كيمياء الستراتوسفير والأوزون
الكيمياء التي تُنشئ وتُدمّر طبقة الأوزون الستراتوسفيرية، بما في ذلك الدورات التحفيزية المسؤولة عن استنفاد الأوزون.
Definition
كيمياء الستراتوسفير والأوزون هي دراسة التفاعلات التي تحكم وفرة الأوزون والأنواع ذات الصلة في الستراتوسفير، حيث تحمي طبقة الأوزون السطح من الأشعة فوق البنفسجية.
Scope
يغطي هذا المجال التكوين والتدمير الكيميائي الضوئي للأوزون الستراتوسفيري الموصوف بآلية تشابمان، والدورات التحفيزية التي تشمل أنواع الهيدروجين والنيتروجين والكلور والبروم، ودور الغازات المصدرية المهلجنة، والكيمياء غير المتجانسة على السحب الستراتوسفيرية القطبية، وثقوب الأوزون القطبية الربيعية وتعافيها بموجب التنظيم الدولي.
Sub-topics
Core questions
- كيف تتكون طبقة الأوزون الستراتوسفيرية وتُحافظ عليها؟
- ما هي الدورات التحفيزية التي تدمر الأوزون، ولماذا هي فعالة جدًا؟
- ما الذي تسبب في ثقوب الأوزون القطبية وكيف تتعافى الطبقة؟
Key theories
- آلية تشابمان
- مجموعة من التفاعلات الكيميائية الضوئية المعتمدة على الأكسجين فقط التي تنتج وتدمر الأوزون، مما يفسر وجود طبقة الأوزون على الرغم من التنبؤ بزيادة وفرتها.
- التدمير التحفيزي للأوزون
- تدمر الجذور النزرة من الهيدروجين والنيتروجين وخاصة أنواع الهالوجين الأوزون بشكل تحفيزي، وقد تم تحديد الكلور من مركبات الكلوروفلوروكربون كتهديد بشري رئيسي.
Mechanisms
تقوم أشعة الشمس فوق البنفسجية بشطر الأكسجين الجزيئي، وتتحد الذرات مع الأكسجين لتكوين الأوزون؛ وتحدد دورة تشابمان للتكوين والتحلل الضوئي وفرة أساسية للأوزون. مستويات الأوزون الحقيقية أقل لأن الدورات التحفيزية التي تشمل جذور الهيدروكسيل وأكسيد النيتريك والكلور والبروم تدمر الأوزون دون أن تستهلك. تنقل الغازات المصدرية المهلجنة طويلة العمر الكلور والبروم إلى الستراتوسفير، حيث يطلق التحلل الضوئي المحفزات، وتنشطها التفاعلات غير المتجانسة على السحب الستراتوسفيرية القطبية لإنتاج استنفاد موسمي حاد.
Clinical relevance
يمتص الأوزون الستراتوسفيري الأشعة فوق البنفسجية الضارة، لذا فإن فهم كيميائه دعم بروتوكول مونتريال ويستمر في توجيه تقييم تعافي طبقة الأوزون.
History
اقترح تشابمان آلية الأوزون المعتمدة على الأكسجين فقط في عام 1930؛ وكشف كروتزن ومولينا ورولاند عن الأدوار التحفيزية لأكاسيد النيتروجين ومركبات الكلوروفلوروكربون في السبعينيات، وهو عمل حاز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1995، وقد حفز اكتشاف ثقب الأوزون في أنتاركتيكا عام 1985 بروتوكول مونتريال.
Key figures
- Mario Molina
- F. Sherwood Rowland
- Paul Crutzen
- Susan Solomon
Related topics
Seminal works
- molina1974
- brasseur2005
Frequently asked questions
- هل يتعافى ثقب الأوزون؟
- نعم. بعد التخلص التدريجي من المواد المستنفدة للأوزون بموجب بروتوكول مونتريال، يتناقص الكلور والبروم في الستراتوسفير وتشير الملاحظات إلى أن طبقة الأوزون تتعافى ببطء.