เคมีเชิงแสงของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์
ปฏิกิริยาเคมีเชิงแสงที่ก่อตัวและทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์และรักษาระดับชั้นโอโซน
Definition
เคมีเชิงแสงของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์คือชุดของปฏิกิริยาที่ขับเคลื่อนด้วยแสงอาทิตย์ซึ่งผลิตและทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ โดยเริ่มต้นด้วยกลไกของแชปแมนที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนเท่านั้น
Scope
ครอบคลุมกลไกของแชปแมนในการก่อตัวและการทำลายโอโซนจากออกซิเจนโมเลกุลและออกซิเจนอะตอม แนวคิดของออกซิเจนคี่ การกระจายตัวในแนวดิ่งของโอโซน ความคลาดเคลื่อนระหว่างการคาดการณ์ของแชปแมนกับการสังเกตการณ์ และการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำให้ชั้นสตราโตสเฟียร์ร้อนขึ้น
Core questions
- กลไกของแชปแมนสร้างชั้นโอโซนได้อย่างไร?
- เหตุใดวัฏจักรของแชปแมนเพียงอย่างเดียวจึงคาดการณ์ปริมาณโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์สูงเกินไป?
- การดูดกลืนโอโซนส่งผลต่อโครงสร้างอุณหภูมิของชั้นสตราโตสเฟียร์อย่างไร?
Key theories
- กลไกของแชปแมน
- การสลายด้วยแสงของออกซิเจนโมเลกุลสร้างอะตอมที่ก่อตัวเป็นโอโซน ในขณะที่การสลายด้วยแสงของโอโซนและการรวมตัวกันทำลายโอโซน ซึ่งกำหนดปริมาณออกซิเจนคี่ในสภาวะสมดุล
Mechanisms
แสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นสั้นจะแยกโมเลกุลออกซิเจนออกเป็นอะตอม ซึ่งรวมตัวกับโมเลกุลออกซิเจนเพื่อสร้างโอโซน โอโซนจะถูกสลายด้วยแสงกลับไปเป็นออกซิเจนโมเลกุลและออกซิเจนอะตอม และกลุ่มของออกซิเจนอะตอมและโอโซน ซึ่งเรียกว่าออกซิเจนคี่ จะเข้าสู่สภาวะสมดุลทางเคมีเชิงแสงที่จุดสูงสุดใกล้ 25 กิโลเมตร เนื่องจากวัฏจักรของแชปแมนที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนเท่านั้นคาดการณ์ปริมาณโอโซนสูงเกินไป จึงจำเป็นต้องมีวัฏจักรการสูญเสียแบบเร่งปฏิกิริยาเพิ่มเติมเพื่อให้ตรงกับการสังเกตการณ์ การดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตโดยโอโซนจะทำให้อุณหภูมิในชั้นสตราโตสเฟียร์สูงขึ้นและสร้างการผกผันของอุณหภูมิ
Clinical relevance
ชั้นโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต และการหาปริมาณเคมีเชิงแสงของโอโซนเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจทั้งสถานะตามธรรมชาติและความเปราะบางต่อการลดลงของโอโซน
History
ซิดนีย์ แชปแมน ได้เสนอทฤษฎีเคมีเชิงแสงของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ในปี 1930 ซึ่งเป็นการอธิบายเชิงปริมาณครั้งแรกของชั้นโอโซนที่ยังคงเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาเคมีในชั้นสตราโตสเฟียร์
Key figures
- Sydney Chapman
- Guy Brasseur
Related topics
Seminal works
- chapman1930
- brasseur2005
Frequently asked questions
- ออกซิเจนคี่คืออะไร?
- ออกซิเจนคี่คือกลุ่มทางเคมีที่ประกอบด้วยออกซิเจนอะตอมและโอโซน ซึ่งถือรวมกันเนื่องจากมีการเปลี่ยนรูปกันอย่างรวดเร็ว ปริมาณรวมของออกซิเจนคี่จะเปลี่ยนแปลงได้ก็ต่อเมื่อผ่านปฏิกิริยาการผลิตและการสูญเสียที่ช้ากว่าเท่านั้น