臭氧是什么

氧气的出现是地球破天荒地的一件大事。它改变了地球表面的一切。铁矿得以形成，气候变得冷热变化，地貌发生了改变，更重要的是真核细胞诞生了。其对地球环境和生命演化的影响一直延续至今。而臭氧层的出现，是氧气与紫外线发生化学反应的结果。从宇宙中射入的强烈紫外线与地球大气中的氧分子（O2）接触，氧分子被分解为两个氧原子（O），孤立的氧原子与其他氧分子相结合形成了O3，即臭氧。臭氧吸收紫外线，被分解为氧分子和氧原子，再次产生其他臭氧。臭氧层的形成同样对地球生命演化产生了深远的影响。

臭氧是什么

臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。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。

发现

人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，由此将其命名为臭氧。臭氧层由法国科学家法布里于20世纪初发现。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。60公里以上的高空，太阳紫外线强，氧分子大量离解，三体碰撞机会减少，臭氧含量极少。5公里以下低空，紫外线大大减弱，氧原子很少，难以形成臭氧。在20～25公里高度范围内，既有足够的氧原子，又有足够的氧分子，最有利于三体碰撞，形成的臭氧每年约有500亿吨。

形成

自然界中的臭氧，大多分布在距地面20Km--50Km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O)，与碳（C）反应生成二氧化碳（CO2）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。

时空变化

地球大气层中臭氧总量有较明显的时空变化：赤道附近最低，纬度60°附近最高；任一地区在春季最大，秋季最小；在一天内臭氧含量通常是夜间高于白天；在亚洲中纬度地带，当西伯利亚气团侵入时，臭氧总量明显增加，而赤道气团来临时，其总量减小。

太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面。尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多，存在比较丰富的臭氧。

臭氧层自愈为何不是好事

臭氧层的主要消耗模式有两种，一种是由于氟氯化碳等化学物质的存在，臭氧被大量消耗。因此，人类在制冷、灭火和其他应用中使用了新的化学品进行替代，包括美国在内的多个国家也都明令禁止使用氟氯化碳作为气雾剂推进剂。

另外一个臭氧消耗模式则是一些自然过程，例如大型火山喷发也会对臭氧水平产生间接影响。皮纳图博山1991年的喷发产生了大量气溶胶，这些气溶胶也不可避免地破坏了臭氧层。不过自然对臭氧层的影响往往是短暂的，不会持续很多年。

人类活动的克制，加上臭氧层自身的自愈功能，使得臭氧层的情况有所好转。有科学家发现，极地上空，尤其是南极上空的臭氧层就有着很明显的自愈情况，而一旦极地上方的臭氧层能够恢复，这也意味着极地的升温进程会被延缓。

然而，科学家表示，臭氧层的向好发展并不意味着可以有一个皆大欢喜的结果，因为臭氧层的恢复影响了地球的大气环流。有研究发现，地球上重要的热带环流哈德里环流，它也是平衡南北半球温度的重要环流，正在将积累的热量不断带到高纬度地区。

它本身是可以平衡气候的环流，但是却成为了增加极端天气发生几率、改变地区气候特征和影响海洋温度的罪魁祸首，而其发生的变化与臭氧层自愈恢复的关系很大。有分析指出，这说明臭氧层的自愈实际上是将臭氧分子从低纬度地区移动到了高纬度地区。

这种过程尽管暂时补全了高纬度地区的臭氧，但是热带地区的臭氧反而变得更薄了，未来热带地区只能越来越热，最后无法生存。这就跟拆东墙补西墙是一个道理，地球的自我修复无法完全解决人类留下的问题，而是只能饮鸩止渴。