大气的组成及臭氧层
臭氧层的原理
臭氧层的原理臭氧层是指大气中的一层臭氧气体，它位于地球的平流层中，大约在15至30千米高度之间。
臭氧分子由三个氧原子组成，它的分子式为O3。
臭氧层是地球大气中非常重要的一部分，它能够吸收来自太阳的大部分紫外线，使其不会到达地球表面，从而保护地球生物免受强烈的紫外线辐射的伤害。
同时，臭氧层还对温室气体的增加起到一定的调节作用，缓和了地球气候的变化。
臭氧层的重要性不言而喻，但它同样也面临着许多危机，因此人们需要了解它的原理，以便更好地保护臭氧层。
臭氧层的产生和维持是由臭氧物质本身和太阳辐射共同作用的结果。
臭氧的生成过程可以简单地描述为：1. 太阳辐射中的一小部分在臭氧层中被反射、散射或直接传输；2. 通过反应链的形式，UV-C和大部分UV-B被吸收，而UV-A穿过臭氧层并到达地表；3. 在UV-C、UV-B、UV-A等辐射的作用下，光分解了O2分子，形成O·活性自由基；4. 在O·活性自由基的作用下，O2分子进一步分解，生成O3分子。
臭氧的分解同样也是通过反应链的形式进行的：1. 当UV升高，O3会被激发并成为O2和O单质；2. O单质和O2会产生更多O·活性自由基，从而加速O3的分解。
由此可见，臭氧的产生和分解是在太阳紫外线的作用下进行的。
太阳紫外线被地球大气层中的氧分子所吸收或散射，因此臭氧层镇压了来自太阳的大部分紫外线。
臭氧层对环境和人体的影响主要有以下两个方面：1. 紫外线的过滤作用：紫外线是电磁波的一种，它的波长在290至400纳米之间，它能够穿透大气层的大多数层次，其中包括地球表面和人类的生存区域。
UV-C是紫外线中能量最强的一种，它能够破坏DNA，引发细胞癌和皮肤癌。
紫外线B(UV-B)波长在280至320纳米之间，它能够进入皮肤的表层，破坏皮肤细胞，同时它也能够影响植物的生长和繁殖。
紫外线A(UV-A)波长在320至400纳米之间，虽然在小草中较少被注意到，但是也能够加速皮肤老化和损伤眼镜。
大气的组成和垂直分层
《蒙特利尔议定书》
１９８７年，由４６个国家签署此议定书。 1995年，有150多个国家的代表参加的维 也纳保护臭氧层国际会议规定，将发达国 家停止使用氟氯烃的期限提前到2000年， 发展中国家则在2016年停止使用，2040年 淘汰。
使水维持液态
从太空看地球和月球
地球
月坑
小 行 星
太空中飘浮的小行星
“爱神”小行 星
坑深５km
陨石坠入地球大气层
碰撞的瞬间
美国亚利桑那陨石坑
加拿大曼尼古根的陨石坑
大气对太阳辐射的作用
吸收
反射
散射
削 弱 作 用
能够到达地面的太阳辐射只剩下47%
大气的保温作用
太阳辐射
19% 34%
47%
作业
练习册 专题八
四、解读臭氧
•臭氧是一种具有刺激性气味，略带淡蓝 色的气体。 •在平流层中含有臭氧的比例约为90％。
•臭氧是地球表面生物免遭紫外线伤害的
保护者，可吸收约99％的紫外线。
1、臭氧洞的分布范围
南极、北极、我国青藏高原上空。
２０００年，南极上空的臭氧洞面积
创纪录达２８００万平方公里，相当 于４个澳大利亚。
大气逆 辐射
地面辐射
影响太阳辐射的主要因素 ①太阳高度角（纬度）
②大气层的厚度（海拔）和透明度（气候）
127℃
-183℃
28℃
24℃
没有大气的月球
有大气的地球
火星上的河床
火星上的溪谷
教学小结： Nhomakorabea1 ．这节课要知道组成大气的主要成分及其作 用；大气圈对地球生命的保护，以及太阳辐射 的影响因素； 2 ．理解大气的垂直分层结构，各层的主要特 征及其与人类的关系。 3.学会用气温的垂直分布图，说明大气垂直分 层结构，气温垂直变化，以及对流层、平流层 的主要特点； 4.能运用本节课相关知识解释一些地理现象。
大气层的组成和结构是怎样的它对地球的保护作用是什么
大气层的组成和结构是怎样的它对地球的保护作用是什么大气层是地球周围的气体包围层，由多种气体组成，并呈现出不同的结构。
