Озоновый слой

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Озоновый слой в атмосфере
Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем

Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), с наибольшим содержанием озона образовавшимся в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород2).При этом с наибольшей интенсивностью, именно благодаря процессам диссоциации кислорода атомы которого затем образуют озон3), происходит поглощение ближней (к видимому свету) части ультрафиолета солнечного спектра. Кроме того диссоциация азота под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к поглощению наиболее жесткой его части. Частота поглощения солнечного излучения озоном попадает в инфракрасную область, поэтому он может поглощать только коротковолновую часть тепловых колебаний и примыкающую к ней низкочастотную область видимого излучения Солнца, но не ультрафиолета, как это еще принято думать. При диссоциация озона согласно закону сохранения энергии, поглощается ровно такое же количество энергии, как и при его образовании, т.е. hν = 24 ккал/моль:

О3+ hν → О2+ О.[1]

История открытия озонового слоя

Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1912 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.

Механизм Чепмена[править | править вики-текст]

Механизм образования, а также расходования озона был предложен Сидни Чепменом в 1930 году и носит его имя.

Реакции образования озона :

О2 + hν → 2О.
О2 + O → О3.

Фотолиз молекулярного кислорода происходит в стратосфере под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 175—200 нм и до 242 нм.

Озон расходуется в реакциях фотолиза и взаимодействия с атомарным кислородом:

О3 + hν → О2 + О.
О3 + O → 2О2.

Пути гибели озона[править | править вики-текст]

Стратосферная химия озона

Кроме реакций, входящих в механизм Чепмена, имеется целый ряд других реакций, приводящих к гибели озона. Их все объединяют в несколько семейств, главными из которых является азотное, кислородное (из механизма Чепмена), водородное и галогеновое. Эти реакции представляют собой каталитические циклы, поэтому их также называют соответствующими циклами.

Азотный цикл (NOx):

N2O + O(1D) → NO + NO
О3 + NO → NO2 + О2
NO2 + О → NO + О2

Водородный цикл (HOx):

Н2O + O → OH + OH
ОН + О3 → НО2 + О2
НО2 + О3 → ОН + 2О2

Хлорный цикл (ClOx):

CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl
Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2

Доля в расходовании озона различных химических семейств на разных высотах:[2]

Давление, гПа азотное кислородное водородное галогеновое
1,31 0,10 0,26 0,41 0,21
3,78 0,50 0,14 0,11 0,25
8,93 0,68 0,11 0,08 0,13
21,9 0,46 0,12 0,19 0,20
55,8 0,12 0,03 0,48 0,14

Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Сорохтин Олег Георгиевич, д.ф.-м.н., профессор, зав. лаборато- рией теоретической геодинамики Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН ПРИРОДА ПРОЦЕССА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРОЙ.
  2. Andrew Dessler. The Chemistry and Physics of Stratospheric Ozone. Academic Press. 2000

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Статьи и обзоры[править | править вики-текст]

Международные соглашения[править | править вики-текст]