什么说臭氧层是地球的保护伞?

  • 2019-04-21 01:59:56
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地球上的生命离不开阳光,但阳光中的紫外线会使人、动物和植物的细胞组织遭到破坏。臭氧是惟一能大量吸收太阳紫外线的气体。经过臭氧层过滤后的阳光中有少量的紫外线,而这极少量的紫外线则能起到杀菌防病的作用,能促进人体维生素的合成,有利地增强体质。臭氧层能变害为利,真是地球的一把保护伞。人们根据大气的温度、密度等物理性质在垂直方向上的差异,将大气分为五层:对流层、平流层、中间层。暖层和散透层。臭氧只是大气中的一种微量气体,主要分布在平流层,通常其最大浓度出现在距离地面18到27公里的上空,从我们脚下向上十几公里高度的大气层中也有少量臭氧。虽然在大气中含量很少,但它能大量吸收有害的太阳紫外线辐射,保护人类、动物以及农作物,对地球的生态环境和大气环流有重要影响,因而被称之为“地球的保护伞“。紫外线被科学家称做“生命的杀手”。火星上难有生命存在的一个重要原因就是它的大气太稀薄,紫外线可直入火星表面,即使有生命的萌芽,也会被其射死。而如果没有臭氧层的保护,地球上的生物将大批死亡。  太阳照射大气层,辐射紫外线,平流层中的臭氧吸收了一部分,由于能量守恒,平流层就要变热,而下面的对流层,就相对变凉。但如果平流层的臭氧减少,则必然造成紫外线辐射增强。臭氧层变稀薄而造成紫外线增多的恶劣后果主要有四个:使皮肤癌的患病率显著上升;引起免疫系统疾病;使全球生物圈遭到破坏;全球升温。

臭氧层能吸收紫外线和加热大气层

臭氧层保护了所有生物免受远紫外辐射的伤害

臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况,则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。紫外辐射在高空被臭氧吸收,对大气有增温作用,同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害,透过的少量紫外辐射,有杀菌作用,对生物大有裨益。

臭氧层能够吸收太阳光中的波长306.3nm以下的紫外线,主要是一部分UV—B(波长290~300nm)和全部的UV—C(波长<290nm=,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保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍 。

臭氧层还有加热作用和温室气体的作用

臭氧层还有加热作用,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。

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。

流层中的臭氧吸收掉太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害波长的紫外线辐射(240-329纳米,称为UV-B波长),为地球提供了一个防止紫外辐射有害效应的屏障。但另一方面,臭氧遍布整个对流层,却起着温室气体的不利作用。在平流层中臭氧耗损,主要是通过动态迁移到对流层,在那里得到大部分具有活性催化作用的基质和载体分子,从而发生化学反应而被消耗掉。臭氧主要是与HOX、NOX、ClOX和BrOX中含有的活泼自由基发生同族气相反应。

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