ads

Abstract

Atmosfärisk halogenkemi, som den katalytiska reaktionen mellan brom- och klorradikaler och ozon (O3), är känd för att orsaka ozonförstöring på våren i polarområdet. Även om de inledande atmosfäriska reaktionerna mellan klor och ozon är väl kända, är de slutliga oxidationsstegen som leder till bildandet av klorat (ClO3-) och perklorat (ClO4-) fortfarande oklara på grund av bristen på direkta bevis för deras närvaro och öde i atmosfären. I den här studien presenterar vi det första högupplösta datasetet för gasfasen av HClO3 (klorsyra) och HClO4 (perklorat) som erhållits från fältmätningar vid forskningsstationen Villum, Station Nord, i det höga arktiska Nordgrönland (81°36′ N, 16°40′ V) under våren 2015. En toppmodern kemisk jonisering med atmosfäriskt tryckgränssnitts time-of-flight-masspektrometer (CI-APi-TOF) användes i negativt jonläge med nitratjonen som reagensjon för att detektera HClO3 och HClO4 i gasfas. Vi uppmätte betydande nivåer av HClO3 och HClO4 endast under vårens ozonnedbrytande händelser på Grönland, med en koncentration på upp till 9×105 molekyler cm-3. En analys av luftmassans bansträckning visar att luften under ozonförstöringen var begränsad till nära ytan, vilket tyder på att O3 och havsisens/snötäckans yta kan spela en viktig roll för bildandet av HClO3 och HClO4. Vi använde kvantkemiska metoder på hög nivå för att beräkna de ultravioletta och synliga absorptionsspektren och tvärsnittet för HClO3 och HClO4 i gasfasen för att bedöma deras öden i atmosfären. Sammantaget visar våra resultat att HClO3 och HClO4 förekommer under ozonnedbrytande händelser, vilket skulle kunna påverka klorkemin i den arktiska atmosfären.