大氣圈中臭氧層形成的最佳證據

證明大氣層中臭氧層形成的最佳證據來自於對大氣成分的直接測量，以及對紫外線輻射的測量。以下是一些關鍵的證據：

1. 臭氧層的發現：

   • 1913年，法國科學家查爾斯·傅里葉（Charles Fabry）和亨利·布特華（Henri Buisson）首次通過光譜學證明了大氣中存在臭氧。
   • 1925年，英國科學家哈羅德·哈特利（Harold Hartley）使用紫外線光譜儀進一步確認了臭氧的存在。

2. 臭氧層的分布：

   • 通過氣象探測和衛星觀測，科學家們確定了臭氧在大氣中的分布，發現它主要集中於大氣層的平流層中，尤其是在距離地面約15至30公里的高度範圍內。

3. 紫外線輻射的測量：

   • 地面站和衛星上的儀器測量了來自太陽的紫外線輻射。這些測量結果表明，在臭氧層較薄或受破壞的地區，如南極上空，紫外線輻射的水平較高。

4. 臭氧層破壞的證據：

   • 科學家們通過對比過去和現在的紫外線輻射水平，發現了臭氧層的變化。例如，在南極上空發現的臭氧洞就是臭氧層受破壞的證據。

5. 化學模型的預測：

   • 化學氣象模型能夠模擬大氣中臭氧的形成和破壞過程。這些模型預測了氯氟烴（CFCs）等化學物質對臭氧層的影響，與觀測到的臭氧減少相吻合。

6. 實驗室研究：

   • 在實驗室中進行的化學反應研究證實了CFCs和其他破壞臭氧的物質如何與大氣中的臭氧反應，導致臭氧層的破壞。

7. 國際協議的影響：

   • 自1987年《蒙特利爾議定書》簽署以來，限制和減少消耗臭氧層物質的生產和消費，觀測到的臭氧層損耗趨勢開始減緩，進一步證明了人類活動對臭氧層的影響。

這些證據表明，科學家們通過多種方法確定了大氣層中臭氧的存在，並解釋了它如何形成一個保護層，阻擋有害的紫外線輻射到達地球表面。