“无形杀手”从天降——漫谈臭氧层被破坏及其危害

1地球“三级”出现臭氧洞人类赖以生存的地球周围环绕着一层厚厚的大气,它是由水汽、氮、氧、二氧化碳、甲烷、臭氧等多种物质所组成。在离地面10～50km的平流层中有一臭氧层。大气中氧分子被太阳辐射光化分解后,所产生的氧原子与周围氧分子结合,形成臭氧。从10km高度处臭氧含量逐渐增加,至20～50km高度处,臭氧含量达到最大值,再往上其含量逐渐减少,到了50km高度其含量就很微少了。臭氧在整个大气中只占极小的一部分,如果将大气中所有的臭氧集中到地表,仅有2～3mm厚的一层。科学家指出,臭氧层能吸收99％以上的紫外线,使地球上的…     

臭氧层的破坏及其危害

从静止气象卫星发回的大气观测资料告诉人们,人类赖以生存的地球周围环绕着一层厚厚的大气,它是由水汽、氨、氧、二氧化碳、甲烷、臭氧等多种物质所组成。在离地面10～50公里的平流层中有一臭氧层。大气中氧分子被太阳辐射光化分解后,所产生的氧原子与周围氧分子结合,生成臭氧。从10公里高度起臭氧含量逐渐增加,至20～50公里高度处臭氧含量达到最大伍,再往上其含量逐渐减少,到50公里高度其含量就很微小了。臭氧在整个大气中只占极小的一部分,如果将大气中所有的臭氧集中到地表,它只有2～3毫米厚的薄薄一层。别小看这薄薄的一层气体…     

爱护臭氧 保护人类

大气中的臭氧大部分集中在 1 0～ 5 0 km的大气层中 ,其中 2 0～ 3 0 km臭氧含量最高 ,也称为臭氧层。臭氧能强烈吸收太阳紫外线辐射。由于臭氧能把大部分太阳紫外线辐射吸收掉 ,使地球上的生物免受过多紫外线的伤害 ,所以人们把臭氧看作是地球的“保护伞”。自 2 0世纪 70年代中期以来 ,在南极的大气观测中发现 ,其上空 1 0～ 1 0 km处的平流层中下层 ,春季的臭氧含量在逐年减少。 1 985年英国科学家在南极考察时发现 ,臭氧含量降低了 5 0 %左右 ,面积足有美国领土大的“臭氧洞”。伴随着全球臭氧层厚度的下降 ,南极臭氧洞的面积有逐年扩大…     

话说臭氧污染

谈起“臭氧”，人们不由得与“臭氧空洞”、“臭氧层破坏”等话题联系在一起。大家都知道，在大气层上部(10～50km高度)，集中了近乎80～90％的臭氧，尽管它在大气中的含量很少，但它能有效地吸收大气中过量的紫外辐射，对人类和地表生物的生存起着非常重要的作用。然而，在接近地面的地方，臭氧却是一种危险的污染物，其浓度增加将直接危害生态环境。     

臭氧层破坏的后果及其保护的对策

1988年4月19—21日,国家环保局在北京召开了“中美臭氧层保护研讨会”,会上两位美国科学家作了学术报告。本文系作者根据有关报告、会议材料和讨论情况综合而成。 一、臭氧层破坏的后果 臭氧存在于60km以下的大气层中,但很大部分集中在20—25km高度上,该高度上臭氧的分子浓度为十万分之一。如果把地球大气中臭氧集中起来,其厚度约为3mm,但正是它对地球生命起着关键的保护伞作用。 1.对人类健康的威胁 研究指出,臭氧层浓度每减少1％,可使地面上有伤害性的紫外辐射增加1.5—12％。臭氧的减少可使三种皮肤癌发病率增加。据称,皮肤癌已成为美国社会最大的公众健康问题之一。如果按现在臭     

北京地区对流层顶变化及其对上对流层/下平流层区域臭氧变化的影响

根据2001～2003年期间获得的大气臭氧探空资料,揭示了北京地区上空对流层顶高度的某些变化特征及其对上对流层(UT)和下平流层(LS)区域内大气臭氧含量变化的影响.结果显示:北京地区上空对流层顶高度的平均值约11.1 km,其变化范围为7.7～14.4 km,臭氧层顶始终处在对流层顶下方约0.9 km高度处.对流层顶高度变化与臭氧总量变化之间的关系相对较弱.通常情况下,LS中的臭氧积分量明显高于UT中的相应值,并且二者呈相反的季节变化特征.北京地区上空仲夏和初秋季节第一对流层顶出现的频数明显减少,在第一对流层顶消失的情况下,LS中的臭氧积分量明显减少,而UT中的臭氧积分量明显增加,臭氧量减少最多发生在200～100 hPa层次中,而臭氧量增幅最大的层次是400～250 hPa.     

