地球臭氧何時了

科教處

　　但是，目前臭氧洞仍在持續的擴大，地球上空平流層的臭氧量還在逐漸降低。在此，我們將以各種角度與讀者一起探討臭氧洞事件的來龍去脈。

吳豐智  曾如玲

　　 從1970年代開始，南半球每逢春季，科學家便會在南極上空觀測到臭氧層有顯著減少的現象，宛如破了一個大洞，因此稱為「臭氧洞」。此臭氧洞一年一年的增大，直至1995年南極上空的臭氧洞面積已經擴大為歐洲大陸約兩倍，引起全世界密切的關注，並召開了多次的國際性會議企圖挽救這場地球可能面臨的浩劫。

　　截至目前臭氧洞仍在持續的擴大，地球上空平流層的臭氧量還在逐漸降低，值得我們一起來關心了解。在此，我們將以各種角度與讀者一起探討臭氧洞事件 的來龍去脈，使您了解科學發展能夠帶給人類便利，但是如果不經由審慎的評估對生態環境的衝擊，可能會引起無限的災禍;藉此事件警惕省思，希望今後您我在從事科學活動，對新產品、新技術的開發時，能多化一份心思去思考對環境可能造成的衝擊或傷害，進而適切地防患，使人類在享受科學文明便利之時，同時也能擁有舒適、健康、永續的美好生活環境。

　　在數億年以前，地球上的大氣中沒有臭氧層，地球的表面受到來自太陽的紫外線強烈照射，地面上沒有生物存在，僅有少數生物生存在水中，因為水能吸收紫外線，水中綠色植物不斷地吸收大氣中的二氧化碳，釋放出氧氣，擴散到空氣中，而其中一部分的氧氣在大氣層的上層，受到紫外線的作用，依右上表裡所示的反應式，氧氣變成了臭氧而產生了臭氧層。

　　臭氧層對地球上的生命相當重要，因它能濾除紫外線，地球上生物才能登上陸地，展開另一種燦爛多姿的地表生活。

大氣層構造

　　大氣層由地表向外，可區分為對流層(0~20km)、平流層(20~50km)、中間層(50~100km)、電離層(100~l000km)和磁氣層(1000km以上)等五個氣層，其中氣體的99.9%集中於50k處，此部分的大氣厚度若與地球直徑相比較，即可看出這個氣層是非常薄的。大部分的臭氧則聚集於平流層中，吸收來自太陽的紫外線能量，致使平流層中高度愈高，溫度愈高，所以平流層不會有垂直方向的擴散，而只有水平方向的流動。

臭氧層的功能及破壞　　　　　　

　　地球上的生物能在陸地上生活，是因為集中在平流層中的臭氧，對於陽光中的紫外線具有隔除的作用，如果沒有臭氧層的話，進入大氣層的紫外線很容易被細胞核吸收，破壞生物的遺傳物質DNA,陸地上的生物便無法存在了、而保護所有生物的臭氧層，目前正受到人類持續不斷
的破壞。據科學研究，臭氧減少10%。紫外線可能增加20%，同時皮膚癌患者可能增加30%，此外還會產生下列幾種現象:

(1)白內障罹患率增加。
(2)免疫系統受到抑制。
(3)穀物的收成且減少，品質降低。植物和浮游生物減少，
　破壞自然界的生物鏈。
(4)塑膠、橡膠製品加速老化。
(5)紫外線直射會引起對流層臭氧二增加，致使產生光化學
　煙霧，造成空氣污染。

南極的臭氧洞　　　　　　

　　 南半球以南極為中心形成圓形極渦，極渦內部氣溫相當低，由地面排出的CFCs(氟氯碳化合物)等物質，冬季時曾在南極上空形成氣溶膠狀的極平流層雲，當南極春季(9~11月)回暖時，CFCs經陽光照射紫外線的反應作用，釋放出大量氯原子，將臭氧破壞造成總臭氧量極端的減少，又因為在南極上空臭氧層在初春時不易得到赤道形成的臭氧補充，於是便形成顯著的臭氧洞終於在1995年10月10日，南極上空的臭氧分布小於220D.U.(Dobson unit，臭氧量單位是將該大氣層中臭氧，換算成攝氏0度，l大氣壓下的厚度，lD.U.相當於0.0l公釐)的區域達2280萬乎方公里，是歐洲大陸面積約兩倍。北半球的極渦因中心與北極是錯開的，極渦不是圓形，結構鬆散，較不易形成臭氧洞，但在1980年代起，幾乎整個地球平流層的臭氧都有減少的傾向，科學家的觀察顯示，自1979~1991年北緯45°上空的臭氧層濃度減少1.7%(秋天)~5.6%(冬天)，而在南緯45°上空者則減少了4.4%(秋天)~6.2%(冬天)。<相關資料>

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