB（280～320纳米）大部分被臭氧吸收（还原成氧气和原子氧，破坏臭氧）；波长更长的近紫外线UVA（320～400纳米）则基本上自由穿透大气。

　　臭氧主要分布在平流层中，全球臭氧层的减薄将会影响人类健康、地球生态平衡、近地面大气环境等。臭氧每减少1%，皮肤癌发病率将增加2%～4%，白内障患者将增加0.3%～0.6%。强烈的紫外线使植物受到损害，使浮游生物、鱼苗、虾、蟹幼体和贝类大量死亡，甚至造成某些生物灭绝，进而影响全球生态平衡。臭氧层减薄使到达地面的紫外线增强，增强的紫外线使城市中汽车尾气的氮氧化物分解，在近地面形成以臭氧为主要成分的光化学烟雾。此外，臭氧本身也是一种温室气体，其浓度及在大气中的分布的变化也会对地球大气温室效应发生影响。在接近地面的对流层中，臭氧含量并不多，但是在近地面，臭氧是一种对生态系统有害的污染物。可以说，在高空的平流层中，臭氧是“好”的；而在近地面，臭氧是“坏”的。