大气臭氧与气候变化

人们为什么对大气中大量的臭氧感兴趣呢?其原因在于臭氧对大气的结构、特性,以致于地球上有生命物体有着巨大影响。大气中臭氧的存在使得波长小于290nm的太阳强紫外辐射不能透过大气。另外,臭氧还大量吸收了波长在290-320nm之间的中紫外辐射,波长在320-240nm的近紫外辐射才能通过臭氧层到达地面,但它对生物没有危害。今天无疑可以认为:由于大气中“臭氧盖”的存在,才能使人类免遭紫外辐射的有害影响,人类才能得以生存和发展。大气中臭氧总量的变化(臭氧含量平衡的破坏)影响了平流层中不同高度太阳紫外辐散流入量的分布,这就导致了平流层温度和高层大气     

美国尝试预报紫外线辐射

美国国家气象局在每日天气预报节目中对其58个城市的紫外线辐射量同时作出预报。报出第二天它的最大辐射量，帮助人们免受太阳光的伤害。据研究，290～320毫微米的中波紫外线主要使皮肤发生日晒伤（日光性皮炎）；320～400毫微米的长波紫外线主要使皮肤晒黑（色素增加）和引发雀斑。紫外线辐射还会抑制人体免疫系统，使潜在的病毒性感染复发。特别是近年来，大气污染日趋严重，干流层中阻止紫外线辐射的大气臭氧层被破坏，人类的健康受到了严重威胁。据测算．每减少10％的臭氧，紫外线辐射量增加20％，由此皮肤癌的发生率将增加20％，白内瘴…     

平流层大气中臭氧的奥秘

众所周知,要是在我们这个生机勃勃的地球上没有氧气,那么地球就会象月球一样死寂。然而,在离地面约10—50公里之间的平流层大气中,存在着一种叫臭氧的微量气体,虽然它有个“臭”名,但是它却默默地守护着地球上的芸芸众生。 与氧气(O_2)不同,臭氧是带有刺激性气味的气体,其分子由三个氧原子组成(O_3),它在大气中的含量控体积算不足二百万分之一。若把所有的臭氧集中起来,均匀地覆盖在地球表面,其厚度也只有2.8毫米。臭氧含量尽管很少,但正是大气中如此稀薄的臭氧,保护着人类及其它生物免遭太阳光辐射中有害的紫外线杀伤。当太阳光透过平流层时,臭氧全部吸收了对生物极有害的强烈的远紫外线(波长小于0.29微米),它还吸收了大部分有害的中紫外线(波长为0.29—0.32微米)。近紫外线(波长为0.32—0.40微米)则能穿过平流层而到达地面,但它对人体并无损害。     

多层模式中臭氧加热率的计算及其对大气温度场的影响

本文介绍一个简单、经济的适用于各种多层大气环流模式中计算臭氧加热率的参数化方案,利用这一方案,可根据臭氧总量气候观测值及其垂直分布资料计算臭氧加热率,也可以在模式中加入臭氧方程,用预报的臭氧含量计算臭氧加热率.用此方案对单站气候资料试算,结果指出,随着高度的增加,臭氧吸收太阳辐射对大气太阳加热率的贡献逐渐接近、达到并在平流层50hPa附近明显超过其它物质如水汽的贡献.此方案用于九层大气环流模式时,对其辐射加热率的计算有较理想的改进,并使模拟的大气温度垂直分布更符合观测事实.     

大气臭氧垂直分布的电化学测量

用球载电化学O_3探空仪于1990年6月20日测量了0—32km高度范围内大气臭氧的垂直分布.结果表明,大气臭氧的垂直分布具有多层次结构,在25km附近臭氧分压达最大值.从臭氧廓线推算出大气柱臭氧总含量为327.8D.U.     

臭氧洞的形成及防治

大气中臭氧非常稀薄，每１０００万空气分子中平均大约有３个臭氧分子。尽管臭氧量很小但在大气中却超着极其重要的作用。大部分臭氧（大约９０％）存在于地球表面以上大约１０～５０ｋｍ气层中，大气的这一区域称为平流层。平流层臭氧通常称为“臭氧层”，其他臭氧存在于对流层（自地表向上约１０ｋｍ处）。     

臭氧耗损的生态效应

臭氧是地球大气中一种痕量气体,它在大气中的体积百分比为０．０００１,近地面的浓度为０．０４×１０－６;同时也是一种重要的温室气体。大气中的臭氧主要存在于１０～１５ｋｍ厚度范围的大气层中,其最大浓度出现在２０～２５ｋｍ的平流层中,呈连续分布,形成臭氧层...     

北极楚克奇海上空臭氧垂直变化的探测与分析

1999年夏季,中国首次组织北极地区科学考察.分析此次考察中楚克奇海海域上空获得的大气结构和臭氧探空资料,结合臭氧总量观测光谱仪(TOMS)臭氧总量和NCEP大气环流资料,指出:考察期间楚克奇海海域上空臭氧总量与13 km以下臭氧含量关系密切,而在20 km附近最大臭氧浓度处的臭氧变化与大气臭氧总量关系较差,表明整层臭氧总量的变化主要受低层大气臭氧变化的影响.大气臭氧总量呈高-低-高变化,对流层顶高度呈低-高-低变化,分析500hPa高度场表明:考察期间的天气系统可能是造成局地臭氧变化的主要原因.     