它在保护地球免受宇宙辐射、降雨和调节气温等方面发挥着重要作用。
本文将介绍大气层的组成和结构，以及它对地球的保护作用。
一、大气层的组成大气层主要由氮气、氧气、水蒸气、稀有气体和其他气体组成。
氮气占据大气层的主要成分，约占78%。
氧气的比例约为21%。
水蒸气是另一个重要的成分，其含量会因地理位置、季节和天气状况而有所变化。
稀有气体如氩、氦、氖和氪的含量较低。
此外，大气层还包含一些其他气体，如二氧化碳、一氧化碳和甲烷等。
二、大气层的结构大气层可以划分为不同的层次，每个层次之间有明显的温度和压力变化。
1. 对流层（Troposphere）对流层是最接近地球表面的一层，其上界高度约为8至15千米，具体高度因地理位置而有所差异。
大部分天气现象和空气循环都发生在这一层。
由于地表加热，随着海拔的升高，温度逐渐降低。
2. 平流层（Stratosphere）平流层位于对流层之上，高度范围为15至50千米。
平流层中存在着臭氧层，它可以吸收太阳紫外线，并洁净和保护地球。
与对流层相比，平流层的温度随着海拔的升高而逐渐升高。
3. 中间层（Mesosphere）中间层位于平流层之上，高度范围为50至85千米。
在这一层中，温度随着海拔的升高而再次降低。
中间层是流星燃烧的地方，大部分流星都在这个层次被烧毁。
4. 热层（Thermosphere）热层位于中间层之上，高度范围为85至1000千米以上。
该层是光电层和国际空间站所在的层次。
尽管这一层的气体密度非常低，但温度却随着太阳活动的变化而显著升高。
5. 外层（Exosphere）外层是大气层的最外部，高度超过1000千米。
这一层中的气体密度非常低，向太空逐渐稀薄。
外层是地球大气层与太空之间的过渡区域。
三、大气层的保护作用大气层对地球具有多种保护作用，其中包括以下几个方面：1. 保护免受宇宙辐射大气层能够吸收和散射来自太空的紫外线和其他有害辐射。
第6章 大气臭氧
• 研究发现阳光中的 UV-B辐射对鱼、虾 、蟹、两栖动物和 其它动物的早期发 育阶段都有危害作 用。最严重的影响 是繁殖力下降和幼 体发育不全。
（四）对农作物的影响
• 在已经研究过的植物品种 中，超过50%的植物有来自 UV-B的负影响，比如豆类 、瓜类等作物，另外某些 作物如土豆、番茄、甜菜 等的质量将会下降；植物 的生理和进化过程都受到 UV-B辐射的影响，甚至与 当前阳光中UV-B辐射的量 有关。
第五节 保护大气臭氧层
1977年,联合国环境规划署设 立一个统筹委员会来研究臭 氧层
1978年,美国，加拿大，瑞典， 挪威禁止使用CFCs气溶胶。
1981年,UNEP开始启动保护 臭氧层的政府间协商。
1982年后,由于没有其他的措施， CFCs的消费又在增长。CFCs的工 业需求不因其破坏臭氧层而受影响。
速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料，尤
其是高分子材料的降解和老化变质。
• 阳光中UV-B辐射的增加会加速这些材料的光降解
，从而限制了它们的使用寿命。研究结果已证实 短波UV-B辐射对材料的变色和机械完整性的损失 有直接的影响。
第三节 对流层中的臭氧
• 在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污 染物，是光化学烟雾的组成部分之一。 • 许多涉及化学能量快速转化的人类活动，如内燃 机开动、复印机工作等等，都会产生臭氧，危害 人类健康。经常用激光打印机将会有臭氧的气味 ，在高浓度时会中毒。臭氧（O3）是一种强氧化 剂，容易与其他化学物质反应生成许多有毒的氧 化物。
臭氧层
• 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。
大气层的组成和作用
大气层的组成和作用大气层，就是我们生活的这个星球上的一层气体包层，它紧紧地护卫着地球，为我们的生命和文明提供了宝贵的保护。
