Влияние частиц слоя юнге на длину цепи разрушения озона в атмосфере

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе приводятся результаты расчетов длины цепей разрушения озона в нижней стратосфере в каталитических HOx-, NOx-, ClOx- циклах с учетом гетерогенных химических реакций (ГХР) с участием частиц слоя Юнге. Учет этих реакций приводит к изменению вида высотных профилей длины цепей в этих циклах, рассчитанных в приближении отсутствия ГХР. На нижней границе слоя Юнге наблюдается вырождение цепного разрушения озона в NOx-цикле, вызванное резким спадом концентраций компонентов этого семейства, обусловленным захватом газовых молекул N₂O₅. При этом наблюдается рост длины цепи в HOx-цикле более чем на порядок величины из-за снижения концентраций радикалов ОН и НО₂ и, как результат, спада скорости обрыва цепей с их участием. На бóльших высотах длины цепей разрушения озона с учетом ГХР, напротив, оказываются выше; сказывается ускорение разрушения O₃ переносчиками цепи в HOx- и ClOx-циклах. Рост их концентраций обусловлен пониженным содержанием в воздухе NO и NO₂. Рассматриваемое влияние ГХР практически исчезает на верхней границе слоя Юнге вследствие испарения частиц.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. К. Ларин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: iklarin@narod.ru
Россия, Москва

Г. Б. Прончев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: iklarin@narod.ru
Россия, Москва

А. Н. Ермаков

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: iklarin@narod.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Andreae M.O., Jones C.D., Cox P.M. // Nature. 2005. V. 435. № 7046. P. 1187; https://doi.org/10.1038/nature03671
  2. Kulmala M., Pirjola U., Mäkelä U. // Nature. 2000. V. 404. № 6773. P. 66; https://doi.org/10.1038/35003550
  3. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics, from Air Pollution to Climate Change. Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, 2016. 1152 p.
  4. Salawitch R.J., Wofsy S.C., Wennberg P.O. et al. // Geophys. Res. Let. 1994. V. 21. № 23. P. 2547; https://doi.org/10.1029/94GL02781
  5. Ларин И.К. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 3. С. 87; https://doi.org/10.7868/S0207401X17030074
  6. Ларин И.К., Алоян А.Е., Ермаков А.Н. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 9. С. 76; https://doi.org/10.7868/S0207401X16090077
  7. Кумпаненко И.В., Иванова Н.А., Дюбанов М.В. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 10. С. 48; https://doi.org/10.31857/S0207401X21070049
  8. Зеленов В.В., Апарина Е.В. // Хим. физика. 2023, Т. 42. № 1. С. 73; https://doi.org/10.31857/S0207401X23010144
  9. Еганов А.А., Кардонский Д.А., Сулименков И.В. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. С. 81; https://doi.org/10.31857/S0207401X23040064
  10. Borrmann S., Solomon S., Dye J.E. et al. // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. D3. P. 3639; https://doi.org/10.1029/96JD02976
  11. Lary D.J. // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. D17. Р. 21515; https://doi.org/10.1029/97JD00912
  12. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1994, Global Ozone Research and Monitoring Project. Report. WMO, Geneva, 1995.
  13. Brasseur G., Solomon S. Aeronomy of the Middle Atmosphere: Chemistry and Physics of the Stratosphere and Mesosphere. Third revised and enlarged edition. Montreal. Canada.: Springer, 2005.
  14. Jacob D.J. Introduction to Atmospheric Chemistry. Princeton: University Press, 1999.
  15. Shimazaki T. Minor constituents in the middle atmosphere. Tokyo, Japan: Terra Scientific Publishing Company, 1985.
  16. Junge C.E., Chagnon C.W. Manson J.E. // J. Geophys. Res. 1961. V. 66. № 7. Р. 2163; https://doi.org/10.1029/JZ066i007p₀2163
  17. Turco R.P., Whitten R.C., Toon O.B. // Rev. Geophys. 1982. V. 20. № 2. P. 233; https://doi.org/10.1029/RG020i002p₀0233
  18. Larin I.K. // Atmospheric and Climate Sciences. 2013. V.3. № 1. P. 141; https://doi.org/10.4236/acs.2013.310¹⁶
  19. Eremina I.D., Chubarova N.E., Aloyan A.E., Arutyunyan V.O., Larin I.K., Yermakov A.N. // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2015. Т. 51. № 6. P. 624; https://doi.org/10.1134/S0001433815050047
  20. Voigt C., Schlager H., Luo B.P. et al. // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5. № 5. P. 1371; https://doi.org/10.5194/acp-5-1371-2005
  21. http://cdp.ucar.edu/browse/browse.htm?uri=http://dataportal.ucar.edu/metadata/acd/software/Socrates/Socrates.thredds.xml
  22. Schwartz S.E., Freiberg J.E. // Atmos. Envir. A. 1981. V. 15. № 7. P. 1129; https://doi.org/10.1016/0004-6981(81)90303-6
  23. Myhre G., Berglen T.F., Myhre C.L.E. et al. // Tellus. 2004. V. 56B. P. 294; https://doi.org/10.1111/j.1600-0889.2004.00106.x
  24. http://www.aim.env.uea.ac.uk/aim/aim.php
  25. Shi Q., Jayne J.T., Kolb C.E. et al. // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. P. 24259; https://doi.org/10.1029/2000jd000181
  26. Hanson D.R., Ravishankara A.R., Solomon S. // J. Geophys. Res A. 1994. V. 99. D2. P. 3615; https://doi.org/10.1029/93JD02932
  27. Ларин И.К., Алоян А.Е., Ермаков А.Н. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 5. С. 86; https://doi.org/10.31857/S0207401X21050095
  28. Carslaw K.S., Peter T., Clegg S.L. // Rev. Geophys. 1997. V. 35. № 2. P. 125; https://doi.org/10.1029/97RG00078

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рассчитанные высотные профили относительных концентраций [xi(газ + ГХР)]/[xi(газ)] переносчиков цепи семейств HOx (OH(г), HO₂(г)), NOₓ (NO(г), NO₂(г)) и ClOx (ClO(г)), а также N₂O₅(г) с учетом гетерогенных химических реакций с участием аэрозольного слоя Юнге в нижней стратосфере для условий июня 1995 г. на широте 50° с.ш. (см. текст). На вставке дано сравнение высотных профилей скоростей обрыва цепей (Wd, ᵢ) в этих циклах, рассчитанных с учетом ГХР (сплошные кривые) и без их учета (штриховые кривые).

Скачать (164KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рассчитанные с учетом гетерогенных химических реакций с участием частиц слоя Юнге в нижней стратосфере высотные профили длины цепи (v) разрушения озона (темные линии) с их профилями, рассчитанными с участием газофазных реакций в каталитических HOₓ-, NOₓ- и ClOx-циклах в июне 1995 г. на средних широтах – 50° с.ш. (см. текст).

Скачать (95KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024