Kimia Stratosfer dan Ozon

Kimia yang menciptakan dan menghancurkan lapisan ozon stratosfer, termasuk siklus katalitik yang bertanggung jawab atas penipisan ozon.

Definition

Kimia stratosfer dan ozon adalah studi tentang reaksi-reaksi yang mengatur kelimpahan ozon dan spesies terkait di stratosfer, di mana lapisan ozon melindungi permukaan dari radiasi ultraviolet.

Scope

Area ini mencakup pembentukan dan penghancuran ozon stratosfer secara fotokimia yang dijelaskan oleh mekanisme Chapman, siklus katalitik yang melibatkan spesies hidrogen, nitrogen, klorin, dan bromin, peran gas sumber terhalogenasi, kimia heterogen pada awan stratosfer kutub, serta lubang ozon kutub musim semi dan pemulihannya di bawah regulasi internasional.

Sub-topics

• Siklus Halogen dan Perusakan Ozon Katalitik
• Penipisan Ozon Kutub
• Fotokimia Ozon Stratosfer

Core questions

• Bagaimana lapisan ozon stratosfer terbentuk dan dipertahankan?
• Siklus katalitik mana yang menghancurkan ozon, dan mengapa siklus tersebut sangat efisien?
• Apa penyebab lubang ozon kutub dan bagaimana lapisan tersebut pulih?

Key theories

Mekanisme Chapman

Serangkaian reaksi fotokimia hanya-oksigen yang menghasilkan dan menghancurkan ozon, menjelaskan keberadaan lapisan ozon meskipun memprediksi kelimpahannya secara berlebihan.

Perusakan ozon katalitik

Radikal jejak dari spesies hidrogen, nitrogen, dan terutama halogen secara katalitik menghancurkan ozon, dengan klorin dari klorofluorokarbon diidentifikasi sebagai ancaman antropogenik utama.

Mechanisms

Sinar matahari ultraviolet memecah molekul oksigen, dan atom-atom tersebut bergabung dengan oksigen untuk membentuk ozon; siklus pembentukan dan fotolisis Chapman menetapkan kelimpahan ozon dasar. Tingkat ozon sebenarnya lebih rendah karena siklus katalitik yang melibatkan radikal hidroksil, nitrat oksida, klorin, dan bromin menghancurkan ozon tanpa ikut terkonsumsi. Gas sumber terhalogenasi berumur panjang mengangkut klorin dan bromin ke stratosfer, di mana fotolisis melepaskan katalis, dan reaksi heterogen pada awan stratosfer kutub mengaktifkannya untuk menghasilkan penipisan musiman yang parah.

Clinical relevance

Ozon stratosfer menyerap radiasi ultraviolet yang berbahaya, sehingga pemahaman tentang kimianya mendasari Protokol Montreal dan terus memandu penilaian pemulihan lapisan ozon.

History

Chapman mengusulkan mekanisme ozon hanya-oksigen pada tahun 1930; Crutzen, Molina, dan Rowland mengungkapkan peran katalitik nitrogen oksida dan klorofluorokarbon pada tahun 1970-an, sebuah karya yang diakui oleh Hadiah Nobel Kimia tahun 1995, dan penemuan lubang ozon Antartika tahun 1985 mendorong Protokol Montreal.

Key figures

• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland
• Paul Crutzen
• Susan Solomon

Seminal works

• molina1974
• brasseur2005

Frequently asked questions

Apakah lubang ozon sedang pulih?

Ya. Setelah penghapusan bertahap zat perusak ozon oleh Protokol Montreal, klorin dan bromin stratosfer menurun dan pengamatan menunjukkan lapisan ozon perlahan pulih.