เหตุการณ์การลดลงของโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์
เหตุการณ์การลดลงของโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ เป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้ความเข้มข้นของโอโซนในโทรโพสเฟียร์ของโลกลดลง โอโซน (O3) เป็นก๊าซร่องรอยที่ได้รับความสนใจเนื่องจากมีบทบาทเฉพาะในชั้นบรรยากาศชั้นล่างของโลกสองชั้นที่แตกต่างกัน[1] นอกจากการดูดซับรังสี UV-B และเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนในสตราโทสเฟียร์แล้ว โอโซนในโทรโพสเฟียร์ยังมีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก และควบคุมความสามารถในการออกซิเดชันของบรรยากาศ[1]
แหล่งที่มาของโอโซนในชั้นบรรยากาศ
[แก้]โอโซนในชั้นบรรยากาศถูกกำหนดโดยการผลิตและการทำลายโอโซนผ่านปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากแสงแดด การตกตะกอนแบบแห้ง และการขนส่งข้ามชั้นบรรยากาศจากชั้นบรรยากาศสูง (สตราโทสเฟียร์) [2] ในชั้นบรรยากาศของอาร์กติก การขนส่งและปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับออกไซด์ของไนโตรเจนและสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) จากการปล่อยมลพิษของมนุษย์ก็ทำให้เกิดโอโซน ทำให้มีอัตราส่วนการผสมพื้นหลังอยู่ที่ 30 ถึง 50 nmol mol−1 (ppb) [3] ออกไซด์ของไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนของอนุภาคฟรีที่มีปฏิกิริยา (เช่น แฮโลเจนที่มีปฏิกิริยา) ในบรรยากาศ และมีผลกระทบต่อการลดลงของโอโซนโดยอ้อม เหตุการณ์การลดลงของโอโซน (ODEs) เป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเขตน้ำแข็งทะเล ซึ่งมักจะสังเกตเห็นได้ที่สถานที่ชายฝั่งเมื่อกระแสลมที่เข้ามาข้ามพื้นที่ที่มีน้ำแข็งปกคลุมด้วยน้ำทะเล[4]
การเปิดใช้งานฮาโลเจน
[แก้]ในช่วงฤดูใบไม้ผลิของเขตขั้วโลกเหนือ กระบวนการเคมีที่เกิดจากโฟโตเคมี เปลี่ยนไอออนเกลือฮาโลเจนเฉื่อย (เช่น Br−) ให้เป็นชนิดฮาโลเจนที่มีปฏิกิริยา (เช่น อะตอมของโบรมีน [Br] และ BrO) ซึ่งจะทำให้โอโซนในชั้นบรรยากาศลดลงอย่างรุนแรงจนใกล้เป็นศูนย์ [5] กระบวนการเหล่านี้ได้รับความนิยมจากสภาพแสงและอุณหภูมิที่ต่ำ [6] ตั้งแต่การค้นพบในปลายทศวรรษ 1980 การวิจัยเกี่ยวกับเหตุการณ์การลดลงของโอโซนเหล่านี้ได้แสดงให้เห็นบทบาทสำคัญของเคมีโบรมีนที่เกิดจากโฟโตเคมี แม้ว่าแหล่งที่มาที่แน่นอนและกลไกการปล่อยโบรมีนยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่การรวมกันของเกลือทะเลที่มีความเข้มข้นในสถานะของเหลวดูเหมือนจะเป็นข้อกำหนดเบื้องต้น [7] ชั้นบรรยากาศที่ตื้นยังเป็นประโยชน์เนื่องจากช่วยเพิ่มความเร็วของการปล่อยโบรมีนแบบอัตโนมัติ โดยการจำกัดโบรมีนที่ปล่อยออกมาให้อยู่ในพื้นที่ที่เล็กลง [3] ภายใต้สภาพเหล่านี้ และหากมีความเป็นกรดเพียงพอ กรดไฮโป สามารถทำปฏิกิริยากับ โบรไมส์ที่เป็นก๊าซจะทำปฏิกิริยากับเกลือทะเลที่เป็นของเหลวเพื่อผลิตโบรมีนซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศ ปฏิกิริยาทางเคมีของโบรมีนนี้จะทำให้เกิดเรดิคัลโบรมีนที่สามารถทำปฏิกิริยากับและทำลายโอโซน [7] เนื่องจากกลไกปฏิกิริยาเป็นลักษณะของการเร่งตัวเอง จึงเรียกว่า “การระเบิดของโบรมีน”
ผลกระทบ
