臭氧层

平流层中臭氧浓度较高的区域
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臭氧层（Ozone layer），指的是地球大气层中臭氧浓度较高的区域，主要分布于平流层的下部，即距地面10~16千米的位置，延伸至50千米处。[1]其厚度会因为季节、纬度变化而变化，2011年，科学家发现金星上也存在一层较薄的臭氧层。[3]
1913年，法国物理学家亨利·布瓦松和查尔斯·法布里提出了在较高层大气中存在臭氧层这一理论。1930年英国地球物理学家卡普曼提出，大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。[4]臭氧层非常薄，若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，其厚度平均仅为3毫米左右。[5]臭氧层形成于大气层氧气吸收太阳紫外线后发生的光解反应，对地球有重要的保护作用。紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害。透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。臭氧层几乎全部吸收了200~280纳米波段的紫外辐射（UV-C），也吸收了约90%的280~320纳米波段的紫外辐射（UV-B），这两个波段的辐射可杀死或严重损害地球上的生灵。[6]
上世纪80年代初，科学家发现南极上方的臭氧层在变薄，[7]人类活动正在干扰和破坏着大气层上层臭氧的自然平衡，使臭氧的含量大为减少，南极上空甚至出现了臭氧层空洞，[8]臭氧层的臭氧减少1%，将会使到达地面的紫外辐射增强1%。[6]除此之外，臭氧层被破坏还会对植物、水生生态、生物化学循环、材料、对流层大气等多个方面造成破坏。[2]因此，联合国组织签订了《保护臭氧层的维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等多个国际公约。[5]2022年12月，中国履行《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》30年，累计淘汰消耗臭氧层物质（ODS）约50.4万吨。[9]

提出和发展

1913年，法国物理学家亨利·布瓦松和查尔斯·法布里提出了在较高层大气中存在臭氧层这一理论。[4]1930年英国科学家悉尼·查普曼发现臭氧层形成的光化学机制，即查普曼循环。在查著曼循环中，太阳能辐射引起氧分子的分解，从而产生自由氧原子。自由氧原子与其他分子氧结合形成皇氧分子，同时皇氧分子也会分解成氢原子和分子氧。[10]