В химии атмосферы нулевой цикл - это каталитический цикл, который просто преобразует химические соединения, не приводя к чистому производству или удалению какого-либо компонента. В стратосфере нулевые циклы очень важны для озонового слоя .

Один из самых важных нулевых циклов имеет место в стратосфере, с фотолиз озона фотонами с длинами волн менее 330 нм. В результате фотолиза образуется одноатомный кислород, который затем вступает в реакцию с двухатомным кислородом с образованием озона. Чистого молекулярного или атомного изменения нет, однако эта реакция преобразует энергию фотонов в тепловую энергию, нагревая стратосферу.

O ₃ + hv (λ < 330 nm) → O ₂ + O ( ¹ D) (Здесь ( ³ P) - , ( ¹ D) - возбуждённое состояние )

O ( ¹ D) + M → O ( ³ P) + M

O ( ³ P) + O ₂ → O ₃

Итого: hv → H

нулевой цикл может быть нарушен в присутствии определенных молекул, что приведет к чистому увеличению или уменьшению содержания озона в стратосфере. Одним из важных примеров являются выбросы NOxв стратосферу. NO xреагирует как с атомарным кислородом, так и с озоном приводя к чистому снижению содержания озона. Это особенно важно ночью, когда NO2 не может фотолизироваться.

NO + O ₃ → NO ₂ + O ₂

NO ₂ + O( ¹ D) → NO + O ₂

Итого: 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 NOx и озоном.

Нулевой цикл тропосферы

O ₃ + NO → O ₂ + NO ₂

NO ₂ + hν → NO + O( ³ P)

O ( ³ P) + O ₂ + M → O ₃ + M

Итого: hv → H

Этот цикл связывает озон с NOx в тропосфере в дневное время. В равновесии, описываемом , солнечное излучение и отношение NO ₂ : NO определяют содержание озона, максимизируя его примерно в полдень.

Примечания

Ссылки