第10章 气相大气化学研究的百年进展

近100年来,人们对大气化学成分、平流层和对流层化学、城市空气污染、酸雨以及气相化学中大气颗粒形成的认识取得了显著进展。这一进展在很大程度上与人们对臭氧以及氮氧化物、NO和NO2在平流层和对流层的形成和作用的理解有关。查普曼1931年的开创性工作催生了平流层化学,随后Crutzen、Rowland和Molina发现了催化臭氧循环、氟氯烃对臭氧的破坏以及极地臭氧洞,因此被授予1995年的诺贝尔化学奖。20世纪50年代和60年代,在洛杉矶刺痛眼睛的烟雾的刺激下,奠定了对流层化学现代认识的基础。羟基自由基(OH)的重要性及其与氮的氧化物(NO和NO2)的关系逐渐显现。导致酸雨的化学过程得到了阐明。大气中含有大量的气相有机化合物,它们是动植物排放、自然和人为燃烧过程、海洋排放和释放到大气中的有机物氧化的结果。当气相有机化合物经历氧化产生冷凝成颗粒相的低挥发性产物时,产生大量大气有机颗粒物。一百年前,化学反应速率的定量理论还不存在。今天,全面的计算机编程可用于详细计算化学反应速率和大气反应机制。了解大气化学在气候变化中未来的作用,进而了解气候变化对大气化学的影响,对于制定有效的保护地球的政策至关重要。