Химические процессы в стратосфере и ионосфере

В стратосфере фотохимические процессы более разнообразны. Во-первых, это образование O 3, концентрация которого по сравнению с тропосферой возрастает в 200 раз и достигает 100 млн –1  **). Молекулы O 3 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 (N 2, CO 2, Ar).

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

Разрушение озона связано с реакциями O 3 + O → O 2 + O 2 или O 3→ O 2 + O (ν = 200–300 нм).

Эти реакции поддерживают динамическое равновесие образования и распада O 3 в естественных условиях.

Последняя фотохимическая реакция защищает биосферу от губительного для нее ультрафиолета.

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).