ads

Abstract

Atmosferyczna chemia chlorowców, jak katalityczna reakcja rodników bromu i chloru z ozonem (O3) jest znana jako przyczyna wiosennego niszczenia ozonu na powierzchni Ziemi w rejonie polarnym. Chociaż początkowe reakcje atmosferyczne chloru z ozonem są dobrze poznane, końcowe etapy utleniania prowadzące do powstania chloranu (ClO3-) i nadchloranu (ClO4-) pozostają niejasne ze względu na brak bezpośrednich dowodów na ich obecność i losy w atmosferze. W niniejszym opracowaniu przedstawiamy pierwszy wysokorozdzielczy zestaw danych atmosferycznych fazy gazowej HClO3 (kwas chlorowy) i HClO4 (kwas nadchloranowy) uzyskany z pomiarów terenowych w Stacji Badawczej Villum, Station Nord, w wysoko arktycznej Grenlandii Północnej (81°36′ N, 16°40′ W) wiosną 2015 roku. Do detekcji HClO3 i HClO4 w fazie gazowej wykorzystano najnowocześniejszy spektrometr mas z jonizacją chemiczną pod ciśnieniem atmosferycznym (CI-APi-TOF) w trybie jonów ujemnych z jonem azotanowym jako jonem reagującym. Znaczący poziom HClO3 i HClO4 został zmierzony tylko podczas wiosennej deplecji ozonu na Grenlandii, ze stężeniem do 9×105 cząsteczek cm-3. Analiza trajektorii mas powietrza wykazała, że powietrze w czasie zubożenia ozonu było ograniczone do obszarów przypowierzchniowych, co wskazuje, że O3 i powierzchnia pokrywy lodowej/śnieżnej mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu HClO3 i HClO4. Użyliśmy wysokopoziomowych metod kwantowo-chemicznych do obliczenia ultrafioletowo-widocznych widm absorpcyjnych i przekrojów HClO3 i HClO4 w fazie gazowej, aby ocenić ich losy w atmosferze. Ogólnie rzecz biorąc, nasze wyniki ujawniają obecność HClO3 i HClO4 podczas wydarzeń związanych z zubożeniem ozonu, co może mieć wpływ na chemię chloru w atmosferze Arktyki.