第一节大气的破坏问题
1．为什么说臭氧层是地球“母亲”的保护伞
臭氧，是地球大气层中的一种蓝色的、有刺激性的微量气体，是平流层大气的最关键组成组分。大气中90％的臭氧集中在距地球表面10千米～50千米的高度范围内，分布厚度约为10千米～15千米。尽管臭氧层在地球表面并不太厚，在大气层中只占百万分之几，却吸收了来自太阳99％的高强度紫外辐射，保护了人类和生物免遭紫外辐射的伤害。因此，可以毫不夸张地说，地球上的一切生命就像离不开水和氧气一样，也离不开大气的臭氧层，大气臭氧是地球上一切生灵的保护伞。
1984年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10年～15年间，每到春天，南极上空的臭氧浓度就会减少约30％，极地上空的中心地带有近95％的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比，像是形成一个“洞”，“臭氧洞”由此而得名。这是人类历史上第一次发现臭氧空洞。当时观察此洞覆盖面积，只有美国的国土面积那么大。随着臭氧空洞越来越大，其危害越来越严重，已经逐渐引起了全世界的重视。
太阳是一个巨大的热体，表面温度高达6000℃，是地球取之不尽的能量来源。但太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高，如果到达地球表面，就可能对地球生物的生存造成无法挽回的影响。
然而，自然的力量，改变了这一过程地球的大气层就像一个过滤器、一把保护伞，将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外，使地球成为人类可爱的家园。而完成这一工作的，就是今天已经妇孺皆知的“臭氧层”。
臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因，那么，臭氧层是如何耗损的呢？原来，人类活动排入大气中的一些物质进入平流层，与那里的臭氧发生化学反应，就会导致臭氧耗损，使臭氧浓度减少。
人为消耗臭氧层的物质主要有：广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电纳米的烷烃(又称Halons哈龙)等化学物质。消耗臭氧层的物质，在大气的对流层中是非常稳定的，可以停留很长时间。
因此，这类物质可以扩散到大气的各个部位，但是到了平流层后就会在太阳的紫外线辐射下发生光化反应，释放出活性很强的游离氯原子或溴原子，参与导致臭氧损耗的一系列化学反应。
由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240纳米～329纳米的紫外线，对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生不利的影响。
臭氧层破坏以后，人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加，这将给人体健康带来不少麻烦。首先，紫外辐射增强，使患呼吸系统传染病的人增加；其次，受到过多的紫外线照射，还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外，强烈的紫外辐射，促使皮肤老化。
臭氧层破坏，对植物也会产生难以确定的影响。一般说来，紫外辐射增加会使植物的叶片变小，因而减少获得阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产20％～25％。紫外辐射的增加，对水生生态系统也有潜在的危险。
紫外线的增强，还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色，等等。
氟利昂是杜邦公司于20世纪30年代开发的一个引为骄傲的产品，被广泛用于制冷剂、溶剂、塑料发泡剂、气溶胶喷雾剂及电子清洗剂等。哈龙在消防行业也发挥着重要作用。当人类活动已经造成臭氧层严重损耗的时候，人类的“补天”行动非常迅速。我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》，先后积极派团参与了历次的《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔约国会议，并于1991年加入了修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国还成立了保护臭氧层领导小组，开始编制并完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。
根据这一方案，我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产，并于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层的物质。
2．全球变暖的温室效应是怎么回事
二氧化碳能使太阳光顺利到达地面，却不让地球表面受辐射时产生的热散发出去，使地球变成了一个气温不断增加的“大温室”。
自工业革命以来，工业生产和自然过程向大气释放200万亿千克二氧化碳，大气中的二氧化碳浓度已比200年前增长约20％，而最近25年中增长8％。
这种增长势头仍在继续。
温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高。因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。如果大气不存在这种效应，那么地表温度将会下降约330℃或更多。反之，若温室效应不断加强，全球温度也必将逐年持续升高。
温室效应会带来以下列几种严重恶果：①地球上的病虫害增加；②海平面上升；③气候反常，海洋风暴增多；④土地干旱，沙漠化面积增大。
科学家预测：如果地球表面温度的上升按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2℃～4℃；南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个着名的国际大城市纽约、上海、东京和悉尼。
温室效应主要是由于现代化工业社会过多地燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能，它在大气中增多的结果，是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。
人类的活动向大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃(CFC)、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体。
地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电(因为发电烧煤)，少开汽车；另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林、减少使用一次性方便木筷、节约纸张(造纸用木材)、不践踏草坪等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
第二节海洋的污染现象
1．海洋中出现神奇的赤潮
赤潮是一种灾害性的水色异常现象。赤潮发生时，海水会发出一股腥臭味，颜色大多都变成红色或近红色。
