Large Binocular Telescope  
Большой бинокулярный телескоп онлайн смотреть  
Большой бинокулярный телескоп
О телескопе
Зеркала
Инструменты
LBTB
Интерферометр
История телескопов
Полезные ресурсы
К сведению

Фотографии
Видео
LBT on-line
Марсоход curiosity (кьюриосити)
Фотографии
Панорама
Солнечная система
Венера
Земля
Куаоар
Луна
Марс
Меркурий
Нептун
Плутон
Сатурн
Солнце
Уран
Юпитер

Астрономия Солнца
Взаимодействие планет
Озоновый слой
Атмосфера
Cодержание озона
Фотохимия озона
Фотохимические процессы
Малые газы
Озоновая дыра
Эволюция озона
Ядерный удар
Охрана озоносферы
Метеорология
Атмосфера
Солнечная радиация
Температурный режим почвы
Температурный режим воздуха
Водяной пар в атмосфере
Испарение
Конденсация водяного пара
Осадки, снежный покров
Погода
А это Челябинск
Метеорит Чебаркуль
Фото отчет
Видео отчет

Фотохимия нечетного кислорода

В аэрономии устоялось понятие «нечетный кислород», определяемое как сумма озона и обоих состояний атомарного кислорода: 0* = 03 + 0(3P) + 0('D).

Поскольку в стратосфере концентрация озона много больше концентрации атомарного кислорода, концентрация нечетного кислорода практически равна концентрации озона. Основным источником нечетного кислорода в атмосфере является фотодиссоциация молекулярного кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца: 02 + hv+0 + 0.

Фотодиссоциация молекулы кислорода происходит под действием излучения с длиной волны менее 242,4 нм и приводит, в зависимости от длины волны, к образованию либо двух атомов кислорода в основном состоянии 0(3Р) при 242,4 < К < 175,0 нм, либо одного атома в основном состоянии 0(3Р) и одного возбужденного.

Для стратосферы важны два участка спектра поглощения молекулярного кислорода: полосы Шумана—Рунге (175—200 нм) и континуум Герцберга (200—242 нм). В мезосфере значимую роль играет фотодиссоциация кислорода под действием интенсивного излучения Солнца с длиной волны 121,6 нм (линия водорода Лайманальфа). Скорость фото-диссоциации кислорода на разных высотах на каждом участке спектра.

В нижней стратосфере и тропосфере значимым источником нечетного кислорода являются реакции метанового или углеродного цикла. Низкотемпературное (t < 50 °С) окисление в атмосфере оксида углерода и различных углеводородов как природного, так и антропогенного происхождения возможно только в присутствии катализаторов—гидроксила и оксидов азота. Каталитический цикл окисления оксида углерода до диоксида включает четыре реакции.

Вклад процессов переноса в баланс нечетного кислорода может быть оценен из соотношения скоростей фотохимического разрушения и образования нечетного кислорода L/P. Это соотношение может быть определено по скорости фото-диссоциации молекулярного кислорода и по скорости его фотохимического разрушения L, которая может быть определена, если известна концентрация каталитически активных соединений семейств НО*, NO*, СЮ*.

В ходе анализа использованы данные прибора LIMS на спутнике «Нимбус7» о среднемесячных зонально осредненных распределениях Оз, Н2О, NO2, HNO3 и температуры и данные прибора SAMS о распределении метана. Для расчетов были выбраны четыре месяца (ноябрь, январь, март и май), во время которых проводились измерения. В области фотохимического равновесия, выше 35 км, среднесуточные скорости фотохимического образования и разрушения озона должны быть равны или по крайней мере близки друг к другу.

Однако расчеты показали, что для всех четырех месяцев скорость разрушения озона в этой области на 40—60 % выше скорости его образования. Соответственно рассчитанные с помощью модели концентрации озона выше 35 км на 20—27 % ниже, чем измеренные спутниковым прибором SBUV.

Анализ погрешностей показал, что в области фотохимического равновесия суммарная ошибка определения достигает 50— 70 %, т. е. отклонения L/P в 40—60 % лежат в пределах погрешности, однако систематический характер отклонений указывает на существование пробелов в нашем знании фотохимии стратосферы.

Занижение расчетных содержаний озона в верхней атмосфере и мезосфере вынуждает искать процессы, приводящие к увеличению скорости образования озона или к уменьшению скорости его разрушения.

Одним из таких процессов может быть влияние реакций возбужденных молекул кислорода. Наряду с основным триплетным состоянием молекулы кислорода, обозначаемым 32, существуют два возбужденных синглетных состояния, обозначаемых индексами *Дg и Энергии этих состояний лежат выше основного соответственно на 94,2 кДж/моль (0,98 эВ) и на 161,4 кДж/моль (1,67 эВ). Концентрации молекул синглетного кислорода в стратосфере составляют (1—5) • 1010 и (0,4—2) • Ю5 мол/см3 для Ог(1А) и Ог(12) соответственно.

Синглетный кислород в отличие от триплетного может диссоциировать под действием излучения с длиной волны более 242,5 нм. Однако лабораторные измерения [197] показали, что сечение поглощения 02(1А) в диапазоне длин волн 190—290 нм не превышает 8 10~22 см2, и его фотодиссоциация не может заметно повлиять на баланс нечетного кислорода на высоте 40—60 км.
Возможным механизмом влияния синглетного кислорода является и гипотетическая реакция О2 + 02 03 + О.

Прямых доказательств существования такой реакции нет, однако косвенным доказательством является образование озона при облучении кислорода интенсивным излучением ртутной линии 253,7 нм. Для образования О и Оз в основных состояниях энергия связи в возбужденной молекуле 02 не должна превышать 4,1 эВ, что соответствует верхним возбужденным уровням основного со стояния 02(32~) ИЛИ нижним уровнем возбуждения 02(1S~) и (М'Д*).

Наряду с образованием нечетного кислорода путем непосредственной фото-диссоциации 02 в атмосфере могут протекать процессы опосредованной фото-диссоциации 02 с каталитическим участием оксидов азота: 2N0 + 02^2N02

Поскольку скорость первой реакции этого цикла квадратично зависит от концентрации NO, этот источник нечетного кислорода может быть значимым только при высокой концентрации оксидов азота. Возможно, что этот источник нечетного кислорода компенсирует разрушение озона в результате атмосферных взрывов ядерного оружия.

Fatal error: Call to a member function return_links() on a non-object in /home/httpd/vhosts/lbt.su/httpdocs/index.php(386) : eval()'d code on line 214