大气臭氧

臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层中。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球。大气臭氧总含量随高度、纬度、季节和天气条件变化。大气臭氧在大气层中进行着循环式流动。

形成机理

臭氧层中的O3，是分子氧(O2)在高空太阳辐射的作用下，首先分离出原子氧(O)，然后O又和O2结合而形成的。正常情况下，臭氧层中O3的形成和分解的速率大体相等，因此，O3的总量处于一种基本平衡的状态。地球周围的臭氧层，仅占整个大气圈的百分之一，但是它能够有选择地吸收对人类和生物有害的紫外线和其它短波太阳辐射能，而让对人类和生物无害的0.3μm以上的长波辐射顺利通过，所以能保护人类和生物免受过多紫外线和短波辐射的伤害，使地球上的生物得以生存、繁衍。这是地球演化过程中形成的一个奇妙的平衡。

总量及分布

大气臭氧总量是指分布在整个大气层内臭氧的总量。大气臭氧总含量随高度、纬度、季节和天气条件变化。

垂直分布

大气臭氧垂直分布是指大气臭氧含量随高度的分布。大气臭氧总含量校订到标准状态，它的厚度一般在1.5 - 4.5 mm之间，平均值为2.5mm，与二氧化碳的含量相近。臭氧只占空气的四百万分之一。这些臭氧分子混合在空气中，主要分布在10 - 50km之间。综合气球、火箭以及其他光学方法的探测结果，其含量（每立方米中臭氧个数）随高度的分布如图1所示。可以看出最大臭氧含量在22km附近，而35km以上臭氧含量则按指数递减。在低层如16km以下，臭氧垂直分布有很大的变化。

年平均分布

图2为大气臭氧总量的年平均分布情况，它显示了臭氧总量随纬度的变化，图2中有几个臭氧总量的高值中心，分别在北欧、北美、西伯利亚和南太平洋。

臭氧总量沿纬圈平均的极大值在70°N和50°S附近，极小值在赤道附近，如图3。

月际变化

图4为不同纬度上大气臭氧总量的月际变化及其规律，表明任一地区臭氧层的厚度在春季最大，秋季最小。北京地区臭氧的季节变化也有此规律，如图5。

大气臭氧总量的变化，还与天气条件有关。在某些地区，如果11 - 16km高度上的气流自高纬流向这里，则臭氧含量增加，如果气流来自热带低纬度，则臭氧含量减少。当西伯利亚气团侵入亚洲中纬度地区时，臭氧含量明显增加；而赤道气团来临时，则其含量减小。

循环流动

大气臭氧在大气层中进行着循环式流动。由于太阳紫外线辐射的作用，在赤道平流层中形成一个臭氧源区，随着大气环流向高纬传输。由于对流层及平流层的交换作用，有臭氧沉降到对流层并遭到破灭和消失。臭氧在对流层及平流层下层大气中具有保守性，可以作为大气环流的示踪。臭氧环流情况，如图6所示。

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