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臭氧层的科学

臭氧层是地球大气的重要组成部分,它保护我们免受来自太阳的有害紫外线辐射。但是如果臭氧层逐渐消失会发生什么呢?大约30年前,大气科学家预测这种情况会发生——而且是由人类活动引起的。

臭氧层通过在平流层将紫外线辐射转化为热能来保护地球。它在O中含有氧气2(两个原子)和O3.(三个原子)状态:紫外线击中O2分子,并将它们分解成单个氧原子,然后每个氧原子与现有的O原子结合2分子,把它们变成O3.(臭氧)。这种化学反应重复进行,阻止了高达99%的紫外线辐射到达地球表面。

筛选紫外线辐射是很重要的,因为紫外线c对所有生物都有害,而紫外线b辐射能造成晒伤和DNA损伤,从而导致皮肤癌。大多数UV-A辐射会到达地球表面:虽然危害较小,但仍会导致晒伤和皮肤癌,这说明了在户外涂防晒霜的重要性。

大气科学家几十年前就发现臭氧层正在被人类制造的有害化学物质破坏。主要的罪魁祸首是用于气溶胶产品的氯氟烃(CFCs)和用于制冷和空调的氢氯氟烃(HCFCs)。为此,联合国于1987年起草了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,在国际上禁止或逐步停止使用这些消耗臭氧层的化学品。已经或正在开发新的、危害较小的化学品来取代氯氟烃和氟氯烃。

1994年,联合国将9月16日定为保护臭氧层国际日,以纪念《蒙特利尔议定书》的签署。由于臭氧层预计将在2050年至2070年间恢复,《蒙特利尔议定书》和其他禁止消耗臭氧层化学品的努力被认为是国际科学外交的成功范例。

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图片来源:联合国环境规划署

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