他认为大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子,在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。60公里以上的高空,太阳紫外线强,氧分子大量离解,三体碰撞机会减少,臭氧含量极少。
5公里以下低空,紫外线大大减弱,氧原子很少,难以形成臭氧。在20~25公里高度范围内,既有足够的氧原子,又有足够的氧分子,最有利于三体碰撞,形成的臭氧每年约有500亿吨。
大气臭氧层主要有三个作用。其一为保护作用,臭氧层能够吸收太阳光的紫外线。其二为加热作用,臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气。
由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰,地球上空15~50km存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。
而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气,所以也就不存在平流层。 大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响,这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。
其三为温室气体的作用,在对流层上部和平流层底部,即在气温很低的这一高度,臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少,则会产生使地面气温下降的动力。因此,臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
科学研究发现,随着人类活动,特别是氟氯碳化物(CFCs)和哈龙(halons)等人造化学物质被大量使用,这些物质很容易就会破坏臭氧层,使高空中的臭氧总量明显减少。
其间,与之相关的两件大事在全球产生了巨大影响。一是荷兰、墨西哥和美国三位科学家研究的结果,确认了人造物质对臭氧层的破坏,该成果获得了1995年诺贝尔化学奖。
二是科学家在南极上空发现,约有2000多万平方公里的区域为臭氧稀薄区,其中14~19公里上空的臭氧减少达50%以上,科学家们形象地将之称为“南极臭氧洞”。