赤潮又称为红潮，它是海洋中某些浮游生物在一定环境条件下暴发性增殖或聚集，引起水色变化的一种生态异常现象。赤潮生物多为浮游植物(藻类)，在我国海域约分布有130种。赤潮灾害，可通过产生毒素、对动物鳃组织的物理性刺激或降低水体中溶解氧，引起海洋动物的大量死亡；同时藻类毒素通过在鱼类和贝类体内富集，最终对摄食它们的其他动物，包括人类，产生毒害作用。营养盐，是赤潮藻赖以生存的物质基础；光、温度、盐度、微量元素(铁等)、维生素(B2等)、海流等，是赤潮藻能否旺发的辅助条件。浮游动物的摄食压力和赤潮藻自身的死亡，则抑制赤潮藻的旺发。由此可见，海水富营养化，是赤潮发生的必要条件。在此基础上，在其他若干辅助因素共同作用下，导致赤潮藻的旺发，即发生赤潮。
赤潮会导致海洋生态平衡的破坏。海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存、相互制约的复杂生态系统。系统中的物质循环、能量流动，都是处于相对稳定、动态平衡的。当赤潮发生时，这种平衡就遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期，由于植物的光合作用，水体会出现高叶绿素、高溶解氧、高化学耗氧量。这种环境因素的改变，致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，导致一些生物逃避甚至死亡，破坏了原有的生态平衡。
赤潮，还会对海洋渔业和水产资源造成破坏。赤潮对鱼、虾、贝类等资源的主要破坏是：破坏渔场的饵料基础，造成渔业减产；赤潮生物的异常发制繁殖，可引起鱼、虾、贝等经济生物瓣机械堵塞，造成这些生物窒息而死；赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在细菌分解作用下，可造成环境严重缺氧或者产生硫化氢等有害物质，使海洋生物缺氧或中毒死亡；有些赤潮的体内或代谢产物中含有生物毒素，能直接毒死鱼、虾、贝类等生物。
赤潮还会危害人类的健康。有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过人体可接受的水平时，摄食这些鱼虾、贝类就会引起人体中毒，严重时可导致死亡。
海水富营养化，是赤潮发生的物质基础和首要条件。由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中富集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类，铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，就会促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化，氮磷等营养盐物质大大超标。其次，一些有机物质也会促使赤潮生物急剧增殖。
赤潮的发生，也与水文气象和海水理化因子的变化有关。海水的温度，是赤潮发生的重要环境因子，20℃～30℃是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现，一周内水温突然升高大于2℃，是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化，也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一。
随着全国沿海养殖业的大发展，尤其是对虾养殖业的蓬勃发展，也产生了严重的污染问题。在对虾养殖中，人工投喂大量饲料使饲养池内残存饵料增多，严重污染了养殖水质。
2．“圣婴”——厄尔尼诺现象
“厄尔尼诺”一词，来源于西班牙语，原意为“圣婴”。19世纪初，在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月，便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸，本来盛行的是秘鲁寒流，随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖流一出现，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重的时期往往在圣诞节前后，于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子圣婴。后来，在科学上，此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千千米的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时，大范围的海水温度可比常年高出3℃～6℃。太平洋广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南信风，导致全球性的气候反常。
厄尔尼诺现象，又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象，是沃克环流圈东移造成的。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印度尼西亚周围带来热带降雨。但这种模式每2年～7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。
太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下，太平洋沿南美大陆西侧，有一股北上的秘鲁寒流，其中一部分变成赤道海流，向西移动。此时，沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚，而下层冷海水则在东侧涌升，使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高，这一段海域被称为“赤道暖池”，同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差，东边的温度低、气压高。冷空气下沉后向西流动；西边的温度高、气压低，热空气上升后，转向东流。这样，在太平洋中部，就形成了一个海平面冷空气向西流、高空热空气向东流的大气环流(沃克环流)，这个环流在海平面附近就形成了东南信风。但有些时候，这个气压差会低于多年平均值，有时又会增大，这种大气变动现象被称为“南方涛动”。
当厄尔尼诺现象发生时，热带中、东太平洋海温迅速升高，主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线附近，直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。厄尔尼诺现象还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成，使得东北太平洋飓风增多。
另一方面，厄尔尼诺现象又使热带西太平洋降雨减少，造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重干旱。
厄尔尼诺，还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬，使美国南部冬季潮湿多雨。
厄尔尼诺现象对我国的影响，首先是台风减少。厄尔尼诺现象发生后，西北太平洋热带风暴(台风)的产生个数及在我国沿海登陆个数，均较正常年份少；其次，是我国北方夏季易发生高温、干旱。