対流圏オゾンと成層圏オゾンの違い

質問

成層圏に分布するO3は紫外線を吸収する一方、
対流圏のO3は赤外線吸収をするため、温室効果を持つそうですが、

成層圏と対流圏のオゾンはなぜ吸収波長が違うのですか？

また、対流圏オゾンのうち、「炭化水素、NOx、可視光線」で生成される過程（光化学反応？）について詳しく教えてください。

お願いします。

回答No.2

unyo12 · ベストアンサー

大気化学を少しはかじったのですが、様々な素反応が組み合わさった反応サイクルが数多くあり、どこまでを「過程」としてくくったらいいのか私にはよくわかりませんが、一応回答してみます（^^；

NOx、可視光線が関与するサイクルに、NO2の光解離が引き金となる
「NO2-NO-O3サイクル」（１～３）というのがあります。
１）NO2+hν→NO+O
２）O+O2+M→O3+M　　（Ｍはエネルギーを受け取る適当な物質）
３）NO+O3→NO2+O2

見てのとおり、オゾンは反応２で生成します。

この反応サイクルに「炭化水素が関与してNOをNO2に変える反応」が
加わると、オゾンが消費されなくてもNO2が生成する「別経路」となり、
オゾンが蓄積します。

「別経路の一例（・OHは触媒）」
４）R-CH2-H　+　・OH　→　R-CH2・　+　H2O
５）R-CH2・　+　O2　→　R-CH2-O-O・(過酸化炭化水素ラジカル）
６）R-CH2-O-O・　+　NO　→　R-CH2-O・　+　NO2
７）R-CH2-O・　+　O2　→　R-CHO　+　HO2・（過酸化水素ラジカル）
８）HO2・　+　NO　→　・OH　+　NO2

これらが、対流圏オゾンが「炭化水素、NOx、可視光線」で生成される過程と言えると思います。しかし、炭化水素が関与してNOをNO2に変える反応は、炭化水素の種類によっていくつかのパターンありこの例が全てではないのでご注意を。

お礼

後半について解答ありがとうございます。
まさしく、私が知りたかった事（反応式含め）を答えてくださいました！

「これで環境問題のすべてが分かる！」的な本が結構ありますが、化学的にどんな現象なのか説明してくれる本がありませんでした。
大気化学という分野があったのすね。勉強してみます。

回答No.1

rei00

> 成層圏と対流圏のオゾンはなぜ吸収波長が違うのですか？

　同じ「オゾン」ですので，吸収波長も同じですよ。

　違うのは，紫外線は上方から来るので上に存在する「成層圏オゾン」が殆ど吸収してしまうのに対し，赤外線は地表から来るので下に存在する「対流圏オゾン」が殆ど吸収する点です。

　参考 URL のＱ＆Ａが参考になるかと思います。

　後半は分かりませんので，他の方にお任せします。

参考URL：

http://www.eic.or.jp/QA/bbs02.php3?serial=286

お礼

実は、参考URLを見ても良く分からなかったので質問させていただきました。

>違うのは，紫外線は上方から来るので上に存在する「成層圏オゾン」が殆ど
>吸収してしまうのに対し，赤外線は地表から来るので下に存在する「対流圏
>オゾン」が殆ど吸収する点です。

結局、↑が分かりやすかった！です。
オゾンが何らかの変化をしている訳ではないということですね。
ありがとうございました。