Berichte des Forschungszentrums Jülich

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2 .2 . OZONCHEMIE IN DER POLAREN STRATOSPHÄRE 15

Dabei entstehen zunächst Chloratome, die zum überwiegenden Teil zu C10 weiterreagieren

:

Cl + 0,3 ~ C10 + 0 2 . (2 .4)

Der Hauptanteil des aktiven Chlors CI X liegt bei Dunkelheit als Dimer (C1 2 0 2 gemäß

Gl . 2 .5) und bei Tageslicht als C10-Moleküle aufgrund der Dimerphotolyse (G . 2 .6) vor .

Die wesentlichen katalytische Zyklen unter Beteiligung von C10 und BrO-Radikalen,

die für die im polaren Winter und Frühjahr beobachtete chemische Ozonzerstörung

verantwortlich sind, werden im folgenden vorgestellt [Solomop, 1990 ; Anderson et al .,

1991] .

Den größten Anteil an der Ozonzerstörung hat der C10-Dimer-Zyklus [Molina und

Molina, 1987] :

C10 + C10 + M C1202 + M (2 .5)

C1202 + hv Cl + C100 (2 .6)

C100+M Cl +02+M (2 .7)

2 (Cl + 0,3 C10 + 02) (2 .8)

Netto : 2 0 3 + hv --+ 302-

Die Bildungsgeschwindigkeit des Dimers ist vom Quadrat der C10-Konzentrationen

abhängig, deshalb ist dieser Zyklus besonders bei hohen C10-Konzentrationen wirksam

. Die Dimerbildung (Gl . 2 .5) ist reversibel : Bei niedrigen Temperaturen wird die Rekombination

von C10 schneller als der thermische Zerfall von C1 202 . Deshalb und weil

Reaktion (Gl . 2 .6) Sonnenlicht benötigt, ist die Effektivität des C10-Dimer-Zykluses

unter kalten Sonnenlichtbedingungen, also am Ende des Winters, in der unteren Stratosphäre

am höchsten . Tiefe Temperaturen sind also nicht nur zur Bildung von PSC-

Partikeln notwendig, sondern beschleunigen auch den C10-Dimer-Zyklus .

Obwohl die Gesamtmenge an stratosphärischem Brom nur ca . 20 pptv (etwa 200

mal geringer als die Gesamtmenge an Chlor) beträgt, spielen aufgrund ihrer hohen

Reaktivität auch Bromradikale eine bedeutende Rolle für die Ozonzerstörung in den

Polarregionen . Durch die Reaktion zwischen C10 und BrO im sogenannten C10-BrO-

Zyklus [McElroy et al., 1986], werden freie Cl und Br-Radikale produziert :

C10 + BrO Br + Cl + 02 (2 .9)

Br + 0,3 BrO + 02 (2 .10)

Cl + 0,3 C10 + 02 (2 .11)

Netto : 203 --+ 302

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