Тропосферная химия

Тропосферная химия описывает циклы окислителей и радикальные реакции, которые обрабатывают следовые газы в самом нижнем слое атмосферы, где происходят погодные явления и большая часть загрязнений.

Definition

Химия следовых газов и аэрозолей в тропосфере, в которой преобладает дневное радикальное окисление, инициированное гидроксильным радикалом.

Scope

Эта тема охватывает фотохимическое окисление летучих органических соединений, монооксида углерода, серы и азота в тропосфере, сосредоточенное на гидроксил-радикальном цикле и образовании озона и вторичного органического аэрозоля. Она включает как химию чистой фоновой атмосферы, так и режимы загрязненной атмосферы.

Core questions

• Как гидроксильный радикал контролирует время жизни следовых газов?
• Что определяет, приводит ли NOx к образованию или потере озона?
• Как образуются вторичные органические аэрозоли из газофазных предшественников?
• Какую роль играет ночная химия NO3?

Key theories

Цикл окисления HOx-NOx-VOC

Образование тропосферного озона происходит в результате сопряженного циклирования радикалов HOx и NOx во время инициированного OH окисления летучих органических соединений, при этом результат зависит от относительного содержания NOx и реакционноспособного углерода.

Mechanisms

OH инициирует окисление углеводородов и CO, образуя пероксильные радикалы, которые превращают NO в NO2; фотолиз NO2 приводит к образованию озона. Радикалы NO3 обеспечивают аналогичный путь окисления в ночное время, а частичное окисление более крупных органических соединений приводит к образованию низколетучих продуктов, которые конденсируются во вторичный органический аэрозоль.

Clinical relevance

Тропосферная химия регулирует приземный озон и твердые частицы — два загрязнителя, наиболее значимых для стандартов качества воздуха и воздействия на экосистемы.

History

Признание в 1970-х годах того, что OH, а не прямой фотолиз, контролирует тропосферное окисление, изменило науку о качестве воздуха и объяснило глобальное удаление метана и других восстановленных газов.

Seminal works

• finlaysonPitts2000
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Является ли тропосферный озон тем же самым, что и озоновый слой?

Нет. Стратосферный озон защищает поверхность от ультрафиолетового света, в то время как тропосферный озон является приповерхностным загрязнителем и парниковым газом, образующимся в результате выбросов.