平流層臭氧的重要作用
　　平流層的大氣組成取決于兩個因素：——是太陽輻射中紫外輻射所引起的一系列復(fù)雜過程；另一是從地面排放而被緩慢輸入平流層的長壽命物質(zhì).臭氧分子(O3)是平流層大氣的最關(guān)鍵的組成,它集中在離地面10—50km的范圍內(nèi),濃度峰值在20—25km高度處.臭氧在大氣中垂直高度的總含量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度下0．3cm左右厚度的氣體層.其最大濃度出現(xiàn)的高度隨地理位置和季節(jié)而不同,一般,赤道最大濃度出現(xiàn)在25km左右,中緯度地區(qū)出現(xiàn)在20km左右,極地則位于16km左右.夏季臭氧濃度高于冬季.平流層足由于臭氧吸收了200—320nm的陽光紫外輻射而得以加熱的,臭氧是其主要的熱源,因此,臭氧在平流層的垂直分布對平流層的溫度結(jié)構(gòu)和大氣運動起決定性的作用.
　　平流層中臭氧的存在對于地球生命物質(zhì)至關(guān)重要,因為,它阻擋了高能量的紫外輻射到達(dá)地面.陽光中的紫外輻射雖然只占太陽總發(fā)射能量的5％左右,但是它對于地球生命系統(tǒng)又有很大的傷害能力,并且,能量越高,傷害越大.能量最高的部分,即EUV,在平流層以上就被大氣中的原于和分子氧所吸收.從EUV到波長＝290nm之間的一般稱為UV-C段,被平流層03分子全部吸收.波長為290—320nm的輻射段稱UV—B段也有90％被O3分子吸收,從而大大減弱了它到達(dá)地面的強度.如果平流層03的含量減少,則地面受到的UV-B段紫外輻射的強度將會增加.研究表明UV—B能破壞生物蛋白質(zhì)和基因物質(zhì)脫氧核糖核酸(DNA),造成細(xì)胞死亡；使八類皮膚癌發(fā)病率增高；傷害眼睛導(dǎo)致白內(nèi)障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜類、蔬菜等的生長；并穿透10m深的水層,殺死浮游植物和微生物,從而危及水中生物的食物鏈和自由氧的來源,影響生態(tài)平衡和水體的自凈能力.根據(jù)美國科學(xué)家的近期分析,如果UV—B段紫外線強度增加1％,那么,在美國惡性黑色瘤的死亡率將上升0.8-1.5％,大豆的產(chǎn)量將減少約25％.因此,臭氧層實際上已成為地球生命系統(tǒng)的保護層.
　　臭氧層的減薄還會造成地面光化學(xué)反應(yīng)加劇,使對流層O3濃度增高,光化學(xué)煙霧污染加重.臭氧也能吸收可見光及9-10微米的紅外光,使大氣層加熱.所以,臭氧濃度的變化不僅影響到平流層大氣的溫度和運動,也影響了全球的熱平衡和全球的氣候變化.
　　近二十年來,人們逐漸認(rèn)識到平流層大氣中的一些微量成分,如含氯、含氫自由基、氮氧化物等對平流層臭氧的分解具有催化作用,而人類的某些活動能直接或間接地向平流層提供這些物種,致使平流層臭氧的穩(wěn)定性受到威脅.十余年來這已成為當(dāng)前國際上最關(guān)注的環(huán)境問題之一.尤其在1985年英國南極考察站的科學(xué)家Farman等在哈雷灣(Halley Bay)站觀測到了早春時期南極上空臭氧急劇減少,即形成所謂的臭氧洞之后,大氣臭氧的損耗問題進(jìn)一步引起了全世界的關(guān)注.對臭氧層損耗的物理或化學(xué)的原因；由損耗引起的生態(tài)后果；臭氧濃度分布的模式預(yù)測及控制對策等的研究,已成為大氣科學(xué)、氣象科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、醫(yī)學(xué)等各界研究的一個重大課題.