那么，大气层是由哪些气体组成的呢？这些气体分别有什么作用？本文将为你一一解答。
一、大气层的组成大气层的组成分为四层，由近到远依次为对流层、平流层、中间层和外部层。
1. 对流层对流层位于大气层最上方，地球表面至海拔20公里处。
对流层主要由氮气（78.08%）、氧气（20.95%）和少量氩气（0.93%）等组成。
此外，对流层中还含有一定量的水蒸气、二氧化碳、氧气、氖气、氦气等气体。
2. 平流层平流层概念上位于对流层之上，海拔20公里至50公里。
平流层主要由臭氧（O3）组成，臭氧含量随海拔的升高而增加，因此这一层的颜色为蓝色，常被称为“臭氧层”。
3. 中间层中间层高度为50公里至80公里，在中间层中主要由电离层组成，而电离层的主要成分为自由电子和离子，主要成分为氧气O2和氮气N2，其中氧气的比例在低层增加，在高层有所减少，氮气则相反，这一层中的温度随海拔的升高而升高。
4. 外部层外部层是大气层的最外层，海拔最高达到6000公里左右。
外部层主要由氢、氦、氧、氮等气体组成。
二、大气层的作用1. 保护地球大气层对地球的保护起着至关重要的作用。
首先，对流层中的氮气、氧气等气体为生命提供了必需的氧气，并且屏蔽了我们身体外部的有害紫外线，保护我们的皮肤和眼睛不受伤害。
此外，臭氧层的存在，还能够有效地吸收紫外线，从而减少臭氧层以上地区的温室效应。
2. 维持气温平衡大气层可以吸收太阳辐射的一部分能量，再通过大气层中的空气流动以及大气层的辐射，将这部分能量传送到地球的各个角落，维持了地球上不断变化的气温平衡，为生物提供了适宜的生存环境。
3. 保护无线电通讯电离层的存在，还可以反射和折射无线电波，使得无线电通讯可以在地球表面和卫星之间传递，从而方便了我们的通讯方式，并且保证了军事、通讯等方面的正常运行。
地球大气层中的臭氧层
地球大气层中的臭氧层地球大气层是支撑地球上的生命活动的一道天然屏障，同时也是地球与外界交流的主要通道。
其中，大气层中的臭氧层具有非常重要的生态环保意义，其保护作用为人类社会、动物和植物提供了一定程度的保障。
本文将着重介绍臭氧层的构成、保护作用以及影响臭氧层的因素。
臭氧层的构成臭氧层是大气中的一层特殊区域，广义上包括从15km到50km 的大气层范围。
而狭义上的臭氧层是指处于30km到50km之间，通常被称为“臭氧层帽”的区域。
事实上，臭氧分布在整个大气层中，但这一区域中的臭氧浓度最高，因此它也是对大气层中臭氧作用最为明显的区域。
臭氧层中的浓度为O3，表明其分子由3个氧原子组成，具有较为稳定的结构。
而大气层中的氧原子主要存在于O2形式，两个氧原子分子之间通过紫外线加热作用会发生分子解离和电离过程，进而生成氧原子，这是臭氧形成的必要过程。
进一步地，在地球不同位置和时间，这些氧原子会与O2分子结合而形成臭氧。
总体来看，这一过程的主要驱动力就是太阳的紫外线辐射。
臭氧层帽中的臭氧形成会在自然过程中被不断地生成、稳定和被不稳定性资料氧夺回的过程中维持。
臭氧层的保护作用臭氧层的保护作用是由其对紫外线的吸收作用所导致的。
太阳辐射的电磁波主要包括可见光、红外线、紫外线等。
其中，紫外线都被分为UVA（400-320nm）、UVB（320-280nm）和UVC （260-200nm）三个波长区域，其中UVC的波长最短，但被臭氧层很好地阻隔在外，UVA的波长最长，几乎被臭氧层完全吸收，而UVB落在介于两者之间，在大气中持续其传播过程的同时会受到臭氧层的部分吸收，从而保持地球表面的紫外线辐射在可接受范围内，避免有害辐射对生物产生危害。
臭氧层的光学保护作用对生态环保的意义尤其重要。
臭氧层的破坏会加剧有害紫外线的照射，对人类产生的影响几乎包括各个层面，如皮肤晒伤和皮肤癌、白内障、免疫系统疾病等。
同时臭氧层的破坏还对动物和植物造成很大的影响，有数据显示，长期暴露下臭氧层损害会导致生殖能力损伤和身体功能障碍等，对生物体的长期影响极其不利。
