Реакции Чепмана

Лекция 8

Глобальные экологические проблемы:

Тема: Истощение озона в стратосфере

Вопросы:

1. Природа озона и механизм работы озонового слоя

2. Истощение озона: история

3. Источники разрушения озонового слоя

4.Эффекты истощения озона

5. Устойчивые стратегии по проблеме истощения озона. Международное сотрудничество

Природа озона и механизм работы озонового слоя

термосфера ~80-120 км

мезосфера ~50-80 км

стратосфера ~10-50km

тропосфера ~10 км

Газ озон (O₃) - является формой кислорода, который присутствует в атмосфере. Озон существует на двух уровнях. На уровне земли это является ядовитым для жизни (Тропосферный озон). В стратосфере он существует как слой на высотах 15-55 км, где формирует важный барьер против вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей солнца (Стратосферный озон).

Озон также помогает контролировать температуру внешней стратосферы.

Как измерить Озон?

Количество озона над любой точкой поверхности земли измеряется в единицах Добсона (ЕД) - типично ~ 260 ЕД около тропиков и выше в других местах, хотя имеются большие сезонные колебания.

2. Истощение озона: история

В верхних слоях атмосферы озон регулярно создается и разрушается естественным путем. Деятельность солнца вызывает изменения в озоновом слое в течение года.

Реакции Чепмана

O2 + hv	®	O + O	(1)
O + O2	®	O3	(2)
O3 + hv	®	O2 + O	(3)
O + O3	®	O2 + O2	(4)

Реакция (2) замедляется с увеличением высоты, в то время как реакция (3) ускоряется. Концентрация озона – это баланс между этими конкурирующими реакциями. В верхних слоях атмосферы доминирует атомарный кислород, где уровень УФ высок. Опускаясь через стратосферу, воздух становится более плотным, поглощение УФ увеличивается и пик уровня озона отмечается примерно на высоте 20 км. По мере продвижения к земле, уровень УФ снижается и уменьшается уровень озона. Слой озона, сформированный в стратосфере этими реакциями, иногда называют «слоем Чепмена».

Однако, некоторые искусственные химические газы также разрушают озон. Хотя эти газы безопасны для людей, они дрейфуют до стратосферы, где они формируют составы, которые разрушают озон.

ФХУ (Фторохлороуглеводороды) являются самыми важными из этих газов, по количеству и воздействию. Нет никаких естественных способов удаления этих газов, после т ого как они попали в атмосферу. Мало того, что они способствуют разрушению озона, но они также являются одини из главных парниковых газов (См. тему: "Парниковый эффект").

стория: Ученые измеряли концентрацию озона над Антарктидой с 1957 года. Они заметили его значительное истончение за последние 10-15 лет. Драматическая потеря озона в нижних слоях стратосферы над Антарктидой была впервые замечена в 1970-ых годах исследовательской группой Британского Антарктического Общества, которая контролировала атмосферу на станции исследования в Антарктиде.

В 1982 они обнаружили неожиданно большое падение концентрации озона, и экспедиция в 1987 обнаружила «озоновую дыру» размером с США и глубиной с гору Эверест. Сходная дыра была обнаружено и в Арктике. В 1991 было найдено, что озон разрушался со скоростью в 2-а раза превышающую ожидаемую скорость.

Дата добавления: 2015-07-20