TUhjnbcbe - 2024/2/5 17:00:00
笔者东邪地球能够孕育生命的原因与地球的外部环境和内部环境密不可分，在内部环境中，大气层的存在就像一层保护罩，过滤掉了许多宇宙辐射，从而让地球生物免受宇宙辐射的侵害。而在大气层中，臭氧含量最高的那一层被称为臭氧层，它大概位于距离地面20~25公里高的区域。臭氧层里的臭氧能够与许多宇宙射线发生反应，从而达到削弱宇宙辐射的效果。上个世纪末起，人类逐渐意识到臭氧层出现了巨大的空洞，于是各国采取措施应对臭氧空洞。经过几十年的努力，臭氧空洞的面积有所缩小，但是去年八月有一篇科学论文指出，美国国家海洋和大气管理局的科学家通过长期跟踪研究，发现北半球大气层的臭氧含量明显增多，然而科学家对此表示担忧，这是为何呢？研究人员发现了什么？在过去很长一段时间里，科学界缺乏对臭氧水平的有效监测方法，后来人造卫星探测器承担了部分责任，但科学家通过对探测数据的分析，发现数据与臭氧的真实水平还是存在一定的误差。那么是否有更好的方法能够监测大气的臭氧水平呢？后来有科学家想到了利用飞机对大气层进行探测，这次美国国家海洋和大气管理局的科学家也采取了相同的方法。他们与欧洲一家民航客机公司达成合作协议，让客机携带专业的探测设备飞到万米高空之上，然后展开臭氧水平的检测。后来科学家了解到该航空公司从年就开始与一些科学机构展开合作，其中不少研究都是与臭氧水平相关的，因此科学家从该航空公司获得了过去22年探测数据。通过对这些数据的分析，科学家发现曾经一些臭氧水平比较低的地区，进入21世纪后臭氧水平明显增加，其中就包括印度地区和东南亚地区。不仅如此，他们还发现这些地区的大气层臭氧含量超出了正常水平，并对此表示担忧。臭氧含量增多为什么会引发担忧？硬币有正反两面，任何事物都有好的一面和坏的一面，在我们的认知中，臭氧似乎只有保护地球生物的作用，而不会伤害生物，因为臭氧能与宇宙辐射结合，起到削弱辐射保护地球生物的作用，但当它的含量超出了正常水平，而且是臭氧层之外的区域发生了这种情况，那么臭氧含量增多反而会产生负面作用。这次研究中发现的臭氧含量增多区域是对流层，距离地面大约10~15公里，该层次中的臭氧一般与低层大气中的臭氧进行互补流动，因此臭氧水平长期处于动态平衡状态。而臭氧层的距地高度是20~25公里，是大气层的最外层，所以能起到良好的保护作用。那么对流层的臭氧含量超出正常水平，会造成什么影响呢？有研究表明，当对流层的臭氧含量增多后，该区域对应的陆地动物会出现明显损伤的情况，尤其是肺部损失。此外，打破动态平衡的臭氧含量会导致植物萎缩，进而影响生态系统的稳定性。总而言之，臭氧也并非只有好处而没有坏处，将它放在臭氧层中，它就能发挥积极作用。但将它放在对流层中，有可能发挥消极作用。什么原因导致了臭氧含量的变化？大气层中的臭氧含量变化分为两种情况，一种情况是含量减少，另一种情况是含量增加。先来说说臭氧含量减少的原因，也就是臭氧层被破坏的原因。一般情况下，臭氧含量受到太阳活动的影响。太阳辐射的变化情况会影响到大气的温度场和压力场，这两个因素的变化会影响生成臭氧的化学成分的移动和输送，进而影响臭氧的生成。但从上世纪六七十年代开始，科学家们逐渐发现化学物会直接与大气中的臭氧发生反应，使得臭氧的含量降低、臭氧的生成受到抑制。根据研究发现，能与臭氧进行活跃反应的化学物质有氧化亚氮、水蒸气、甲烷、氟氯烃等。这些物质在大气层中原本是稳定物质，但在紫外线辐射的作用下活化成了臭氧的反应物。臭氧的增多分为相对增多和绝对增多，相对增多的参考标准是变化后的水平，绝对增多的参考标准是正常水平。举个例子，上世纪后期大气臭氧水平跌破正常水平，这是变化后的水平，之后臭氧水平的升高就是相对这一水平而言。对流层的臭氧存在正常水平，因此这种情况的臭氧水平增加属于绝对增加，目前科学家们还未找到相应的原因。谁是第一个发现臭氧的人？许多人第一次听到“臭氧”这个词，都会好奇这种气体是不是有臭味的氧气。臭氧这个名字确实是这么来的，背后的故事要从多年前说起。当时德国有一位名为先贝因的科学家，在一次水电解实验中闻到了一股臭味，这股臭味引起了先贝因的注意。他先后多次将该气味与自然闪电过后产生的气味相比，发现两者的气味十分相似，于是先贝因为其取名为臭氧。虽然先贝因是第一个发现臭氧的人，但法国科学家法布里才是第一个发现臭氧层的人，他在20世纪初达成了这一成就。之后英国地球物理学家卡普满提出观点，认为臭氧层主要由氧分子和氧原子组成。低层次的氧分子跨越到更高的区域，在紫外线的作用下产生分解，进而产生臭氧。臭氧是大气层必不可少的组成部分，它的存在让地球环境变得宜居，因此很难想象如果臭氧层消失了，地球自然环境将会变成什么样。同时这次研究也引起了科学家对大气臭氧的再次