Ózon réteg

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 2-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 13 szerkesztést igényelnek .

Az ózonréteg a sztratoszféra 20-40 km magasságban (trópusi szélesség 25-30 km , mérsékelt övi szélesség 20-25 , poláris 15-20 ) a legmagasabb ózontartalmú része (olyan anyag, amely A molekula három oxigénatomból áll, O 3 , amelyek a nap UV sugárzásának a molekuláris oxigénre (O 2). Ugyanakkor a legnagyobb intenzitással, pontosan az oxigén bomlási folyamatai miatt, amelyek atomjai ezután ózont képeznek, a napspektrum ultraibolya sugárzásának közeli (látható fényhez) részének abszorpciója következik be. Ezenkívül az ózon ultraibolya sugárzás hatására bekövetkező disszociációja a legnehezebb részének felszívódásához vezet.

A légköri ózon körülbelül 90%-a a sztratoszférában található, főként a Föld felszíne felett 20-40 km-es magasságban. Koncentrációja a sztratoszférában 2 és 8 ppm között van. Az ózon teljes mennyisége a légkörben akkora, hogy ha lehetséges lenne az egészet a tengerszintre mozgatni és 0 °C-on légköri nyomásra koncentrálni, akkor mindössze 3 mm magas réteget foglalna el (ez 300 Dobson egységnek felel meg , vagy 300 × 2,69 × 10 16 ózonmolekula a Föld felszínének négyzetcentiméterénként). Összehasonlításképpen, a normál nyomáson összenyomott teljes légkör egy 8 km -es réteget alkotna . Az ózonréteg a napsugárzás 97-99%-át nyeli el a 200-315 nm hullámhossz-tartományban.

A nagyon veszélyes ultraibolya sugárzás az UV-c tartományban ( 100-280 nm ) szinte teljesen elnyeli az oxigént ( <200 nm monooxigén és további ózon képződésével) és az ózont ( 200-280 nm ) a légkör legfelső rétegeiben, 35 km felett. A napégést és bőrrákot okozó UV-b tartományt ( 280-315 nm ) az ózon szinte teljesen elnyeli, a Föld felszínét csak néhány százaléka éri el, és ennek a tartománynak a hosszúhullámú részén, míg egy hullámhosszon. 290 nm-en az ózonréteg abszorpciós együtthatója 3 ,5×10 8 . A látható fényhez ( 400-700 nm ) legközelebb eső UV-a tartomány ( 315-400 nm ) szinte nem nyelődik el (lásd az ábrát) [1] .

A levegő felmelegedése miatt a napfény ózon általi elnyelése miatt hőmérsékleti inverzió következik be, vagyis a hőmérséklet növekedése a magassággal. Így a troposzférát és a sztratoszférát a tropopauza választja el egymástól, és a légkör ezen rétegei között nehéz a levegő keveredése.

Az ózonréteg a Föld légkörében 1,85-0,85 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, amikor a fotoszintézis következtében elegendő oxigén halmozódott fel benne [2] . Csak az ózonréteg kialakulása után léphetett elő az élet (beleértve a növényeket is) az óceánokból [3] ; e nélkül nem jöttek volna létre olyan magasan fejlett életformák, mint az emlősök, köztük az ember.

Az ózonréteg felfedezésének története

Az ózonréteg felfedezői Charles Fabry és Henri Buisson francia fizikusok voltak . 1912 - ben sikerült az ultraibolya sugárzás spektroszkópiai méréseivel igazolniuk az ózon létezését a légkör Földtől távoli rétegeiben.

A Venus Express orbiter fedélzetén lévő ultraibolya spektrométer adatait felhasználva a csillagászok felfedezték az ózonréteget a Vénusz légkörében [4] [5] .

Chapman mechanizmus

Az ózon képződésének és fogyasztásának mechanizmusát Sidney Chapman javasolta 1930 - ban , és az ő nevét viseli.

Ózonképződési reakciók:

{\mathsf {O_{2}+h\nu \rightarrow 2O:}}

{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+O:\rightarrow O_{3))))

A molekuláris oxigén fotolízise a sztratoszférában 175-200 nm és 242 nm hullámhosszú ultraibolya sugárzás hatására megy végbe .