[แก้]ความสามารถในการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างของฮาโลเจนเมื่อเปรียบเทียบกับ OH และโอโซนมีผลกระทบที่กว้างขวางต่อเคมีของบรรยากาศ ซึ่งรวมถึงการกำจัดและDeposition (aerosol physics) การสะสมของปรอท การเปลี่ยนแปลงในผลลัพธ์การออกซิเดชันของก๊าซอินทรีย์ และการส่งออกโบรมีนไปยังชั้นบรรยากาศอิสระ[5] การฝากของปรอทก๊าซที่มีปฏิกิริยา (RGM) ลงในหิมะจากการออกซิเดชันโดยฮาโลเจนที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความพร้อมในการใช้ปรอท [6] การเปลี่ยนแปลงล่าสุดในสภาพภูมิอากาศของอาร์กติกและสถานะของการปกคลุมด้วยน้ำแข็งในอาร์กติกมีแนวโน้มที่จะมีผลกระทบที่แข็งแกร่งต่อการเปิดใช้งานฮาโลเจนและเหตุการณ์การลดลงของโอโซน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์มีผลต่อปริมาณหิมะและการปกคลุมด้วยน้ำแข็งในอาร์กติก ซึ่งเปลี่ยนแปลงความเข้มของการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ [6] การเพิ่มขึ้นของระดับพื้นฐานของไนโตรเจนออกไซด์มีแนวโน้มที่จะเพิ่มการบริโภคโอโซนและการเพิ่มฮาโลเจน
อ้างอิง
[แก้]- ↑ 1.0 1.1 Cao, Le; Platt, Ulrich; Gutheil, Eva (2016-05-01). "Role of the boundary layer in the occurrence and termination of the tropospheric ozone depletion events in polar spring". Atmospheric Environment (ภาษาอังกฤษ). 132: 98–110. Bibcode:2016AtmEn.132...98C. doi:10.1016/j.atmosenv.2016.02.034. ISSN 1352-2310.
- ↑ Kentarchos, A. S. (2003). "A model study of stratospheric ozone in the troposphere and its contribution to tropospheric OH formation". Journal of Geophysical Research (ภาษาอังกฤษ). 108 (D12): 8517. Bibcode:2003JGRD..108.8517K. doi:10.1029/2002JD002598. ISSN 0148-0227.
- ↑ 3.0 3.1 Herrmann, Maximilian; Sihler, Holger; Frieß, Udo; Wagner, Thomas; Platt, Ulrich; Gutheil, Eva (2021-05-20). "Time-dependent 3D simulations of tropospheric ozone depletion events in the Arctic spring using the Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry (WRF-Chem)". Atmospheric Chemistry and Physics (ภาษาEnglish). 21 (10): 7611–7638. Bibcode:2021ACP....21.7611H. doi:10.5194/acp-21-7611-2021. ISSN 1680-7316. S2CID 236409104.
{{cite journal}}: CS1 maint: unrecognized language (ลิงก์) - ↑ Jones, A. E.; Anderson, P. S.; Begoin, M.; Brough, N.; Hutterli, M. A.; Marshall, G. J.; Richter, A.; Roscoe, H. K.; Wolff, E. W. (2009-04-03). "BrO, blizzards, and drivers of polar tropospheric ozone depletion events". Atmos. Chem. Phys. 9 (14): 4639–4652. Bibcode:2009ACP.....9.4639J. doi:10.5194/acp-9-4639-2009.
- ↑ 5.0 5.1 อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ
<ref>ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ:4 - ↑ 6.0 6.1 6.2 Zhou, Jiashu; Cao, Le; Li, Simeng (April 2020). "Influence of the Background Nitrogen Oxides on the Tropospheric Ozone Depletion Events in the Arctic during Springtime". Atmosphere (ภาษาอังกฤษ). 11 (4): 344. Bibcode:2020Atmos..11..344Z. doi:10.3390/atmos11040344. ISSN 2073-4433.
- ↑ 7.0 7.1 Jones, A. E.; Anderson, P. S.; Wolff, E. W.; Roscoe, H. K.; Marshall, G. J.; Richter, A.; Brough, N.; Colwell, S. R. (2010-08-24). "Vertical structure of Antarctic tropospheric ozone depletion events: characteristics and broader implications". Atmospheric Chemistry and Physics (ภาษาอังกฤษ). 10 (16): 7775–7794. Bibcode:2010ACP....10.7775J. doi:10.5194/acp-10-7775-2010. ISSN 1680-7324.