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Abstract

La chimie atmosphérique des halogènes comme la réaction catalytique des radicaux de brome et de chlore avec l’ozone (O3) est connue pour provoquer la destruction de l’ozone en surface au printemps dans la région polaire. Bien que les réactions atmosphériques initiales du chlore avec l’ozone soient bien comprises, les étapes finales d’oxydation conduisant à la formation de chlorate (ClO3-) et de perchlorate (ClO4-) restent floues en raison du manque de preuves directes de leur présence et de leur devenir dans l’atmosphère. Dans cette étude, nous présentons le premier ensemble de données ambiantes à haute résolution de HClO3 (acide chlorique) et HClO4 (acide perchlorate) en phase gazeuse, obtenu à partir de la mesure sur le terrain à la station de recherche de Villum, Station Nord, dans le nord du Groenland arctique (81°36′ N, 16°40′ W) au cours du printemps 2015. Un spectromètre de masse à temps de vol à interface à pression atmosphérique à ionisation chimique (CI-APi-TOF) de pointe a été utilisé en mode ion négatif avec l’ion nitrate comme ion réactif pour détecter le HClO3 et le HClO4 en phase gazeuse. Nous avons mesuré des niveaux significatifs de HClO3 et HClO4 uniquement pendant les événements de destruction de l’ozone au printemps au Groenland, avec des concentrations allant jusqu’à 9×105 molécules cm-3. L’analyse de la trajectoire de la masse d’air montre que l’air pendant l’épisode d’appauvrissement de l’ozone était confiné près de la surface, ce qui indique que l’O3 et la surface de la glace de mer/du manteau neigeux peuvent jouer un rôle important dans la formation de HClO3 et HClO4. Nous avons utilisé des méthodes de chimie quantique de haut niveau pour calculer les spectres d’absorption ultraviolet-visible et la section transversale de HClO3 et HClO4 en phase gazeuse afin d’évaluer leur devenir dans l’atmosphère. Dans l’ensemble, nos résultats révèlent la présence de HClO3 et HClO4 pendant les événements d’appauvrissement de l’ozone, ce qui pourrait affecter la chimie du chlore dans l’atmosphère arctique.