地球会自然产生臭氧吗,地球的臭氧层在慢慢恢复吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-07 23:05:07

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“海洋与湿地”(OceanWetlands)编辑团队获悉,《关于臭氧层的二十个问答:2022年更新》(Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2022 Update)报告于2023年5月3日发布。小编现将问题2“我们为什么关心大气臭氧?”(Why do we care about atmospheric ozone?)翻译发布,供读者了解与参考。

地球会自然产生臭氧吗,地球的臭氧层在慢慢恢复吗(1)

《关于臭氧层的二十个问答:2022年更新》报告封面

平流层中的臭氧(有益臭氧)

平流层臭氧被认为对人类和其他生命形式有益,因为臭氧吸收来自太阳的紫外线辐射(见图Q2-1)。

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图Q2-1

太阳发出的紫外线辐射,科学家将其分为三个波长范围:短波紫外线(UV-A,波长100至280nm);中波紫外线(UV-B,280 ~ 315 nm)和长波紫外线(UV-A,315 ~ 400 nm)。太阳紫外线辐射的能量是人眼无法看到的,波长越短,能量越高。暴露在高能短波紫外线辐射下对所有生命形式都是特别危险的。幸运的是,短波紫外线辐射完全被臭氧层吸收。太阳发出的大部分中波紫外线辐射被臭氧层吸收;其余的到达地球表面。对人类来说,过多接触中波紫外线辐射会增加患皮肤癌和白内障的风险,并抑制免疫系统。过量的中波紫外线也会损害陆生植物,包括农作物、单细胞生物和水生生态系统。低能量的紫外线辐射——长波紫外线,不会被臭氧层显著吸收,会导致皮肤过早老化。

保护平流层臭氧

在20世纪70年代中期,人们发现,人类活动释放的含有氯和溴原子的气体会消耗平流层臭氧。这些气体被称为卤素源气体,也被称为臭氧消耗物质(ODSs),它们在到达平流层后以化学方式释放出氯和溴原子。

臭氧耗竭使表面中波紫外线辐射增加,超过自然产生的量。通过控制消耗臭氧层物质的生产和消费,在保护臭氧层方面取得了成功。

对流层中的臭氧(有害臭氧)

地球表面附近超过自然水平的臭氧被认为是有害臭氧(见图Q1-2)。

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图Q1-2

超过自然水平的地表臭氧是由人类活动排放的空气污染物,如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和各种碳氢化合物(含氢、碳和通常含氧的气体)的反应形成的。暴露在浓度高于自然水平的臭氧中对人类、植物和其他生命系统有害,因为臭氧会发生强烈反应,破坏或改变构成生物组织的分子。空气污染造成的地表臭氧增加,减少了作物产量和抑制森林生长。对人类来说,暴露于高水平的臭氧会降低肺活量,引起胸痛、喉咙发炎和咳嗽,并恶化与心脏和肺部相关的原有健康状况。此外,对流层臭氧的增加导致地球表面变暖,因为臭氧是一种温室气体(GHG)。过多的对流层臭氧的负面影响与保持自然丰富的平流层臭氧所提供的防止有害紫外线辐射的保护形成鲜明对比。

减少对流层臭氧

限制某些常见污染物的排放可以减少地球表面附近过量臭氧的产生,臭氧可以影响人类、植物和动物。污染物的主要来源包括大城市集中的运输、供暖和工业活动的化石燃料消耗,依赖煤炭、石油或天然气的发电厂,以及森林砍伐、野火和为农业而燃烧草原。全球范围内的许多项目已经成功地减少或限制了污染物的排放,这些污染物会在地球表面附近产生过量的臭氧。

自然的臭氧

在没有人类活动的情况下,臭氧仍将存在于地球表面附近以及整个对流层和平流层,因为臭氧是清洁大气的自然组成部分。来自生物圈的自然排放物,主要来自树木,参与了产生臭氧的化学反应。大气臭氧除了吸收紫外线辐射外,还具有重要的生态作用。例如,臭氧激发了许多污染物以及一些温室气体的化学去除,如甲烷(CH4)。此外,臭氧对太阳紫外线辐射以及可见光和红外辐射的吸收是平流层的自然热源,导致温度随高度升高而升高。平流层温度影响臭氧产生和破坏过程的平衡以及在平流层中重新分配臭氧的空气运动。

译者注:本文翻译自2023年5月3日发布的报告《关于臭氧层的二十个问答:2022年更新》(Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2022 Update)。

报告全文详见:

https://ozone.unep.org/sites/default/files/2023-05/Final_20Qs 2022 full document_26April2023_digital version.pdf

译/YJ 审/Samantha 编/老夏



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