Quang hóa học tầng ôzôn bình lưu

Các phản ứng quang hóa hình thành và phá hủy ôzôn trong tầng bình lưu và duy trì tầng ôzôn.

Definition

Quang hóa học ôzôn tầng bình lưu là tập hợp các phản ứng do ánh sáng mặt trời điều khiển tạo ra và phá hủy ôzôn trong tầng bình lưu, bắt đầu bằng cơ chế Chapman chỉ có ôxy.

Scope

Bao gồm cơ chế Chapman về sự hình thành và phá hủy ôzôn từ ôxy phân tử và nguyên tử, khái niệm ôxy lẻ, sự phân bố ôzôn theo chiều dọc, sự khác biệt giữa các dự đoán của Chapman và các quan sát, và sự hấp thụ bức xạ cực tím làm nóng tầng bình lưu.

Core questions

• Cơ chế Chapman tạo ra tầng ôzôn như thế nào?
• Tại sao chu trình Chapman một mình lại dự đoán quá mức ôzôn tầng bình lưu?
• Sự hấp thụ ôzôn định hình cấu trúc nhiệt độ của tầng bình lưu như thế nào?

Key theories

Cơ chế Chapman

Quang phân ôxy phân tử tạo ra các nguyên tử hình thành ôzôn, trong khi quang phân và tái tổ hợp ôzôn phá hủy nó, xác định sự phong phú ôxy lẻ ở trạng thái ổn định.

Mechanisms

Ánh sáng mặt trời cực tím bước sóng ngắn phân ly ôxy phân tử thành các nguyên tử kết hợp với các phân tử ôxy để tạo thành ôzôn. Bản thân ôzôn bị quang phân trở lại thành ôxy phân tử và nguyên tử, và họ ôxy nguyên tử và ôzôn, được gọi là ôxy lẻ, đạt trạng thái ổn định quang hóa đạt đỉnh gần 25 kilômét. Bởi vì chu trình Chapman chỉ có ôxy dự đoán quá mức lượng ôzôn, nên cần có các chu trình mất mát xúc tác bổ sung để phù hợp với các quan sát; sự hấp thụ bức xạ cực tím của ôzôn làm ấm tầng bình lưu và tạo ra sự đảo ngược nhiệt độ của nó.

Clinical relevance

Tầng ôzôn hấp thụ bức xạ cực tím có hại cho sinh học, và việc định lượng quang hóa học của nó là cơ sở để hiểu cả trạng thái tự nhiên của nó và tính dễ bị suy giảm của nó.

History

Sydney Chapman đã đề xuất lý thuyết quang hóa về ôzôn tầng bình lưu vào năm 1930, cung cấp lời giải thích định lượng đầu tiên về tầng ôzôn vẫn là điểm khởi đầu cho hóa học tầng bình lưu.

Key figures

• Sydney Chapman
• Guy Brasseur

Seminal works

• chapman1930
• brasseur2005

Frequently asked questions

Ôxy lẻ là gì?

Ôxy lẻ là họ hóa học bao gồm ôxy nguyên tử và ôzôn, được xử lý cùng nhau vì chúng chuyển đổi nhanh chóng; tổng lượng của nó chỉ thay đổi thông qua các phản ứng sản xuất và mất mát chậm hơn.