対流圏OHラジカルの収支を支配する大気化学反応の解明

阐明控制对流层 OH 自由基平衡的大气化学反应

• 批准号: 13780421
• 负责人: 高橋 けんし
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780421/
• 关键词: 対流圏; OHラジカル; 大気モデル; ラボ実験; レーザー誘起蛍光法; オゾン; 光解離反応; O(^1D); 光分解反応; 反応生成物; 分岐比; O(^3P)原子; O(^1D)原子; 真空紫外レーザー

対流圏OHラジカルは、メタンなどの炭化水素や人為起源物質と効率よく反応するため、それらの大気寿命や消滅経路を決める重要なラジカルである。しかし、現存の大気化学モデルでは、大気中のOHラジカルの定常濃度の計算値が、フィールド計測と一致せず、OHラジカルの生成消滅過程には、未知の反応経路があることが指摘されている。最初に書いたように、OHラジカルは反応性が高いので、OHのモデル・実測の不一致は、対流圏化学の根幹をなす重要な問題である。そこで、本研究課題では、OHの生成に敏感に影響するオゾンの紫外光反応過程や、OHラジカルそのものの反応性などについて、ラボ実験による詳細な研究を行った。その成果は、合計10報の論文としてまとめられ、国際的な学術誌に掲載された(裏面参照)。オゾンの光分解実験では、230-300nmの光解離反応で生成するO(^1D)の量子収率を真空紫外レーザー誘起蛍光分光法で求めた。2nm間隔で測定を行ったのは、我々が初めてである。これにより、230-300nmにおけるO(^1D)の生成量子収率は、波長にほとんど依存せず、だいたい一定の値(_》0.91)であることが明らかになった。また、大気モデルの世界標準となっているNASA・ジェット推進研究所のデータベース推奨値(0.95)に比べて、小さいことも分かった。次に、一次元光化学モデルにより、OHラジカルの定常濃度の変化を調べた。つまり、本研究で得られたO(^1D)の新しい量子効率の結果と、300-330nmにおける実験結果とをモデルに入力し、地球大気におけるHOx(=OH+HO_2)の定常濃度にどのように影響するかを調べた。その結果、対流圏では、オゾンの光解離反応で生成するO(^1D)が増加するため、H_2Oとの反応によるHOxの生成効率が増加するが、成層圏では本研究の結果を使うことで、HOxの生成効率が小さくなることが分かった。

For the flow cycle OH, carbon dioxide, man-made substances of origin, reaction rate, long life and elimination of important factors. The calculation value of the steady state concentration of OH in the existing large gas chemistry, the measurement and the elimination process of OH in the large gas chemistry, and the unknown reaction pathway are analyzed. Initially, the book was written in the middle of a series of important issues, such as high reactivity, inconsistency in measurement, and root causes of flow chemistry. This research topic is to study the UV reflection process, OH generation sensitivity, OH generation sensitivity and OH generation sensitivity in detail. The results of this research are published in 10 papers published in international academic journals (see inside). The quantum yield of O(^1D) produced by photodissociation reaction at 230-300nm was determined by vacuum ultraviolet (UV) induced fluorescence spectroscopy. 2 nm interval measurement For example, the quantum yield of O(^1D) in the range of 230-300nm depends on the wavelength, and the quantum yield of O (^1D) in the range of 230- 300 nm depends on the wavelength. NASA Propulsion Research Institute's data set value (0.95) is higher than that of NASA's data set value (0.95). The second, the first, the second, the third, the third, the fourth, the In this study, we obtained new quantum efficiency results for O(^1D), experimental results for 300-330nm, and the influence of constant concentration of HOx(=OH+HO_2) on the Earth's atmosphere. As a result, the generation efficiency of HOx increases in the case of H_2O and H_2O in the case of H_2O.

项目成果

K.Takahashi, Y.Matsumi他2名: "Atmospheric Chemistry of CF_3CFHOCF_3: Kinetics of the Reaction with Cl Atoms and Fate of CF_3 CFO(・)OCF_3 Radicals"Chemical Physics Letters. 352. 202-208 (2002)

K.Takahashi、Y.Matsumi 和另外 2 人：“CF_3CFHOCF_3 的大气化学：与 Cl 原子的反应动力学和 CF_3 CFO(·)OCF_3 自由基的命运”《化学物理快报》352. 202-208 (2002)。

K. Takahashi, Y. Matsumi 他2名: "Atmospheric Chemistry of CF_3CFHOCF_3 : Kinetics of the Reaction with Cl Atoms and Fate of CF_3CFO(・)OCF_3 Radicals"Chemical Physics Letters. (印刷中).

K. Takahashi、Y. Matsumi 和另外 2 人：“CF_3CFHOCF_3 的大气化学：Cl 原子反应动力学和 CF_3CFO(·)OCF_3 自由基的命运”化学物理快报（正在出版）。

K. Hitsuda, K. Takahashi 他2名: "Kinetics of the reactions of Cl*(^2P_<1/2>) and Cl(^2P_<3/2>) atoms with C_2H_6, C_2D_4, n-C_4H_<30>, and i-C_4H_<16> at 298 K"Chemical Physics Letters. 346. 16-22 (2001)

K. Hitsuda、K. Takahashi 和另外 2 人：“Cl*(^2P_<1/2>) 和 Cl(^2P_<3/2>) 原子与 C_2H_6、C_2D_4、n-C_4H_<30 反应的动力学> 和 i-C_4H_<16> 于 298 K"《化学物理快报》。346. 16-22 (2001)

K.Takahashi, N.Taniguchi他2名: "Non-thermal steady-state translational energy distributions of O(^1D) atoms in the stratosphere"Journal of Geophysical Research. 107(D16). ACH6-1-ACH6-6 (2002)

K.Takahashi、N.Taniguchi 等 2 人：“平流层中 O(^1D) 原子的非热稳态平移能量分布”地球物理研究杂志 107(D16)（ 2002）

K.Hitsuda, K.Takahashi他2名: "Kinetics of the reactions of Cl(^2P_<1/2>) and Cl(^2P_<3/2>) atoms with C_2H_6,C_2D_6,CH_3F, and CH_3CF_3 at 298 K"Journal of Physical Chemistry. A105. 5131-5136 (2001)

K.Hitsuda、K.Takahashi 和另外 2 人：“Cl(^2P_<1/2>) 和 Cl(^2P_<3/2>) 原子与 C_2H_6、C_2D_6、CH_3F 和 CH_3CF_3 在 298 的反应动力学K”物理化学杂志。A105.5131-5136（2001）