Επίδραση των αερολυμάτων στη φωτοδιάσπαση του όζοντος στην Ανατολική Μεσόγειο

Effect of aerosols on the photolysis of ozone in the Eastern Mediterranean

Μουρτζανού, Ελευθερία Ευ

Μιχαλόπουλος, Νικόλαος

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάδοση της στην ατμόσφαιρα αλληλεπιδρά με τα συστατικά της ατμόσφαιρας (μόρια, άτομα, αερολύματα) μέσω διαφόρων οπτικών και φυσικοχημικών φαινομένων. Η διάσπαση αερίων στην ατμόσφαιρα υπό την επίδραση φωτός είναι η κινητήρια δύναμη για σειρά χημικών αντιδράσεων που καθορίζουν τη χημική σύσταση της ατμόσφαιρας. Το όζον στην στρατόσφαιρα έχει ευεργετικό ρόλο καθώς μας προστατεύει από την υπεριώδη ακτινοβολία. Αντίθετα, το όζον στην τροπόσφαιρα αποτελεί φωτοχημικό ρύπο και η φωτοδιάσπαση του σε διεγερμένο άτομο οξυγόνου Ο1D(το οποίο εν συνεχεία θα αντιδράσει με τους υδρατμούς) οδηγεί στην παραγωγή της ρίζας υδροξυλίου ΟΗ κύριου οξειδωτικού στην ατμόσφαιρα. Από την άλλη μεριά η φωτοδιάσπαση του διοξειδίου του αζώτου ΝΟ2 είναι πηγή ατομικού οξυγόνου Ο3Ρ που χρειάζεται για την παραγωγή του όζοντος στην τροπόσφαιρα. Η μελέτη λοιπόν των ρυθμών φωτοδιάσπασης και των δυο ενώσεων είναι ιδιαίτερης σημασίας για την φωτοχημεία της τροπόσφαιρας. Η εργασία αυτή σκοπό έχει: - Την μελέτη των ρυθμών φωτοδιάσπασης (JΟ1D,JΝΟ2) στο σταθμό του Ε.ΠΕ.ΧΗ.ΔΙ. του Π.Κ. στη Φινοκαλιά Λασιθίου με βάση τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν τη χρονική περίοδο 2002-2006. - Την επίδραση των αερολυμάτων στη φωτόλυση των ενώσεων Ο3 και ΝΟ2 με τη βοήθεια μοντέλου ακτινοβολίας και τη σύγκριση των επιπέδων των ρυθμών φωτοδιάσπασης με και χωρίς αερολύματα. Κεφάλαιο 1:Αλληλεπίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας με τα συστατικά της ατμόσφαιρας και τον τρόπο διάδοσης της μέσα σε αυτήν. Κεφάλαιο 2: Η χημεία της τροπόσφαιρας ο τρόπος παραγωγής και κατανάλωσης του όζοντος. Κεφάλαιο 3: Ο ρυθμός φωτοδιάσπασης των ενώσεων Ο3 και ΝΟ2 και οι παράγοντες από τους οποίους αυτός εξαρτάται. Κεφάλαιο 4: Σύντομη περιγραφή των οργάνων μετρήσεων που χρησιμοποιηθήκαν στο σταθμό της Φινοκαλιάς καθώς και του μοντέλου ακτινοβολίας. Κεφάλαιο 5 : Tα αιωρούμενα σωματίδια o τρόπος επίδρασης τους στη διάδοση της ακτινοβολίας. Κεφάλαιο 6 : Παρουσίαση των αποτελεσμάτων με τη βοήθεια διαγραμμάτων και ανάλυση των συμπερασμάτων που προκύπτουν από αυτά. Τα κύρια συμπεράσματα που προέκυψαν είναι ότι η ύπαρξη αερολυμάτων μπορεί να αναστείλει του φωτοδιάσπαση του όζοντος μέχρι και 40% ενώ η επίδραση τους στη φωτοδιάσπαση του αζώτου μπορεί να φθάσει το 20%. Ακόμα παρατηρήθηκε ότι τους καλοκαιρινούς μήνες η παρουσία αερολυμάτων μπορεί να ενισχύσει τη φωτόλυση του αζώτου μέχρι και 2.5% λόγω πολλαπλής σκέδασης. Τέλος, προέκυψε ότι χρησιμοποιώντας στους υπολογισμούς 4π στερεακτίνια αντί 2π που χρησιμοποιείται από το όργανο στο σταθμό της Φινοκαλιάς προκύπτουν υψηλότερες τιμές σε ποσοστό κατά μέσο όρο 12% για το όζον και 15% για το διοξείδιο του αζώτου. (EL)

The split of gases in the atmosphere under the effect of light is the force of chemical reactions that changes the chemical constitution of the atmosphere. The stratospheric ozone is really important for the preservation of life on Earth as it protects us from the ultraviolet radiation. On the contrary, the tropospheric ozone is characterized as a pollutant and its dissociation in excited atom O1D (singlet oxygen), (which would react with vapour) leads to the production of the radical OH, one of the most effective chemical compounds in the atmosphere. Additionally, the photodissociation of NO2 is the main source of individual oxygen O3P (triplet oxygen) that is necessary for the production of ozone in the troposphere. The investigation of the photolysis rates of those two chemical compounds is of great importance concerning the photochemistry of the troposphere. The aim of this project is: - The study of the photodissociation rates of O3 and NO2 at the Finokalia station considering the measurements that took place during the years 2002-2006. - The aerosol effect at the photodisociation of O3 and NO2 using a radiation model and the differences of the dissociation levels with and without aerosols. Chapter 1: The interaction of solar radiation with the constituents of the atmosphere and its distribution within the atmosphere. Chapter 2: Tropospheric chemistry/production and loss of ozone. Chapter 3: The factors that affect the photolysis rates of O3and NO2. Chapter 4: Description of the radiation model and the instruments that were used at the Finokalia station. Chapter 5: The effect of the existence of the aerosols at the distribution of the solar radiation throughout the atmosphere. Chapter 6: Digrams presenting the results and discussion of the conclusions. In conclusion, in this study, it is shown that the photolysis rate of O3 is 40% decreased due to aerosols while the effect on the photodissociation of NO2 can reach up to 20%. Also, it was found that during summer the photolysis rate of NO2 can be enhanced up to 2.5% because of multiple scattering. Moreover, it was really interesting that using 4π sr for JO3 and JNO2 calculations instead of 2π sr (used at the station of Finokalia), the levels of the photolysis rates are 12% (in average) higher for O3 and 15% for NO2. (EN)

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Photolysis

Οζον

Αερολύματα

Φωτόλυση

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Elocus

Ελληνική γλώσσα

2011-12-23

http://elocus.lib.uoc.gr:443/dlib/4/d/e/metadata-dlib-1328868977-111103-17334.tkl

000372037

Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης