| 在平流层中,一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线,并分解形成氧 原子。这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧,生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉,也可 与氧原子相结合,再度变成氧分子。其过程可用下面的化学反应方程式来表示:
O2+Hυ → 2O
O2+O+M+O3 → M
O3+hυ → J[10]O2+O
O3+O → 2O2
M为反应第三体,它们是氮气和氧气分子,其作用是与生成的臭氧相碰撞,接受过剩的能量 以使臭氧稳定。臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态,它可 以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。但是从定量角度看,这一理论得出的平流层臭氧浓度 是实际臭氧浓度的2倍左右。
纯氧理论出现的问题,主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用,通过链式反应消除 臭氧。其链式反应方程式如下:
图1-2-1
X+O3→XO+O2
XO+O→X+O2
合计 O+O2→2O2
其中X为H,OH,NO,Cl。
如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应,再考虑 大气运动效果,则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。
在平流层中,臭氧的生成和消亡处于动态平衡,正常情况下维持 一定的浓度,此种动态平 衡亦可用图1-2-1表示。
|