В химии атмосферы нулевой цикл — это каталитический цикл , который просто преобразует химические виды друг в друга, не приводя к чистому производству или удалению какого-либо компонента. [1] В стратосфере нулевые циклы и случаи, когда нулевые циклы нарушаются, очень важны для озонового слоя .
Один из самых важных нулевых циклов происходит в стратосфере, при фотолизе озона ультрафиолетовыми фотонами с длиной волны менее 330 нанометров. Этот фотолиз производит одноатомный кислород, который затем реагирует с двухатомным кислородом, производя озон. [2] Однако нет никаких чистых молекулярных или атомных изменений. В целом, реакция преобразует энергию ультрафиолетовых фотонов в тепло, тем самым нагревая стратосферу. [3]
O 3 + hv (λ < 330 нм) → O 2 + O ( 1 D)
О ( 1 Д) + М → О ( 3 П) + М
О ( 3 П) + О2 → О3
Нетто: hv → H
Нулевой цикл может быть нарушен в присутствии определенных молекул, что приводит к чистому увеличению или уменьшению озона в стратосфере. Одним из важных примеров являются выбросы NO x в стратосферу. NO x реагирует как с атомарным кислородом, так и с озоном, что приводит к чистому уменьшению озона. [2] Это особенно важно ночью, когда NO 2 не может фотолизоваться.
НЕТ + О3 → НЕТ2 + О2
НЕТ 2 + О( 1 Д) → НЕТ + О 2
Нетто: O 3 + O( 1 D) → 2O 2 (чистая потеря озона)
Нулевые циклы также могут происходить в тропосфере. Одним из примеров является нулевой цикл, который происходит в течение дня между NO x и озоном.
Тропосферный нулевой цикл
О3 + НЕТ → О2 + НЕТ2
НЕТ 2 + hν → НЕТ + O( 3 P)
О ( 3 П) + О 2 + М → О 3 + М
Нетто: hv → H
Этот цикл связывает озон с NOx в тропосфере в дневное время. В равновесии, описанном соотношением Лейтона , солнечная радиация и соотношение NO 2 :NO определяют распространенность озона, достигая максимума около полудня.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )