Озон в воздухе

Днем озон в воздухе появляется благодаря его поступлению из стратосферы в результате усиленного перемешивания пограничного слоя. Зимой этот приток слабеет: ему мешают инверсии температуры, которые тормозят обмен массами воздуха в вертикальном направлении.

На распределение озона в приземном слое влияют не только явления, связанные с вертикальными перемешиваниями воздуха, но и другие факторы: радиоактивность приземного воздуха, а также электропроводность. Последняя зависит от запыленности воздуха: чем больше запыленность, тем меньше электропроводность.

Радиоактивность приземного воздуха связана с тем, что почвенный воздух содержит радиоактивные вещества радон, торон и др. Таким образом, говоря об озоне, важно учитывать и влияние почвы. Естественно, что на суточный ход плотности озона действует ветер, способствующий перемешиванию.

В приземном слое разрушается около половины всего озона, образующегося в стратосфере, то есть около двух млрд. тонн в год. Процесс разрушения озона протекает более эффективно над континентами с их растительным покровом, чем над океаном и морями.

В тропосфере озон в воздухе образуется под действием электрических разрядов, коронных и грозовых. Было установлено, что 71% случаев электрических разрядов связаны с резким увеличением количества озона. Этот эффект наиболее заметен летом.

В другие сезоны количество озона после гроз растет значительно медленнее. Интересно, что еще за 3−4 часа до грозы в приземном слое воздуха увеличивается количество озона.

Это связано с действием тихих электрических разрядов с разных острых предметов, возвышающихся над поверхностью Земли: ультрафиолетовое излучение разряда может возбудить молекулы кислорода, которые затем, вступая в реакции с обычными молекулами кислорода, создают озон в воздухе.

В тихом разряде происходит диссоциация молекул кислорода под ударами электронов. Созданный при этом атомарный кислород, реагируя с молекулярным кислородом, образует озон. Кстати, отрицательный ион атомарного кислорода легко разрушает озон в воздухе, поскольку на это не требуется энергия активации.

В опытах было установлено, что во время грозы (в этот момент градиент потенциала вблизи Земли менял знак) плотность озона увеличивается в три раза относительно ее обычных значений для хорошей погоды. Она возрастала также под грозовым облаком после разряда молнии.