臭氧层定义及相关分析急星期天我就关了,

来源:学生作业学帮网 编辑:学帮网 时间:2024/05/07 09:04:48

臭氧层定义及相关分析
急星期天我就关了,

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,这厚厚的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.
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—B(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.

臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,主要作用是吸收短波紫外线。 臭氧层密度不是很高,如果如果它被压缩到对流层的密度,她会只有几毫米厚了。
大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气,把它分为两个原子,然后每个原子和没有分裂的O2合并成臭氧。臭氧分子不稳定,紫外线照射之后又分为氧气分子O2和氧原子,形成一个继续的过程臭氧氧气循环,如此产生臭氧层。
臭氧层破坏
地球...

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臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,主要作用是吸收短波紫外线。 臭氧层密度不是很高,如果如果它被压缩到对流层的密度,她会只有几毫米厚了。
大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气,把它分为两个原子,然后每个原子和没有分裂的O2合并成臭氧。臭氧分子不稳定,紫外线照射之后又分为氧气分子O2和氧原子,形成一个继续的过程臭氧氧气循环,如此产生臭氧层。
臭氧层破坏
地球各地臭氧层密度大不相同,在赤道附近最厚,两极变薄。北半球的臭氧层厚度每年减少4%。现在大约4.6%的地球表面没有臭氧层,这些地方成为臭氧层空洞,大多在两极之上。
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氟里昂破坏观点
有些学者认为:
臭氧层在氯原子,氟原子和溴原子附近会被毁坏。这些元素含在很稳定的氟氯烃(CF2Cl2,如氟里昂,和一种很常用的汽油添加剂)中。这些气体分子升到统温层,在紫外线照射之后,分解成各种单元素气体,破坏臭氧。这些气体比空气重,最终会降落到地球表面,和有机物质反应之后被吸收。但是在统温层已经破坏了很多臭氧。氯气破坏性最大,可以破坏它十万倍的臭氧。
1973年,美国化学家马里奥·莫利纳首次提出氟里昂对臭氧层有影响。氟里昂是一种氟氯烃,在冰箱和空调器中已经做了20多年的制冷剂。但是当时没有学者测试臭氧层厚度,也没有多少臭氧层研究,各国政府没有在意。
臭氧层空洞是在做南极研究时逐步发现。这些研究在地面和空中一起测量,由各国合作测量。最著名的是1987年代表19个组织和四个国家,在智利的蓬塔阿雷纳斯,进行的一项大规模研究,即机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大小达到历史最大,引起科学界和政界的注意。
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太阳风及地球磁场观点
现在有科学家认为臭氧层的变化并非全是人类活动的结果。太阳射线的影响也许是现在臭氧层分布状况的根源。而具体到不同地区会有不同的影响。
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积极方面
在赤道地区,太阳辐射将平流层之上的氧原子激活,产生臭氧。根据这个理论,太阳辐射强的时候,臭氧会增加,而统计数据证实了这一点。由于在赤道上磁力线方向于大气层方向平行,所以这里的辐射实际上较两极地区要小。
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消极方面
在地球的两极地区由于地球磁场弯曲,太阳风的高能粒子(以裸露的氢原子核为主)会沿磁力线集中到两极,冲击臭氧,并使其结合为水。这个理论很好的解释了为什么两极地区出现严重的臭氧层空洞。而且也可以解释,在冬季空洞的面积更大,因为冬季地球距离太阳更近,受到的辐射更强。而地球磁场减弱的观点也可以解释现在的臭氧层受到的破坏更严重。
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冲突
以上争议的观点仅在提出臭氧层空洞的一个成因,并不能推翻氯作为臭氧层的分解催化剂的结论。可以说两类观点的冲突仅存在于哪个理论的更因素更大,更主要。
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臭氧层保护
1978年1月23日,瑞典取缔可能破坏臭氧层的湿剂喷灌。
1987年,美国和联合国许多成员签署了1996年停止生产CFC的国际公约,《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。
1999年12月3日《蒙特利尔议定书》北京修正案通过。中国订法,要在2010年停止使用各种受控物质。
2003年8月2日,科学家宣布臭氧层破坏速度可能减慢,停止生产CFC生效 (见英文新闻)。三颗卫星和三个地面测试站都认为臭氧层破坏速度在近十年来减慢很多。

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