小編團(tuán)隊(duì)獲悉，《關(guān)于臭氧層的二十個(gè)問答：2022年更新》（Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2022 Update）報(bào)告于2023年5月3日發(fā)布。小編現(xiàn)將問題1“什么是臭氧，它是如何形成的，它在我們的大氣中的什么地方？”翻譯發(fā)布，供讀者了解與參考。

《關(guān)于臭氧層的二十個(gè)問答：2022年更新》報(bào)告封面

什么是臭氧？

臭氧是一種自然存在于大氣中的氣體。臭氧化學(xué)式為O3，因?yàn)橐粋€(gè)臭氧分子包含三個(gè)氧原子（見圖Q1-1）。

Q1-1 臭氧和氧氣。一個(gè)臭氧分子（O3）包含三個(gè)氧原子（O）結(jié)合在一起。氧氣（O2）約占地球大氣中氣體的21%，由兩個(gè)氧原子結(jié)合在一起組成。

臭氧于19世紀(jì)中期在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)。大氣中臭氧的存在是后來(lái)用化學(xué)和光學(xué)測(cè)量方法發(fā)現(xiàn)的。臭氧這個(gè)詞來(lái)源于希臘語(yǔ)óζειν （ozein），意思是“氣味”。臭氧有一種刺鼻的氣味，即使含量很低也能被探測(cè)到。臭氧與許多化合物反應(yīng)迅速，濃度高時(shí)具有爆炸性。放電通常用于產(chǎn)生臭氧，用于工業(yè)過程，如空氣和水的凈化以及紡織品和食品的漂白。

臭氧的位置

大部分臭氧（約90%）存在于平流層中，平流層從地球表面上方10 -15公里處開始，一直延伸到50公里的高度。臭氧濃度最高的平流層區(qū)域，大約在海拔15至35公里之間，通常被稱為“臭氧層”（見圖Q1-2）。

圖Q1-2 大氣中的臭氧。臭氧存在于整個(gè)對(duì)流層和平流層。這張剖面圖圖解地顯示了熱帶地區(qū)臭氧是如何隨海拔變化的。大部分臭氧存在于平流層的“臭氧層”中。這一層的垂直范圍或厚度在全球因地區(qū)和季節(jié)而異。近地表臭氧的增加是人類活動(dòng)釋放的空氣污染物的結(jié)果。直接接觸臭氧對(duì)人類和其他形式的生命是有害的。

平流層臭氧層覆蓋了整個(gè)地球，只是其高度和厚度有所不同。剩余的臭氧大部分（約10%）存在于對(duì)流層，對(duì)流層是大氣的最底層，位于地球表面和平流層之間。對(duì)流層空氣是“我們呼吸的空氣”，因此，對(duì)流層中過量的臭氧具有有害后果。

臭氧豐度

臭氧分子只占大氣中氣體分子的一小部分。大多數(shù)空氣分子不是氧（O2）就是氮（N2）。在接近臭氧層峰值濃度的平流層，每10億個(gè)空氣分子中通常有幾千個(gè)臭氧分子。在地球表面附近的對(duì)流層，臭氧甚至更少，每10億個(gè)空氣分子中只有20到100個(gè)臭氧分子。接近地表的臭氧值最高的地方是受人類活動(dòng)污染的空氣?！柏S度”一詞是指大氣氣體或其他物理量的濃度或量。

為了說(shuō)明大氣中臭氧含量相對(duì)較低的情況，我們可以想象一下，把對(duì)流層和平流層中的所有臭氧分子帶到地球表面，形成一層覆蓋整個(gè)地球的純臭氧。生成的層的平均厚度約為3毫米（0.12英寸），科學(xué)家將其報(bào)告為300多布森單位（Dobson Units）。盡管如此，這極小的一部分大氣在保護(hù)地球上的生命方面起著至關(guān)重要的作用。

平流層的臭氧

平流層臭氧是由太陽(yáng)紫外線輻射（陽(yáng)光）和氧分子的化學(xué)反應(yīng)自然形成的，氧分子約占大氣的21%。第一步，太陽(yáng)紫外線將一個(gè)氧分子（O2）分解為兩個(gè)氧原子（2O）（見圖Q1-3）。

Q1-3 平流層臭氧的產(chǎn)生

在第二步中，這些高活性的氧原子與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧分子（O3）。只要平流層中有太陽(yáng)紫外線輻射，這些反應(yīng)就會(huì)不斷發(fā)生。因此，最大的臭氧產(chǎn)生發(fā)生在熱帶平流層。

平流層臭氧的產(chǎn)生與化學(xué)反應(yīng)中臭氧的破壞相平衡。臭氧不斷地與陽(yáng)光以及平流層中各種自然和人為產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在每一個(gè)反應(yīng)中，臭氧分子都會(huì)損失，同時(shí)產(chǎn)生其他化合物。破壞臭氧的重要活性氣體是氫和氮氧化物以及含有氯和溴的氣體。一些平流層臭氧有規(guī)律地向下輸送到對(duì)流層，偶爾會(huì)影響地球表面的臭氧量。

對(duì)流層臭氧

在地球表面附近，臭氧是由自然來(lái)源和人類活動(dòng)排放到大氣中的氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。對(duì)流層中臭氧的產(chǎn)生主要是由碳?xì)浠衔锖偷趸餁怏w的反應(yīng)產(chǎn)生的，所有這些都需要陽(yáng)光才能完成。

化石燃料燃燒和森林砍伐是導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)流層臭氧的污染氣體的主要來(lái)源。與平流層一樣，對(duì)流層中的臭氧也會(huì)因自然發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和人為產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而遭到破壞。當(dāng)臭氧與各種表面（如土壤和植物表面）發(fā)生反應(yīng)時(shí)，對(duì)流層臭氧也會(huì)被破壞。

化學(xué)過程的平衡

平流層和對(duì)流層的臭氧豐度是由產(chǎn)生和破壞臭氧的化學(xué)過程之間的平衡決定的。平衡取決于反應(yīng)氣體的數(shù)量，以及各種反應(yīng)的速率或有效性如何隨陽(yáng)光強(qiáng)度、大氣位置、溫度和其他因素而變化。當(dāng)大氣條件在某一地點(diǎn)發(fā)生有利于臭氧生成反應(yīng)的變化時(shí)，臭氧豐度就會(huì)增加。同樣，如果環(huán)境發(fā)生變化，有利于其他破壞臭氧的反應(yīng)，臭氧的豐度就會(huì)減少。產(chǎn)生和損失反應(yīng)的平衡，加上輸送和混合臭氧豐度不同的空氣的大氣運(yùn)動(dòng)，決定了臭氧在幾天到幾個(gè)月的時(shí)間尺度上的全球分布。從20世紀(jì)70年代到90年代末，由于人類活動(dòng)導(dǎo)致平流層中含有氯和溴的活性氣體的數(shù)量增加，全球平流層臭氧減少。

譯者注：本文翻譯自2023年5月3日發(fā)布的報(bào)告《關(guān)于臭氧層的二十個(gè)問答：2022年更新》（Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2022 Update）。

報(bào)告全文詳見：
https://ozone.unep.org/sites/default/files/2023-05/Final_20Qs%202022%20full%20document_26April2023_digital%20version.pdf

編譯：YJ

審核：Samantha

編輯：Tommy

來(lái)源: 中國(guó)綠發(fā)會(huì)