지구 표면에서 약 32km (20 마일) 위의 성층권에서 높은 오존 농도를 8ppm으로 유지하기에 적합한 조건입니다. 오존이 자외선을 강하게 흡수하여 그렇지 않으면 지구상에서 살기 힘든 조건을 만들 수 있기 때문에 좋은 일입니다. 오존층의 중요성을 이해하는 첫 번째 단계는 오존이 자외선을 얼마나 잘 흡수하는지 이해하는 것입니다.
오존층
오존은 자유 산소 원자가 산소 분자와 충돌 할 때 형성됩니다. 오존 형성 반응을 촉진하기 위해 다른 분자가 이웃에 있어야하기 때문에 그것보다 조금 더 복잡합니다. 산소 분자는 두 개의 산소 원자로 구성되고 오존 분자는 세 개의 산소 원자로 구성됩니다.
오존 분자는 자외선을 흡수하고, 그렇게되면 두 원자 산소 분자와 자유 산소 원자로 분리됩니다. 기압이 적절할 때 자유 산소는 다른 산소 분자를 빠르게 찾아 또 다른 오존 분자를 만듭니다.
오존 형성 속도가 자외선 흡수 속도와 일치하는 고도에서 안정적인 오존층이 있습니다.
자외선
자외선 (UV) 방사선은 가시광 선과 약간만 다른 전자기 방사선의 한 형태이기 때문에 종종 자외선이라고합니다. 그러나 UV 광선 묶음에는 가시 광선보다 더 많은 에너지가 포함되어 있기 때문에 약간의 차이가 매우 중요합니다. UV 스펙트럼은 가시 스펙트럼이 끝나는 곳에서 시작되며 파장은 약 400 나노 미터 (400 억분의 1 야드 미만)입니다. UV 스펙트럼은 파장 영역을 100 나노 미터까지 커버합니다. 파장이 짧을수록 복사 에너지가 높아집니다. UV 스펙트럼은 UV-A, UV-B 및 UV-C라는 세 영역으로 나뉩니다. UV-A는 400에서 320 나노 미터까지 커버합니다. UV-B는 280 나노 미터까지 계속됩니다. UV-C는 280 ~ 100 나노 미터의 나머지를 포함합니다.
UV와 물질
빛과 물질의 상호 작용은 에너지의 교환입니다. 예를 들어, 원자의 전자는 제거 할 추가 에너지를 가질 수 있습니다. 여분의 에너지를 버릴 수있는 한 가지 방법은 광자라고하는 작은 빛 다발을 방출하는 것입니다. 광자의 에너지는 전자가 제거하는 추가 에너지와 일치합니다. 반대로도 작동합니다. 광자의 에너지가 전자가 필요로하는 에너지와 정확히 일치하면 광자는 해당 에너지를 전자에 제공 할 수 있습니다. 광자가 너무 많거나 너무 적은 에너지를 가지면 흡수되지 않습니다.
자외선은 라디오, 적외선 또는 가시광 선보다 더 많은 에너지를 가지고 있습니다. 이것은 일부 자외선, 특히 더 짧은 파장이 너무 많은 에너지를 가지고있어서 전자를 집 원 자나 분자에서 떼어 낼 수 있음을 의미합니다. 그것은 이온화라고 불리는 과정이고 자외선이 위험한 이유입니다. 그들은 전자를 이온화하고 분자를 손상시킵니다. UV-C 파가 가장 위험하다가 UV-B와 마지막으로 UV-A가 나옵니다.
오존 흡수
오존 분자의 전자 에너지 수준이 자외선 스펙트럼과 일치한다는 것이 밝혀졌습니다. 오존은 스펙트럼에서 가장 위험한 부분 인 UV-C 광선의 99 % 이상을 흡수합니다. 오존은 UV-B 광선의 약 90 %를 흡수하지만 통과하는 10 %는 일광 화상을 유발하고 피부암을 유발하는 큰 요인입니다. 오존은 UV-A 광선의 약 50 %를 흡수합니다.
이 수치는 대기의 오존 밀도에 따라 달라집니다. Chlorofluorocarbon 배출은 오존 생성과 파괴의 균형을 바꾸어 파괴쪽으로 기울이고 성층권의 오존 밀도를 감소시킵니다. 그러한 경향이 무한정 계속된다면 NASA는 그 결과가 얼마나 심각한 지 설명합니다. "오존이 없으면 태양의 강한 자외선이 지구 표면을 살균 할 것입니다."