大气层的组成及作用
大气层的组成及作用大气层是地球周围的气体层，它是地球生命存在的重要条件之一。
大气层主要由氮气、氧气、氩气和二氧化碳等气体组成，同时还含有少量的水蒸气、氦气、氖气、氪气等稀有气体。
这些气体在大气层中起着重要的作用，保护地球免受宇宙空间的辐射和小行星的撞击，同时也为地球上的生物提供了生存所需的氧气和二氧化碳。
本文将详细介绍大气层的组成及其作用。
一、大气层的组成1. 氮气（N2）：氮气是大气层中含量最多的气体，占据大约78%的比例。
氮气在大气层中起着稀释氧气的作用，保持了大气层的稳定性。
2. 氧气（O2）：氧气是生物生存的必需气体，它占据大气层中约21%的比例。
氧气通过呼吸作用，为动植物提供生存所需的能量。
3. 氩气（Ar）：氩气是大气层中的稀有气体之一，占据大约0.93%的比例。
氩气在大气层中起着稳定大气压力的作用。
4. 二氧化碳（CO2）：二氧化碳是大气层中的重要气体之一，占据大约0.04%的比例。
二氧化碳通过光合作用和呼吸作用，维持了地球上的生态平衡。
5. 水蒸气（H2O）：水蒸气是大气层中含量波动较大的气体，它在大气循环中起着重要的作用，影响着天气的变化。
6. 氦气（He）、氖气（Ne）、氪气（Kr）等稀有气体：这些稀有气体虽然含量很少，但它们在大气层中也发挥着一定的作用，如维持大气层的稳定性和保护地球免受宇宙射线的侵害。
二、大气层的作用1. 保护地球免受宇宙空间的辐射：大气层中的臭氧层能够吸收和反射太阳辐射中的紫外线，减少紫外线对地球的伤害，保护地球上的生物免受辐射的危害。
2. 保护地球免受小行星的撞击：大气层中的气体能够减缓小行星进入地球大气层的速度，使其在大气层中燃烧或破裂，减少对地球表面的撞击破坏。
3. 维持地球的温度：大气层中的温室气体如二氧化碳和水蒸气能够吸收地球表面的热量，形成温室效应，使地球表面温度适宜生物生存。
4. 促进大气循环：大气层中的气体通过对流、辐射和传导等方式，形成大气循环，使地球上的气候得以平衡和变化，为生物提供适宜的生存环境。
大气层中臭氧生成及消耗过程
大气层中臭氧生成及消耗过程大气层是地球上的一个重要保护层，它由数个不同层次组成，其中最重要的层次之一是臭氧层。
臭氧在大气中的生成和消耗过程对于地球的气候和生态系统都具有重要影响。
臭氧层位于地球大气层的同温层，大约位于地球表面以上10至50公里的高空范围内。
臭氧层的主要成分是臭氧分子（O3），它是由三个氧原子组成的。
臭氧层主要存在于大气层中的平流层和同温层之间的臭氧层。
臭氧在大气中的生成主要通过紫外线辐射引起的氧分子光解反应来进行。
当紫外线辐射照射到大气中的氧分子（O2）时，会将氧分子分解成两个独立的氧原子（O）。
这两个氧原子会与其他氧分子结合，形成臭氧分子（O3）。
这个过程被称为臭氧生成反应。
臭氧的生成过程主要发生在同温层的顶部，因为这个区域接受到最强烈的紫外线辐射。
然而，臭氧在大气中也会发生消耗的过程。
大气中的其他化学物质，例如氮氧化物（NOx）、氯氟烃（CFCs）和一氧化氮（NO）等，都可以与臭氧反应，并导致臭氧的消耗。
其中，氮氧化物主要来自于人类活动，例如汽车尾气和工业排放。
氯氟烃主要是一种人造化学物质，广泛应用于冷冻、空调和喷雾剂等产品中。
这些化学物质会在大气中逐渐分解，释放出氯和氟原子，它们与臭氧进行反应，破坏臭氧层。
一氧化氮则主要由火力发电厂和工业的燃烧过程中产生。
这些化学物质中的氮氧化物反应后形成一氧化氮，而一氧化氮与臭氧反应会产生亚氮酸和其他产物，从而导致臭氧消耗。
虽然臭氧在大气中消耗的过程是自然的，但人类的活动加速了这种消耗过程。
大量的氮氧化物和氯氟烃的排放导致臭氧的消耗速度超过了臭氧的生成速度，这也被称为臭氧空洞。
臭氧空洞的存在对地球上的生态系统和人类健康产生了深远影响。
臭氧层的减少会导致紫外线辐射的增加，对植物生长和光合作用产生负面影响，对人类的健康也有潜在危害。
