Photochimie et oxydation troposphériques
Comment la lumière solaire entraîne la production de radicaux réactifs qui oxydent et éliminent les gaz traces dans toute la basse atmosphère.
Definition
La photochimie et l'oxydation troposphériques désignent l'ensemble des réactions radicalaires induites par la lumière solaire qui initient et propagent l'élimination chimique des gaz traces dans la basse atmosphère.
Scope
Couvre les réactions de photolyse qui génèrent des radicaux, la production du radical hydroxyle à partir de la photolyse de l'ozone et de la vapeur d'eau, les chaînes d'oxydation du méthane et du monoxyde de carbone, le cycle des radicaux hydroperoxy et peroxy organiques, et le concept de la capacité oxydante auto-épuratrice de l'atmosphère.
Core questions
- Comment le radical hydroxyle est-il produit dans la troposphère ?
- Pourquoi le radical hydroxyle est-il l'oxydant dominant malgré sa très faible concentration ?
- Comment les chaînes radicalaires contrôlent-elles les durées de vie du méthane et du monoxyde de carbone ?
Key theories
- Chaînes d'oxydation pilotées par l'hydroxyle
- La photolyse de l'ozone produit des atomes d'oxygène excités qui réagissent avec la vapeur d'eau pour former le radical hydroxyle, lequel initie des chaînes radicalaires qui oxydent la plupart des gaz traces.
Mechanisms
La lumière solaire ultraviolette photolyse l'ozone pour produire de l'oxygène atomique excité, dont une fraction réagit avec la vapeur d'eau pour former deux radicaux hydroxyles. L'hydroxyle réagit rapidement avec le monoxyde de carbone, le méthane et les composés organiques volatils, produisant des radicaux hydroperoxy et peroxy organiques qui réagissent avec l'oxyde nitrique et recyclent l'hydroxyle, maintenant ainsi la chaîne d'oxydation. La concentration d'hydroxyle à l'état stationnaire, bien qu'elle ne soit que d'environ un million de molécules par centimètre cube, détermine les durées de vie atmosphériques de la plupart des gaz traces réactifs.
Clinical relevance
La capacité oxydante du radical hydroxyle détermine la durée de persistance des polluants et des gaz à effet de serre tels que le méthane, ce qui constitue un contrôle clé de la qualité de l'air et du climat.
History
Le calcul de Hiram Levy en 1971, selon lequel la troposphère propre maintient des concentrations substantielles de radicaux hydroxyles, s'appuyant sur les découvertes de Crutzen et d'autres, a établi la compréhension moderne de la capacité oxydante de l'atmosphère.
Key figures
- Hiram Levy
- Paul Crutzen
Related topics
Seminal works
- levy1971
- seinfeldPandis2016
Frequently asked questions
- Pourquoi le radical hydroxyle est-il appelé le détergent de l'atmosphère ?
- Parce qu'il réagit avec et initie la dégradation de presque tous les gaz traces réactifs, nettoyant l'atmosphère des polluants bien qu'il ne soit présent qu'en quantités infimes.