Fotoquímica do Ozono Estratosférico

As reações fotoquímicas que formam e destroem o ozono na estratosfera e mantêm a camada de ozono.

Definition

A fotoquímica do ozono estratosférico é o conjunto de reações impulsionadas pela luz solar que produzem e destroem o ozono na estratosfera, começando com o mecanismo de Chapman, que envolve apenas oxigénio.

Scope

Abrange o mecanismo de Chapman de formação e destruição do ozono a partir de oxigénio molecular e atómico, o conceito de oxigénio ímpar, a distribuição vertical do ozono, a discrepância entre as previsões de Chapman e as observações, e a absorção de radiação ultravioleta que aquece a estratosfera.

Core questions

• Como o mecanismo de Chapman produz a camada de ozono?
• Por que o ciclo de Chapman sozinho superestima o ozono estratosférico?
• Como a absorção de ozono molda a estrutura de temperatura da estratosfera?

Key theories

Mecanismo de Chapman

A fotólise do oxigénio molecular cria átomos que formam ozono, enquanto a fotólise e recombinação do ozono o destroem, definindo uma abundância de oxigénio ímpar em estado estacionário.

Mechanisms

A luz solar ultravioleta de comprimento de onda curto dissocia o oxigénio molecular em átomos que se combinam com moléculas de oxigénio para formar ozono. O próprio ozono é fotolisado de volta a oxigénio molecular e atómico, e a família de oxigénio atómico e ozono, denominada oxigénio ímpar, atinge um estado estacionário fotoquímico que atinge o pico perto dos 25 quilómetros. Uma vez que o ciclo de Chapman, que envolve apenas oxigénio, superestima o ozono, são necessários ciclos de perda catalítica adicionais para corresponder às observações; a absorção de radiação ultravioleta pelo ozono aquece a estratosfera e cria a sua inversão de temperatura.

Clinical relevance

A camada de ozono absorve a radiação ultravioleta biologicamente nociva, e a quantificação da sua fotoquímica é a base para compreender tanto o seu estado natural como a sua vulnerabilidade à depleção.

History

Sydney Chapman propôs a teoria fotoquímica do ozono estratosférico em 1930, fornecendo a primeira explicação quantitativa da camada de ozono que permanece o ponto de partida para a química estratosférica.

Key figures

• Sydney Chapman
• Guy Brasseur

Seminal works

• chapman1930
• brasseur2005

Frequently asked questions

O que é oxigénio ímpar?

Oxigénio ímpar é a família química que compreende o oxigénio atómico e o ozono, tratados em conjunto porque se interconvertem rapidamente; a sua abundância total muda apenas através de reações de produção e perda mais lentas.