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臭氧密度比空气大,为什么不掉下来?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:生物作业 时间:2024/05/10 22:38:19
臭氧密度比空气大,为什么不掉下来?
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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,这臭氧层正是人类赖以生存的保护伞.
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(这就是臭氧不会掉下来的原因).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.(臭氧有极强的氧化性,少量的臭氧会使人感到精神振奋;但过强的氧化性也使其具有杀伤作用,详见自由基).
在距离地球表面15~50公里的平流层中,含有大量的臭氧,能有选择地吸收短波太阳辐射能.由于这种吸收作用,使得对人体和其他生物有致癌和杀伤作用的紫外线和X射线等短波辐射能在到达地面前大部分被吸收,从而使人类免受其伤害.近年来,由于氟利昂的大量使用,使臭氧层的平衡受干扰,其反应过程为:
CFCl3+紫外线→自由氯原子(Cl)
Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2
氟利昂到达大气上层后,在紫外线照射下分解出自由氯原子,氯原子与臭氧发生反应,使臭氧分解.由于氯原子在发生上述反应后能重新分解出来,所以高空中即使有少量氯原子,也会使臭氧层受到严重破坏.另外,核爆炸和喷气式飞机在高空中的飞行都会使那里的臭氧减少.据分析,平流层中的臭氧减少1%,到达地面的紫外线强度便增加2%.据估计,由于人类活动的影响,臭氧含量已减少了3%.到2025年,可能减少10%.臭氧层的破坏将使紫外线等短波辐射增强,导致皮肤癌患者增加,同时对自然生态系统带来严重影响.维护臭氧层的平衡,已成为一个全球性的环境问题.