Az ózon a fotolízis és az atomi oxigénnel való kölcsönhatás reakcióiban fogy:

{\mathsf {O_{3}+h\nu \rightarrow O_{2}+O:}}

{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+O:\jobbra 2O_{2))))

Az ózon halálának módjai

A Chapman-mechanizmusban szereplő reakciókon kívül számos más reakció is van, amelyek az ózon pusztulásához vezetnek. Mindegyik több családba tartozik, amelyek közül a fő a nitrogén, az oxigén (a Chapman-mechanizmusból), a hidrogén és a halogén. Ezek a reakciók katalitikus ciklusok, ezért megfelelő ciklusoknak is nevezik őket.

Nitrogénciklus (NOx ) :

{\mathsf {N_{2}O+O\cdot (\Delta ^{1})\jobbra 2NO))

{\displaystyle {\mathsf {O_{3}+NO\jobbra NEM_{2}+O_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {NO_{2}+O:\rightarrow NO+O_{2))))

Hidrogénciklus (HO x ):

{\mathsf {H_{2}O+O:\rightarrow 2HO\cdot ))

{\displaystyle {\mathsf {HO\cdot +O_{3}\rightarrow HO_{2}\cdot +O_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {HO_{2}\cdot +O_{3}\rightarrow HO\cdot +2O_{2))))

Klórciklus (ClO x ):

{\mathsf {CFCl_{3}+h\nu \rightarrow CFCl_{2}\cdot +Cl\cdot ))

{\displaystyle {\mathsf {Cl\cdot +O_{3}\rightarrow ClO\cdot +O_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {ClO\cdot +O:\rightarrow Cl\cdot +O_{2))))

A különböző vegyszercsaládok ózonfogyasztásának aránya különböző magasságokban: [6]

Nyomás, hPa	nitrogéntartalmú	oxigén	hidrogén	halogén
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

A sztratoszférikus ózon halogénbomlási útvonalának részaránya az emberi tevékenység következtében megnövekedett, ami ózonlyukak kialakulásához vezetett . 1994 -ben az ENSZ Közgyűlése szeptember 16 -át az ózonréteg megőrzésének nemzetközi napjává nyilvánította .

Az ózonréteg vastagságának mértékegysége

Az ózonréteg vastagságának mértékegysége a Dobson-egység (DU).

Jegyzetek

↑ Matsumi Y., Kawasaki M. Az atmoszférikus ózon fotolízise az ultraibolya tartományban // Chem . Fordulat. : folyóirat. - 2003. - 1. évf. 103 , sz. 12 . - P. 4767-4781 . - doi : 10.1021/cr0205255 . — PMID 14664632 .
↑ Gehrels N., Claude M. Laird, Charles H. Jackman, John K. M. Cannizo, Barbara J. Mattson, Wan Chen (2003) Ozone Depletion from Nearby Supernovae. The Astrophysical Journal, 585: 1169-1176.
↑ I. K. Larin. Az ózonréteg kémiája és az élet a Földön // Kémia és élet - XXI. - 2000. - 7. sz . - S. 10-15 . (Orosz)
↑ A felhő felső ózonjának felfedezése a Vénuszon . Letöltve: 2018. november 27. Az eredetiből archiválva : 2019. május 31. (határozatlan)
↑ Ózonréteget fedeztek fel a Vénuszon Archiválva : 2018. november 28. a Wayback Machine -nél , 2018. november 27.
↑ Andrew Dessler. A sztratoszférikus ózon kémiája és fizikája. Akadémiai Kiadó. 2000

Lásd még

Linkek

A Föld ózonrétege. Archivált : 2007. november 24. a Wayback Machine -nél
Az ózonréteg kémiája. Archiválva : 2012. február 16. a Wayback Machine -nál

Cikkek és ismertetők

Nemzetközi megállapodások

Szótárak és enciklopédiák

Bibliográfiai katalógusokban
BNE : XX545363 BNF : 122513315 GND : 4130365-9 J9U : 987007548821005171 LCCN : sh88004695 NDL : 00576770 NKC : ph123891 SUDOC : 031265022 , 171872975

Föld légköre
A légkör szerkezete	planetáris határréteg Troposzféra tropopauza Sztratoszféra Ózon réteg Sztratopauza Ionoszféra Mezoszféra Mezopauza Karman vonal Termoszféra Termopauza Turbópauza exobázis Exoszféra
Lásd még	Levegő Légkör egyezményes légkör Légkörfizika Meteorológia Klimatológia Tellurikus vonalak