(一)温室效应的形成

   二氧化碳和悬浮粒子是决定地球温度以至气候的关键因素。当太阳辐射向大气层时,只有穿透大气层的辐射才是实际参加到地球能量平衡的,有一部分则反射回太空,因此大气层反射越多,地球接收的能量越少。光辐射是从云的上表面、烟雾层、尘埃粒子等物质上反射去的,因而悬浮粒子越多,反射作用越大,地球上获得能量越少,温度越低。

CO2是影响地球能量平衡的另一方面,即吸收太阳辐射的红外线。当太阳光照射到地球表面时,使地球变暖,这种热能又以红外线的形式向太空辐射,再次被CO2吸收,从而使大气成为地面的保温层,起到保温作用,这就是温室效应。能生成温室效应的气体称为温室气体,包括CO2、NO2、CH4、O2、氟氯烃等,但主要是CO2,约占60%以上。除去大气中的CO2,地球每年平均气温将下降32℃。

大气中CO2增加的主要原因有二::-是工厂、家庭、汽车、轮船、飞机等的化石燃料的燃烧,释放大量的CO2。全世界化石燃料燃烧消耗量占一次能量消耗的78%,每年排出大气中的CO2达50×108t,并逐年递增。19世纪中叶大气中的CO2含量为260-280ppm。CO2浓度巨增的原因之二是森林的毁坏。森林植被的光合作用可吸收CO2,放出O2,对CO2的浓度起调节作用,但是由于热带森林主要集中在近赤道地区的发展中国家,由于人口增加,不适当的毁林开荒,使森林面积逐年下降。同时,在烧毁森林时,还向大气释放出大量的CO2。

(一)臭氧层的作用

臭氧层的存在是紫外线促使形成的,它使一些氧分子裂解为游离的氧原子,并和另一些氧分子结合成臭氧,同样臭氧裂变成氧气,氧和臭氧在平流层内保持平衡(O2+O    

O3)。因此臭氧是太阳紫外线的一种“过滤器”,能够滤掉70%-90%的太阳紫外线,从而防止地球生物和人免受过量紫外线的伤害,并能帮助调节地球气候。

   1.臭氧层对人类的防护作用:臭氧层具有非常强烈的吸收太阳紫外线的功能,可以吸收太阳紫外线中对人类有害的部分(UV-B,280-320nm)。臭氧层破坏后,太阳紫外线长驱直入,UV-B辐射增强,会导致眼损伤,尤其是白内障;UV-B能损坏蛋白质和DNA,引起细胞死亡或改变遗传信息,进而导致皮肤癌; UV-B水平增加抑制人体免疫系统的功能,可能增加人体皮肤的传染病。

2.臭氧层对生物的防护作用:臭氧层吸收太阳辐射,它起着保护地球表面生物,使之免受破坏性紫外线的照射。UV-B能损伤植物激素和叶绿素,使光合作用降低,从而影响农作物的产量,也可能导致某些生物物种的突变。UV-B辐射对地球生态系统有破坏作用,使处于食物链底层的浮游生物的生产力下降,从而严重改变食物链结构。

3.臭氧对地球气候的调节:臭氧也一种温室气体,如低层大气中的臭氧浓度增高,也会吸收地球表面反射回宇宙空间的红外辐射,导致地球增温变暖。大气层上部的臭氧吸收紫外线的过程也可帮助调节地球气候。

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