Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Hvilken procentdel af UV absorberer ozon?

Højt i stratosfæren, omkring 32 kilometer over jordens overflade, er betingelserne helt rigtige for at opretholde en koncentration på 8 dele pr. Million ozon. Det er en god ting, fordi den ozon stærkt absorberer ultraviolet stråling, der ellers ville skabe forhold uskadelige for livet på Jorden. Det første skridt til at forstå ozonlagets betydning er at forstå, hvor godt ozon absorberer ultraviolet stråling.

Ozonlaget

Ozon dannes, når et frit oxygenatom kolliderer med et oxygenmolekyle . Det er lidt mere kompliceret end det, fordi et andet molekyle skal være i nabolaget for at skubbe den ozonformende reaktion sammen. Et iltmolekyle består af to oxygenatomer, og et ozonmolekyle består af tre oxygenatomer.

Ozonmolekyler absorberer ultraviolet stråling, og når de opdeles, opdeles de i et oxygenatom med to atomer og et frit oxygenatom . Når lufttrykket er lige, vil det frie ilt hurtigt finde et andet iltmolekyle og lave et andet ozonmolekyle.

På den højde, hvor ozondannelsen er i overensstemmelse med ultraviolet absorptionshastighed, er der en Stabil ozonlag.

Ultraviolet stråling

Ultraviolet eller UV-stråling kaldes ofte UV-lys, fordi det er en form for elektromagnetisk stråling, der kun er lidt anderledes end synligt lys. Den lille forskel er dog meget vigtig, fordi bundter af UV-lys indeholder mere energi end synligt lys. UV spektret begynder hvor det synlige spektrum slutter, med bølgelængder omkring 400 nanometer (mindre end 400 milliarder af en gård). UV-spektret dækker bølgelængdeområdet ned til 100 nanometer. Jo kortere bølgelængden er, desto højere er strålingens energi. UV spektret er opdelt i tre regioner, kaldet UV-A, UV-B og UV-C. UV-A dækker fra 400 til 320 nanometer; UV-B fortsætter ned til 280 nanometer; UV-C indeholder resten, fra 280 til 100 nanometer.

UV og materiel

Samspillet mellem lys og materiale er en udveksling af energi. For eksempel kan en elektron i et atom have ekstra energi at slippe af med. På en måde kan det dumpe den ekstra energi ved at udsende et lille bundt af lys kaldet en foton. Fotonenergien matcher den ekstra energi, elektronen slippe af med. Det virker også omvendt. Hvis en fotons energi præcist svarer til den energi, der er brug for af en elektron, kan fotonet donere den energi til elektronen. Hvis fotonet har for meget eller for lidt energi, vil det ikke blive absorberet.

Ultraviolet lys har mere energi end radio, infrarødt eller synligt lys. Det betyder, at nogle ultraviolette - især de kortere bølgelængder - har så meget energi, at de kan rive elektroner væk fra deres hjemmeatomer eller molekyler. Det er en proces kaldet ionisering, og det er derfor ultraviolette bølger er farlige: De ioniserer elektroner og beskadiger molekyler. UV-C-bølger er de farligste, så kommer UV-B og endelig UV-A.

Ozonabsorption

Det viser sig, at energiniveauerne af elektroner i ozonmolekylet matcher ultraviolet spektrum. Ozon absorberer mere end 99 procent af UV-stråler - den farligste del af spektret. Ozon absorberer omkring 90 procent af UV-B strålerne - men de 10 procent, der gør det igennem, er en stor faktor ved at fremkalde solskoldninger og udløse hudkræft. Ozon absorberer omkring 50 procent af UV-A-strålerne.

Disse tal afhænger af tætheden af ​​ozon i atmosfæren. Chlorfluorcarbonudslip ændrer balancen mellem ozondannelse og ødelæggelse, vipper den mod destruktion og reducerer ozonens tæthed i stratosfæren. Hvis denne tendens skulle fortsætte på ubestemt tid, forklarer NASA, hvor alvorlige følgerne ville være: "Uden ozon ville Suns stærke UV-stråling sterilisere Jordens overflade."