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大多數人的我們，可能不太了解地球的大氣層，更不用說，人類對地球的影響有多大了。白天凝視著天空，很難掌握那裡發生了什麼事情。我們似乎非常接近它，但卻覺得神秘遙遠。維持我們呼吸生命的空氣，像一條淡藍色的安全毯，一樣包圍著我們的星球，讓重力緊緊地抓住我們。我們看到鳥、飛機、雲的拼湊，在某些地方，空氣卻是污染。再遠一點，熾熱的太陽掛在天空中，月亮就照耀著我們。從地球的角度看，很難說大氣層在哪裡結束，空間從何而來。那樣的氣氛就像一個多層次的蛋糕一樣。然後黑暗降臨，穿過漆黑的黑暗，一個入口通向天堂，只有月亮、星星和宇宙的光穿插著。夜幕降臨，使我們的氣氛變得更加令人費解。只有當我們從獨特的空間視角看地球時，大氣層真正的本質才會變得明顯。從地球軌道，我們獲得了進入地球的新視窗。在我們之下，大氣層的邊緣，被稱為地球的「邊緣」，看起來像一個發光的色彩光環，一個發光層蛋糕，逐漸褪色到黑色的空間。突然間，我們的氣氛，似乎如此巨大和神秘的地面，似乎令人震驚薄層，甚至脆弱。一位退休的美國NASA宇航員說「當你看到國際空間站的......大氣層在地球的邊緣，我不會說它看起來不健康，但它肯定看起來非常，非常脆弱，只是有點像個薄膜，所以它看起來像我們絕對需要照顧的東西。」大氣層又稱大氣圈，是因重力關係而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地。從下到上大氣層可以分為五層：對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。我們平時說的臭氧層是平流層中臭氧濃度高的部分：1、對流層地表以上大氣層的第一層，厚度約為8-17公里，厚度因季節和緯度而變化。特點：大氣對流運動顯著，冰霜雨雪等天氣現象都發生在對流層；對流層之中，每升高100米氣溫下降0.6攝氏度。2、平流層距地表約10-50公里處的大氣層，位於對流層之上，臭氧層位於平流層之中，位於距地表20-30公里高處，可以吸收紫外線，避免和減少紫外線對地表生物造成的傷害。特點：大氣水平運動為主，較穩定，幾乎沒有風雨雷電天氣，這也是其名為平流層的原因。平流層適合飛機的飛行，很少有氣流擾動，較為安全。3、中間層也叫高空對流層，自平流層頂到85公里之間的大氣層。特點：溫度垂直遞減率很大，空氣垂直對流運動強盛。4、暖層（電離層）自中間層頂到 800 公里高空屬於暖層。特點：電離層能夠反射無線電波，在遠距離無線電通訊中具有重要意義。但是當太陽活動強烈時，電離層受到擾動會影響地球無線電通訊。5、散逸層（外層）暖層頂之上，延伸至距地球表面1000公里處。是地球大氣層向宇宙空間的過渡區域，但是卻沒有明顯的分界。因為距離地表很遠受到地球引力約束比較弱，一些高速運動的空氣質點，就能散逸到星際空間。通常把1000公里之內，即電離層之內，作為大氣的高度，即大氣層厚1000公里。特點：溫度很高，可達數千度，大氣已極其稀薄。通常把1000公里之內，即電離層之內作為大氣的高度，即大氣層厚1000公里。也就是說，是地球半徑的六分之一左右。事實上，若沒有它，我們所知道的生活就不會存在。它不僅含有我們生活所需的氧氣，而且還保護我們免受有害的紫外線太陽輻射。它會產生壓力，少了這種壓力，液態水就不會存在於我們的星球表面。它溫暖了我們的星球，使地球的溫度適合我們生存、居住。一種有助於保持大氣穩定的「激進」化學品地球大氣的化學成分非常穩定，為動植物提供了一個相對安全的地方。然而，即使是我們呼吸的空氣品質的微小變化，也會對我們的健康產生深遠影響。瞭解穩定性、人類可能影響的方式，以及它如何與更廣泛的地球系統相互作用，是大氣化學的關鍵研究任務。科學家對OH有很多疑問。他們想知道它有多穩定，從大氣中清洗這些化學物質的速度有多快，以及大氣中的清潔能力在過去是如何變化的，將來可能會改變。科學家還想知道氣候變化，如何影響OH的穩定性。例如，甲烷（一種強效溫室氣體）的持續增加將消耗OH，導致空氣品質惡化。目前，地球上中高層大氣氫氧根（OH）自由基，在大氣物理化學過程、全球氣候變化、大氣臭氧水平以及酸沉降等重大環境問題中的作用機制還不甚明瞭，亟待加強研究。中高層大氣參量OH自由基，作為一種「氧化劑」，對人類理解中間層化學成分，尤其是對臭氧層的破壞、中間層頂水氣濃度反演意義重大。將一維分視場成像技術和空間外差，干涉光譜技術相結合，利用二維正交觀測模式，有望實現中高層大氣OH自由基數密度的三維層析探測。OH是大氣中一種最重要的氧化劑，對流層大氣中幾乎所有的可被氧化的痕量氣體，主要是通過與OH反應而被轉化和去除的。對許多重要化合物而言，與OH的反應，是它們降解的方式。因此，OH的濃度決定了它們在對流層中的大氣壽命。大氣中OH濃度水準可作為大氣氧化能力的指標，也是局地大氣對痕量污染氣體自清潔能力的一個量度。所以，OH又有大氣「清潔劑」之稱。大氣中OH主要來自O3紫外光解產物的O（1D）與空氣中水分子的反應，因此O3濃度、空氣濕度和紫外輻射強度，決定著OH的生成速度，而各種消耗OH的物質的含量與反應活性，則決定著OH去除速度。大氣OH濃度（或大氣氧化能力）變化趨勢取決於OH的生成和消耗速度。對流層白晝化學是以OH為主，OH的外層電子層有不配對電子，它總是傾向於獲取電子，具有很高活性，因而對大氣微量成分起強氧化劑的作用。為了預測OH淨化大氣的能力的變化，科學家依靠基於衛星、飛機和地面測量資料的大氣模型。對古代氣候的研究表明，這些模型低估了OH對氣候變化的敏感性。因此，我們的大氣可能比我們想像的更具變數，OH 最終的變化可能比預測的要快得多，從而對地球表面空氣品質、溫室氣體和臭氧的濃度造成有害影響。量化OH對科學家來說一直是個挑戰，因為它無法直接測量。過去，科學家通過跟蹤另一種微量氣體甲基氯仿（methyl chloroform）的數量，來得出對OH的估計，甲基氯仿在20世紀50年代被廣泛用作工業溶劑，是當時炸彈爆炸造成的。甲基氯仿只與OH發生反應，OH會慢慢破壞它。但是甲基氯仿最終被其他溶劑所取代，隨著時間的推移，它在大氣中的濃度已經下降到，足以不再可用於估計OH。來自Aura衛星的對流層輻射光譜儀（Tropospheric Emission Spectrometer，TES）等儀器的觀測為研究人員，提供了另一種方法，通過產生「化學天氣預報」的大氣電腦模型來估計OH。TES對臭氧、一氧化碳和二氧化氮等受OH影響的許多其他化學元素的測量，使科學家能夠在這些模型中更好地代表OH。迄今為止，基於TES資料的研究表明，北半球的OH比南半球多，與甲基氯仿濃度一致，而且OH對排放量的變化很敏感，特別是在熱帶地區。 專欄屬作者個人意見，文責歸屬作者，本報提供意見交流平台，不代表本報立場。