紫外线辐射会对人体的皮肤和眼睛造成伤害，并增加皮肤癌和白内障等疾病的风险。
因此，保护臭氧层是非常重要的。
国际社会通过多边协议，例如蒙特利尔议定书和马德里议定书，禁止使用氯氟烃等有害物质，并控制氮氧化物的排放，以减缓臭氧消耗的速度。
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大气的组成及臭氧层
一、大气的结构与组成
大气是指包围地球外围的空气层，总质量大约为5.3 x 1015 t，仅是地球总量的百万分之一。
由于受重力的作用，大气从地面到高空逐渐稀薄，大气质量主要集中在下部，50%集中在5km以下，75%集中在10km以下，98%集中在30km以下。
一、大气结构
根据大气垂直方向上的热状况和运动状况，大气分为5层，见下图。
1、对流层
对流层是大气中最低的一层，底界为地面，上界高度从赤道向两极逐渐减小。
由于对流层和地面接触，从地面获得热量，使得大气温度随高度的增加而降低，通常每升高100m 大气温度降低0.65℃。
对流层内具有强烈的对流作用，其强
度随纬度的升高而减弱，即低纬度较强而高纬度较弱，这也就是对流层厚度为什么会从赤道向两极减少的原因。
对流层厚度低纬度地区为17～18km，中纬度地区为10～12km，高纬度地区为8～9km。
大气层质量的75%都集中在这里，云、雾、雨、雪等主要大气现象都发生在这一层，这里的空气地比较潮湿。
对流层下界，自地表向上延伸1～1.5km受地表影响最大，称为摩擦层或称为大气边界层。
对流层对人类生产、生活和生态平衡影响最大。
大气污染现象也主要发生在这一层，特别是近地面的大气边界层。
2．平流层和臭氧层
对流层顶上直至大约50km高度之间称为平流层。
该层几乎没有水汽，因此空气比较干燥。
垂直温度先是随高度增加而变化甚小，到30～35km高度基本保持在-55℃左右，再往上温度则随高度增加而上升，到平流层顶温度升至 -3℃以上。
对流层顶以上，平流层内臭氧量增加，在15～25km
臭氧浓度达到最大值，称为臭氧层。
臭氧层能吸收绝大部分太阳紫外线，阻挡了强紫外线辐射到地面，同时加热平流层，使地面生物和人类免受紫外线伤害。
3．中间层
离地表50～85km这一区域称为大气的中间层。
在平流层之上温度随着高度增加而下降，中间层的温度可降至
-100℃，在该层内又出现比较强的垂直对流作用。
4．热成层
中间层之上，上界可达800km以上的大气层称为热成层。
该层内大气因直接吸收太阳辐射而得到能量，因此温度随高度而增加，并且日变化和季变化明显，昼夜温差可达几百度，由于在太阳辐射的作用下，大部分气体分子发生电离，而且有较高密度的带电粒子，是电离层的主要分布层。
电离层能反射无线电波，其变化对全球的无线通讯有重大意义。
5．逸散层
这是大气圈的最外层，离地表800km以上。
由于大气向上越来越稀薄，地心引力减弱，以致一个气体质点被碰撞出这一层后，就很难有机会再被上层气体质点撞回来，而进入宇宙空间了。
逸散层是一层相当厚的过渡层，其高度约为2000～3000km，该层温度也随高度增加而升高。
二、大气组成
自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。
除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。
干洁空气的主要成分为
78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氩。
这三种气体占总量的99.96%，其它各项气体含量计不到0.1%，这些微量气体包括氖、氦、氪、氙等稀有气体。
在近地层大气中上述气体的含量几乎可认为是不变化的，称为恒定组分。
在干洁空气中，易变的成分是二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）等，这些气体受地区、季节、气象以及人类生活和生。