ポストさんてん日記

放射線・エネルギー・環境・化学物質・食品などの情報をアーカイブとして整理すると同時に、徒然につぶやいています。 リンクはご自由に。

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オゾン層の生成・破壊のメカニズム、フロンの種類

[ 2013/03/05 (火) ]
表記の情報を纏めてみましたので、何かのご参考になれば。

オゾンの生成・消滅のメカニズム
出典:気象庁 オゾン層・紫外線の知識

オゾンの生成・消滅 
高度20kmより上空では、強い紫外線により酸素分子が分解して酸素原子となり(図2-①)、それがまわりの別の酸素分子と結合してオゾンが生成されます(図2-②)*1
一方でオゾンは酸素原子と反応して2つの酸素分子に変化し、消滅します(図2-③)*2
自然界のオゾンはこの生成と消滅のバランスにより濃度が保たれています。

*1,*2 関与する紫外線の波長は、オゾンの生成、すなわち酸素の分解時は190~242nm、オゾンの消滅時は230~290nmで、いずれもUV-C。

【オゾンの垂直分布】
高度20kmより下では、オゾンの生成はほとんどありませんが、成層圏内の大気の流れによってオゾンが運ばれてきます。大気中のオゾンは成層圏(約10~50km上空)に約90%存在しており、このオゾンの多い層を一般的にオゾン層といいます。

大気の温度分布とオゾン02
                        【参考エントリー】大気圏の鉛直温度分布
.
【オゾンの地球分布、季節変化】
太陽の放射が強い赤道域や低緯度上空の成層圏は、オゾンの主要な生成場所。
低緯度の成層圏で生成されたオゾンは、成層圏の大気の流れによって中高緯度に運ばれ下降する。
オゾンを含む空気は下部成層圏で圧縮されるため、中高緯度の下部成層圏でオゾン量が多くなる。
赤道域から中高緯度へのオゾンの輸送は冬季に最も活発となるため、中高緯度では冬季から春季にかけてオゾンが蓄積されてオゾン全量が多くなる。逆に、夏季から秋季はオゾン全量が少なくなる。

【メモ】第1章 光と地球環境(文部科学省)

【参考】オゾン全量の単位、ドブソン:DU
オゾン層に存在する全オゾン量は0℃,1気圧で約3mmの厚さに相当する(厚さ3mmの宇宙服と例えられる)。そこで、オゾン層のオゾン量の単位を、0℃,1気圧で0.01mmの厚さに相当するオゾン量とし、これを1ドブソン単位(Dobson Unit:DU)という。 1DUは 1 m atm-cm (ミリアトムセンチメータ)と表すことがある。
なお、すべての大気を標準状態にすると、約 8 km の厚さになる。

紫外線

紫外線
出典:気象庁 紫外線とは

            光子一つのエネルギー(E=hν=hc/λ)
光の波長と光子エネルギーの関係02

UV-A,B,Cのについての詳細はこちら
.
     
オゾンの破壊のメカニズム
出典:気象庁 オゾン層・紫外線の知識
上部成層圏でのオゾン破壊 
高度40km付近の成層圏まで運ばれると、フロンは強い太陽紫外線を受けて分解し、塩素を発生します(図1-①)。この塩素が触媒として働きオゾンを次々に壊してゆきます(図1-②)。1個の塩素原子によって数万個のオゾン分子が分解されるといわれています。

フロンの種類

フロンの種類02

フロン番号のルール、大気中での寿命

フロン番号
寿命については文献によって、違いがあるようです。例えば、環境と科学(新田昌弘)ではR-11:76.5年、R-12:138.8年などとなっています。

大気中のフロン濃度の経年変化

フロン濃度の経年変化02
出典:環境省 H23年度オゾン層等の監視結果に関する年次報告書

フロンの回収量グラフ

情報整理のため、この部分は単独エントリー化しました。

つぶやき

今までの放射線や原発・エネルギー関係とは全く関係ないのですが、チョット必要なので、今後、温暖化やオゾン層破壊など、環境問題に関連するエントリーが増えていくかも知れません。


【個人的メモ】
オゾン 50のなぜ(名古屋大学太陽地球環境研究所)
環境科学解説:オゾン層の破壊-過去・現在・未来-(国立環境研究所)
オゾン層等の監視結果に関する年次報告書(環境省)
今後のフロン類等対策の方向性について(中央環境審議会意見具申)2013/3/22
気象庁 オゾン層の基礎知識
紫外線環境保健マニュアル2008(環境省)
モントリオール議定書20周年とフロン回収・破壊法改正記念シンポジウム 『地球環境とフロン』2007/10/5
フッ素化合物総合データベース(Fluorine Compounds Database; FCD)

関連エントリーはカテゴリーにひとまとめにしています。記事下部or左欄のカテゴリーリンクから、どうぞ。転記 転記
[ 2013/03/05(火) ] カテゴリ: オゾン層の破壊 | CM(0)
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