क्षोभमंडलीय प्रकाश-रसायन और ऑक्सीकरण

सूर्य का प्रकाश किस प्रकार प्रतिक्रियाशील मूलकों के उत्पादन को प्रेरित करता है जो निचले वायुमंडल में ट्रेस गैसों का ऑक्सीकरण और उन्हें हटाते हैं।

Definition

क्षोभमंडलीय प्रकाश-रसायन और ऑक्सीकरण सूर्य के प्रकाश से प्रेरित मूलक अभिक्रियाओं का एक समूह है जो निचले वायुमंडल में ट्रेस गैसों के रासायनिक निष्कासन को आरंभ और प्रसारित करता है।

Scope

इसमें मूलकों को उत्पन्न करने वाली प्रकाश-अपघटन अभिक्रियाएँ, ओजोन के प्रकाश-अपघटन और जल वाष्प से हाइड्रॉक्सिल मूलक का उत्पादन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड की ऑक्सीकरण श्रृंखलाएँ, हाइड्रोपरॉक्सी और कार्बनिक परॉक्सी मूलकों का चक्रण, और वायुमंडल की स्व-सफाई ऑक्सीकरण क्षमता की अवधारणा शामिल है।

Core questions

• क्षोभमंडल में हाइड्रॉक्सिल मूलक का उत्पादन कैसे होता है?
• अपनी सूक्ष्म सांद्रता के बावजूद हाइड्रॉक्सिल मूलक प्रमुख ऑक्सीकारक क्यों है?
• मूलक श्रृंखलाएँ मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड के जीवनकाल को कैसे नियंत्रित करती हैं?

Key theories

हाइड्रॉक्सिल-प्रेरित ऑक्सीकरण श्रृंखलाएँ

ओजोन का प्रकाश-अपघटन उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु उत्पन्न करता है जो जल वाष्प के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रॉक्सिल मूलक बनाता है, जो मूलक श्रृंखलाओं को आरंभ करता है जो अधिकांश ट्रेस गैसों का ऑक्सीकरण करती हैं।

Mechanisms

पराबैंगनी सूर्य का प्रकाश ओजोन का प्रकाश-अपघटन करके उत्तेजित परमाणु ऑक्सीजन उत्पन्न करता है, जिसका एक अंश जल वाष्प के साथ अभिक्रिया करके दो हाइड्रॉक्सिल मूलक बनाता है। हाइड्रॉक्सिल कार्बन मोनोऑक्साइड, मीथेन और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों के साथ तेजी से अभिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोपरॉक्सी और कार्बनिक परॉक्सी मूलक उत्पन्न होते हैं जो नाइट्रिक ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करते हैं और हाइड्रॉक्सिल को पुनर्चक्रित करते हैं, जिससे ऑक्सीकरण श्रृंखला बनी रहती है। स्थिर-अवस्था हाइड्रॉक्सिल सांद्रता, हालांकि प्रति घन सेंटीमीटर केवल लगभग दस लाख अणु होती है, अधिकांश प्रतिक्रियाशील ट्रेस गैसों के वायुमंडलीय जीवनकाल को निर्धारित करती है।

Clinical relevance

हाइड्रॉक्सिल मूलक की ऑक्सीकरण क्षमता यह निर्धारित करती है कि प्रदूषक और ग्रीनहाउस गैसें जैसे मीथेन कितने समय तक बनी रहती हैं, जो वायु गुणवत्ता और जलवायु पर एक महत्वपूर्ण नियंत्रण है।

History

क्रुट्ज़न और अन्य की अंतर्दृष्टि पर आधारित, हिरम लेवी की 1971 की गणना कि स्वच्छ क्षोभमंडल पर्याप्त हाइड्रॉक्सिल मूलक सांद्रता को बनाए रखता है, ने वायुमंडल की ऑक्सीकरण क्षमता की आधुनिक समझ स्थापित की।

Key figures

• Hiram Levy
• Paul Crutzen

Seminal works

• levy1971
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

हाइड्रॉक्सिल मूलक को वायुमंडल का डिटर्जेंट क्यों कहा जाता है?

क्योंकि यह लगभग सभी प्रतिक्रियाशील ट्रेस गैसों के साथ अभिक्रिया करता है और उनके टूटने की शुरुआत करता है, जिससे वायुमंडल को प्रदूषकों से साफ किया जाता है, भले ही यह केवल ट्रेस मात्रा में मौजूद हो।