大气臭氧与气溶胶垂直分布的高空气球探测

本文给出了1993年9月12日利用高空科学气球在河北省香河地区探测到的大气臭氧和气溶胶的垂直分布。结果发现:(1) 大气臭氧的数密度在整个对流层较低(～10[12]mol/cm3)，并从地面到对流层顶略有下降；对流层顶以上开始快速增加，极值层高度在～24 km，其值为4.78×10[12]mol/cm3；臭氧分压有类似的分布特征，极值146×10[-4]Pa，位于同一高度；(2) 在平流层低层，臭氧分压有一个次极值62×10[-4]Pa，位于15～16 km；(3) 0～30 km大气气溶胶数密度呈现出三个峰值:143，8和1.1 个/cm[3]，分别位于近地面、5 km和21 km；（4）气溶胶的数密度谱在对流层为双模态；在平流层，次峰消失。同时，我们还与其他观测结果作了比较分析。     

季风环流与大气臭氧

本文研究了从亚洲大陆流向南方的印度尼西亚-澳大利亚冬季风对大气臭氧的影响。在这种气流中形成热带典型的臭氧层,其浓度的最大值所在高度从22公里被抬升到26.5公里,在季风条件下,臭氧的总含量低于240多布逊单位(D.u.),有时降到197多布逊单位,形成低的热带臭氧距平区。现有资料说明,这种低距平对季风区居民的健康是危险的。     

GPSO3和Vaisala臭氧探空仪平行施放比对结果的初步分析

为促进中国大气臭氧高空探测业务化进程，中国科学院大气物理研究所和中国气象局监测网络司联合组织了对国产GPS数字化大气臭氧探空仪（GPSO3）和芬兰Vaisala 公司产大气臭氧探空仪(Vaisala)主要技术性能的比对。现场平行施放比对于2002年1月在北京进行，共施放了7对臭氧探空仪。对两类大气臭氧探空仪现场平行施放比对试验结果的分析表明，两种臭氧探空仪所获得的大气中臭氧浓度随高度的变化特征之间有很好的一致性。在12～27 km高度范围内，两种探空仪臭氧测值之间的相对误差平均在10％以内，而在10 km以下和27 km以上，GPSO3探空仪的臭氧测值偏高。本文介绍了比对方法，分析了两类探空仪对臭氧廓线某些特征值的比对结果并讨论了平行施放比对时气球升速的差异可能对臭氧测值带来的影响。     

中层大气臭氧的全日盘掩日测量

本文研究了日盘张角对掩日测量的影响,引进了日盘光辐射空间变化特性这一先验信息,提出了从全日盘掩日测量反演中层大气臭氧含量的新方法.数值模拟试验指出,这一方法可以满意地给出25—65km高度范围内大气臭氧的垂直分布。当测量吸收比的均方根噪声为0.01时,其反演误差小于10％.利用这一方法,可以大大简化探测系统、降低测量对遥感平台的要求.     

臭氧·紫外辐射·紫外线指数

由于大氧臭氧含量日渐减少．世界各国对太阳紫外辐射及其危害越来越关注。近些年来,人类活动排放了大量的七。氟氟烃、含澳卤代烃等化合物质,这引起大气平流层臭氧相应减少。目前。已经证实,在南极和北半球高纬度地区的晴好天气下,地面紫外辐射有了明显增力＊,这与两地上空臭氧含量下降密切相关。另据报道,我国科学家在青藏高原（地球第三级）上空屯发现了臭氧低值区。保护臭氧层、避免紫外辐射危害,这已成为世界各国的共识。紫外（UV）辐射位于太阳辐射光谱区100～400urn之间,其辐射能仅占太阳辐射能量总量的8％,臭氧主要吸引其…     

1997—1998年的厄尔尼诺现象对地球臭氧层的影响

１９９７～１９９８年的厄尔尼诺现象是有观测历史以来最强的一次，对地球臭氧层造成了巨大、罕见的影响。赤道地区臭氧总量的负距平区主要分布在太平洋的中央地带和东部，以及靠近格林威治子午线。在厄尔尼诺主要活动区第一次记录到臭氧总量的短期（达几天）活动，这种短期活动形成了特征尺度由几百公里到几千公里不等的臭氧总量最低值为２００～２２５ＤＵ的几个负距平区。首次揭示出在热带个别地区厄尔尼诺及拉尼娜现象对臭氧总量及其距平符号的影响是很不一样的。１９９７～１９９８年厄尔尼诺对地球臭氧层罕见而强烈的影响，是地球海洋－大气系统全球气候变化的一个证据。