臭氧层能不能阻挡过强的太阳光照射地球

臭氧层能不能阻挡过强的太阳光照射地球

在距离地球表面15-25公里的高空,因受太阳紫外线照射的缘故,形成了包围在地球外围空间的臭氧层,这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞.这就是大多数人对臭氧的全部认识.人类真正认识臭氧还是在150多年以前,由德国化学家先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味,同在自然界闪电后产生的气味相同,先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN（意为“难闻”）,由此将其命名为OZONE（臭氧）.
自然界中的臭氧,大多分布在距地面20Km--50Km的大气中,我们称之为臭氧层.臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的.大家知道,太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种,当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时,氧分子会分解成原子状态.氧原子的不稳定性极强,极易与其他物质发生反应.如与氢（H2）反应生成水（H2O),与碳（C）反应生成二氧化碳（C02）.同样的,与氧分子（O2）反应时,就形成了臭氧（O3）.臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐的向臭氧层的底层降落,在降落过程中随着温度的变化（上升）,臭氧不稳定性愈趋明显,再受到长波紫外线的照射,再度还原为氧.臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡.
在这么广大的区域内到底有多少臭氧呢?估计小于大气的十万分之一.如果把大气中所有的臭氧集中在一起,仅仅有三公分薄的一层.那么,地球表面是否有臭氧存在呢?回答是肯定的.太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面.尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多,存在比较丰富的臭氧.
此外,雷电作用也产生臭氧,分布于地球的表面.正因为如此,雷雨过后,人们感到空气的清爽,人们也愿意到郊外的森林、山间、海岸去吮吸大自然清新的空气,享受自然美景的同时,让身心来一次爽爽快的“洗浴”,这就是臭氧的功效,所以有人说,臭氧是一种干净清爽的气体.（臭氧有极强的氧化性,少量的臭氧会使人感到精神振奋；但过强的氧化性也使其具有杀伤作用,详见自由基）.
在距离地球表面15～50公里的平流层中,含有大量的臭氧,能有选择地吸收短波太阳辐射能.由于这种吸收作用,使得对人体和其他生物有致癌和杀伤作用的紫外线和X射线等短波辐射能在到达地面前大部分被吸收,从而使人类免受其伤害.近年来,由于氟利昂的大量使用,使臭氧层的平衡受干扰,其反应过程为：
CFCl3+紫外线→自由氯原子（Cl）
Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2
氟利昂到达大气上层后,在紫外线照射下分解出自由氯原子,氯原子与臭氧发生反应,使臭氧分解.由于氯原子在发生上述反应后能重新分解出来,所以高空中即使有少量氯原子,也会使臭氧层受到严重破坏.另外,核爆炸和喷气式飞机在高空中的飞行都会使那里的臭氧减少.据分析,平流层中的臭氧减少1％,到达地面的紫外线强度便增加2％.据估计,由于人类活动的影响,臭氧含量已减少了3％.到2025年,可能减少10％.臭氧层的破坏将使紫外线等短波辐射增强,导致皮肤癌患者增加,同时对自然生态系统带来严重影响.维护臭氧层的平衡,已成为一个全球性的环境问题.
臭氧层的作用
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—C(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.
臭氧是无色气体,有特殊臭味,因此而得名“臭氧”.由太阳飞出的带电粒子进入大气层,使氧分子裂变成氧原子,而部分氧原子与氧分子重新结合成臭氧分子.距地面15～50千米高度的大气平流层,集中了地球上约90％的臭氧,这就是“臭氧层”.
地球上的一切生物离开太阳光就没有生命.太阳光是由可见光、紫外线、红外线三部分组成.进入大气层的太阳光（包括紫外线）有55％可穿过大气层照射到大地与海洋,其中40％为可见光,它是绿色植物光合作用的动力；5％是波长100～400纳米的紫外线,而紫外线又分为长波、中波、短波紫外线,长波紫外线能够杀菌.但是波长为200～315纳米的中短波紫外线对人体和生物有害.当它穿过平流层时,绝大部分被臭氧层吸收.因此,臭氧层就成为地球一道天然屏障,使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害.然而,近10多年来,地球上的臭氧层正在遭到破坏.