Нулевой цикл
В атмосферной химии нулевой цикл — это каталитический цикл , который просто преобразует химические соединения, не приводя к чистому производству или удалению какого-либо компонента. [1] В стратосфере нулевые циклы и случаи их нарушения очень важны для озонового слоя .
Один из наиболее важных нулевых циклов происходит в стратосфере при фотолизе озона ультрафиолетовыми фотонами с длиной волны менее 330 нанометров. В результате фотолиза образуется одноатомный кислород, который затем вступает в реакцию с двухатомным кислородом, образуя озон. [2] Однако чистых молекулярных или атомных изменений не существует. В целом, реакция преобразует энергию УФ-фотонов в тепло, тем самым нагревая стратосферу. [3]
O 3 + hv (λ < 330 нм) → O 2 + O ( 1 Д)
О ( 1 Г) + М → О ( 3 П) + М
О ( 3 П) + О 2 → О 3
Чистая: hv → H
Нулевой цикл может быть нарушен в присутствии определенных молекул, что приведет к чистому увеличению или уменьшению содержания озона в стратосфере. Одним из важных примеров являются выбросы NO x в стратосферу. NO x реагирует как с атомарным кислородом, так и с озоном, что приводит к общему уменьшению содержания озона. [2] Это особенно важно ночью, когда NO 2 не может фотолизоваться.
НЕТ + О 3 → НЕТ 2 + О 2
НЕТ 2 + О( 1 Г) → НЕТ + ИЛИ 2
Чистая: О 3 + О( 1 D) → 2O 2 (чистая потеря озона)
Нулевые циклы также могут возникать в тропосфере. Одним из примеров является нулевой цикл, происходящий в течение дня между NO x и озоном.
Тропосферный нулевой цикл
О 3 + НЕТ → О 2 + НЕТ 2
NO 2 + hν → NO + O( 3 П)
О ( 3 П) + О 2 + М → О 3 + М
Чистая: hv → H
Этот цикл связывает озон с NOx в тропосфере в дневное время. В состоянии равновесия, описываемого соотношением Лейтона , солнечная радиация и соотношение NO 2 :NO определяют содержание озона, максимальное около полудня.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ М., Холлоуэй, Энн (2010). Химия атмосферы . Уэйн, Ричард П. Кембридж: RSC Pub. ISBN 9781847558077 . OCLC 471801630 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Питтс, Барбара Дж. (2000). Химия верхней и нижней атмосферы: теория, эксперименты и приложения . Питтс, Джеймс Н. Сан-Диего: Academic Press. п. 661. ИСБН 9780080529073 . OCLC 162128929 .
- ^ "Стратосфера - обзор" . scied.ucar.edu . Университетская корпорация атмосферных исследований. Проверено 1 ноября 2018 г.