شیمی ازن استراتوسفری
شیمی ازن استراتوسفری چگونگی تشکیل لایه ازن، تنظیم طبیعی آن، و تخریب آن توسط چرخههای کاتالیزوری شامل گونههای کلر، برم و نیتروژن را توضیح میدهد.
Definition
فتوشیمی ازن در استراتوسفر، شامل تشکیل آن از اکسیژن مولکولی و تخریب کاتالیزوری آن توسط گونههای رادیکال کمیاب.
Scope
این موضوع شامل مکانیسم چپمن برای تشکیل ازن، چرخههای کاتالیزوری HOx، NOx، ClOx و BrOx که ازن را از بین میبرند، شیمی ناهمگن بر روی ابرهای استراتوسفری قطبی که حفره ازن را ایجاد میکند، و نقش مواد مخرب ازن و تنظیم آنها میشود.
Core questions
- ازن چگونه در استراتوسفر دستنخورده تولید و تخریب میشود؟
- چرا رادیکالهای کلر و برم ازن را به صورت کاتالیزوری تخریب میکنند؟
- چه چیزی باعث فصلی بودن و شدت زیاد حفره ازن قطب جنوب میشود؟
- با کاهش هالوکربنهای تنظیمشده، کدام مواد اکنون بر تخریب ازن غالب هستند؟
Key theories
- چرخه چپمن
- ازن از طریق فوتولیز اکسیژن مولکولی و سپس نوترکیبی تشکیل میشود و توسط فوتولیز و واکنش با اکسیژن اتمی تخریب میشود و یک پروفایل ازن حالت پایدار طبیعی را ایجاد میکند.
- تخریب کاتالیزوری ازن توسط هالوژن
- رادیکالهای کلر و برم آزاد شده از هالوکربنها به صورت کاتالیزوری ازن را تخریب میکنند، با فعالسازی ناهمگن بر روی ابرهای استراتوسفری قطبی که حفره ازن قطب جنوب را در بهار توضیح میدهد.
Mechanisms
چرخههای کاتالیزوری رادیکال مخرب را بازسازی میکنند، بنابراین ذخیره کوچکی از کلر یا برم مولکولهای ازن زیادی را از بین میبرد. در زمستان قطبی، واکنشها بر روی ذرات ابر، گونههای ذخیره بیاثر را به اشکال فعال فتولیتیکی تبدیل میکنند که با طلوع خورشید باعث از بین رفتن سریع ازن توسط دیمر ClO میشوند.
Clinical relevance
این شیمی مستقیماً پروتکل مونترال را که مواد اصلی مخرب ازن را حذف کرد، تحت تأثیر قرار داد. با کاهش این مواد، اکسید نیتروژن به انتشار غالب باقیمانده مخرب ازن تبدیل شده است که حفاظت از ازن را به کشاورزی و سیاستهای اقلیمی مرتبط میکند.
History
کرتزن، مولینا و رولند نظریه تخریب کاتالیزوری را در دهه 1970 پایهگذاری کردند، و کشف غیرمنتظره حفره ازن قطب جنوب در سال 1985 آن را از طریق شیمی ناهمگن قطبی تأیید و گسترش داد که منجر به دریافت جایزه نوبل در سال 1995 شد.
Key figures
- Sydney Chapman
- Paul J. Crutzen
- Mario J. Molina
- F. Sherwood Rowland
Related topics
Seminal works
- farman1985
- ravishankara2009
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- آیا حفره ازن در حال ترمیم است؟
- مشاهدات نشاندهنده ترمیم تدریجی پس از حذف تدریجی مواد مخرب ازن توسط پروتکل مونترال است، اگرچه انتظار میرود ترمیم کامل چندین دهه طول بکشد.