Berichte des Forschungszentrums Jülich

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2 .2 . OZONCHEMIE IN DER POLAREN STRATOSPHÄRE 17

der Beteiligung von C10-Radiklalen erreicht : C10 das unter gestörten Bedingungen

in Mischungsverhältnisse von wenigen ppbv vorkommt, kann übliche Ozonmischungsverhältnisse

von wenigen ppmv, also ein Verhältnis 1 : 1000, im Extremfall bis zu 70%

reduzieren [z . B . Rex et al ., 2001] .

Deaktivierung

Wenn die Sonne nach der Polarnacht aufgeht und die Ozonzerstörung beginnt, erwärmen

sich die Luftmassen allmählich, so daß die PSCs verdampfen und HNO 3 wieder

in die Gasphase freigesetzt wird . Durch die Photolyse von Salpetersäure werden

Stickoxide NO (= NO + N0 2 ) freigesetzt :

Denitrifizierung und Dehydrierung

HN0 3 + hv ~ N0 2 + OH . (2 .23)

Die Anwesenheit von Stickoxiden in der Gasphase ermöglicht Reaktionen, die zu einer

Konversion von aktivem Chlor in seine Reservoirgase führt, und somit den Abbruch

der katalytischen Ozonabbauzyklen erzwingt :

C10 + N0 2 + M C10N0 2 + M (2 .24)

HCl + CH 4 + CH 3 . (2 .25)

Die zweite Deaktivierungsreaktion (G1 .2 .25) ist sehr langsam, deshalb steigen die

C10NO 2-Mischungsverhältnisse in der Arktis im Unterschied zur Antarktis normalerweise

schneller an, als die von HCl [z . B . Douglass et al ., 1995 ; Grooß et al., 1997] . Aktives

Chlor wird so sukzessive in die Reservoirgase überführt . Eine Erholung der Ozonschicht

wird erst durch den Zusammenbruch des Polarwirbels im Lauf des Frühjahrs erreicht,

wenn die Umstellung auf die stratosphärische Sommerzirkulation die Mischung

mit ozonreicherer Luft aus mittleren Breiten erlaubt .

Der Entzug der Stickoxide NO (= NO + N0 2 ) aus der Gasphase durch das Entstehen

HNO 3-haltiger PSC-Partikel wird als Denoxifizierung bezeichnet im Gegensatz zur Denitrifizierung,

bei der durch Sedimentation große PSC-Partikel aus der betrachteten

Luftmasse irreversibel entfernt werden . Dies führt zu einer Reduktion an reaktivem

Stickstoff NO y (= NO + N0 2 + NO 3 + 2 N 205 + HN0 3 + C10NO 2 ) in der entsprechenden

Luftmasse . Denitrifizierung wurde zuerst im antarktischen Polarwirbel beobachtet

[Fahey et al ., 1989, 1990], konnte aber auch in der Arktis nachgewiesen werden

[z . B . Sugita et al ., 1998 ; Popp et al ., 2001] . Eine unmittelbare Folge der Denitrifizierung

ist eine verzögerte Deaktivierung von aktivem Chlor im Frühling (vgl . Gl . 2 .24) . Durch

Sedimentation großer PSC-Partikel kann auch eine Dehydrierung der Luftmassen erfolgen,

d . h . eine irreversiblen Entfernung von H 2O [z . B . Kelly et al ., 1989 ; Schiller

et al ., 2001] . Eine Dehydrierung der Luftmassen beeinflußt somit die Bildung von weiteren

PSCs, hat aber keinen direkten Einfluß auf die Gasphasenchemie des polaren

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