Глава 10. Химия окружающей среды

10.2.2. Химические процессы в стратосфере и ионосфере

В стратосфере фотохимические процессы более разнообразны. Во-первых, это образование O₃, концентрация которого по сравнению с тропосферой возрастает в 200 раз и достигает 100 млн^–1 **). Молекулы O₃ очень неустойчивы, хотя постоянно образуются под действием солнечного излучения в диапазонах 135–176 нм и 240–260 нм по реакциям:
где M – какая-нибудь третья частица (N₂, CO₂, Ar).

^**) млн^–1 – миллионная доля, определяющая число частиц, приходящихся на миллион частиц.

Разрушение озона связано с реакциями O₃ + O → O₂ + O₂ или O₃→ O₂ + O (ν = 200–300 нм).

Эти реакции поддерживают динамическое равновесие образования и распада O₃ в естественных условиях.

Последняя фотохимическая реакция защищает биосферу от губительного для нее ультрафиолета.

1

Рисунок 10.5 Динамика размеров озоновой дыры над Антарктидой

Антропогенное воздействие на озонный слой обусловлено следующими цепными реакциями:

1. Выбросы высотных самолетов и ракет

2. Фреоны (hν = 175–220 нм)

Свободные атомы Cl взаимодействуют с озоном, способствуя разрушению озонового слоя:

В ионосфере на высоте выше 80 км происходят реакции фотоионизации:

Эти молекулярные ионы вступают в ион-молекулярные реакции; переход в основное состояние этих частиц является причиной северных сияний. Эти реакции дополняются еще реакциями перехода возбужденных атомов и молекулярных ионов в основное состояние: O* → O + hν (зеленая и красная области) и * → + hν (фиолетовая и синяя области).