ओजोन परत और UV ढाल 3D | चैपमैन चक्र और CFC

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इस सिमुलेशन के बारे में

Ozone Layer & UV Shield 15 से 35 किमी की ऊँचाई के बीच समताप मंडलीय ओजोन कॉलम का एक 3D वायुमंडलीय रसायन विज्ञान सिमुलेशन है। आने वाले सौर विकिरण को घातक UV-C (100 से 280 एनएम), सनबर्न पैदा करने वाले UV-B (280 से 315 एनएम), और कम ऊर्जा वाले UV-A (315 से 400 एनएम) में विभाजित किया गया है। छात्र 100% UV-C और लगभग सभी UV-B को ब्लॉक करने के लिए चैपमैन चक्र में ट्राइएटोमिक ओजोन (O3) अणुओं को विभाजित और पुनर्संयोजन करते हुए देखते हैं। क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFCl3) अणुओं को खींचने या क्लिक करने से प्रतिक्रियाशील क्लोरीन मूलक (Cl और ClO) निकलते हैं जो ओजोन से ऑक्सीजन परमाणुओं को उत्प्रेरक रूप से हटाते हैं, कॉलम की मोटाई को 220 डॉब्सन यूनिट ओजोन-होल阈 सीमा से नीचे गिराते हैं और UV-B को जमीन में घुसने देते हैं।

विद्यार्थी क्या खोज सकते हैं

स्वस्थ ओजोन स्तर (~300 DU) पर आने वाली तीन तरंग बीमों का निरीक्षण करें: बैंगनी UV-C बहुत ऊपर रुक जाता है, वायलेट UV-B O3 द्वारा अवरुद्ध हो जाता है, और एम्बर UV-A गुजर जाता है।
CFC उत्सर्जन को 90% तक बढ़ाएं और ओजोन कॉलम को 220 डॉब्सन यूनिट से नीचे गिराने के लिए मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल वर्ष को 1995 पर सेट करें और UV-B को पृथ्वी तक पहुँचते हुए देखें।
एक प्रतिक्रियाशील नारंगी क्लोरीन मूलक को अलग करने के लिए समताप मंडल में एक हरे CFC अणु पर क्लिक करें और इसे पास के O3 अणुओं पर उत्प्रेरक रूप से हमला करते हुए देखें.
समताप मंडलीय क्लोरीन के क्रमिक क्षय और ओजोन ढाल की रिकवरी का निरीक्षण करने के लिए मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल वर्ष को 2000 से 2065 तक आगे बढ़ाएं।

अधिगम उद्देश्य

1अंतर करें कि समताप मंडलीय ओजोन परत UV-C, UV-B और UV-A सौर विकिरण को कैसे अवशोषित करती है।
2वर्णन करें कि प्राकृतिक चैपमैन चक्र में UV फोटॉनों द्वारा ओजोन लगातार कैसे बनाई और नष्ट की जाती है.
3उस उत्प्रेरक तंत्र को स्पष्ट करें जिसके द्वारा CFC अणु का एक अकेला क्लोरीन मूलक हजारों O3 अणुओं को नष्ट कर देता है।
4डॉब्सन यूनिट्स (DU) में ओजोन कॉलम मोटाई की व्याख्या करें और 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के प्रभाव का मूल्यांकन करें।

शिक्षकों के आम सवाल

ओजोन परत पृथ्वी पर जीवन की रक्षा कैसे करती है?

समताप मंडलीय ओजोन (O3) सूर्य से उच्च ऊर्जा वाले UV-C किरणों का 100% और UV-B किरणों का लगभग 95% अवशोषित करती है। इस ढाल के बिना, तीव्र UV-B विकिरण जमीन पर पहुँच जाएगा, डीएनए को नुकसान पहुँचाएगा, त्वचा के कैंसर और मोतियाबिंद का कारण बनेगा, और फसलों तथा प्लवक को नुकसान पहुँचाएगा।

थोड़ी सी CFC गैस इतने सारे ओजोन को क्यों नष्ट कर सकती है?

पराबैंगनी प्रकाश एक CFC अणु से क्लोरीन परमाणु (Cl) को तोड़ता है। वह Cl परमाणु ClO और O2 बनाने के लिए O3 से एक ऑक्सीजन परमाणु चुरा लेता है, और फिर एक मुक्त ऑक्सीजन परमाणु Cl परमाणु को पुनर्जीवित करता है। चूंकि क्लोरीन उत्प्रेरक रीसायकल होता है, इसलिए एक Cl परमाणु अधिकतम 100,000 ओजोन अणुओं को नष्ट कर सकता है।

डॉब्सन यूनिट (DU) क्या है?

एक डॉब्सन यूनिट ऊपरी ओजोन कॉलम की कुल मोटाई को मापती है यदि सभी ओजोन को मानक समुद्र-स्तरीय तापमान और दबाव में संपीड़ित किया जाए। सामान्य समताप मंडलीय ओजोन लगभग 300 DU (3 मिमी मोटी परत) है, और 220 DU से नीचे के मान ओजोन छिद्र को परिभाषित करते हैं.

क्या मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के बाद ओजोन परत ठीक हो रही है?

हाँ। 1987 के मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल द्वारा CFC उत्पादन को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने के बाद से, समताप मंडलीय क्लोरीन 1990 के दशक के उत्तरार्ध में अपने चरम पर था और लगातार घट रहा है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि वैश्विक ओजोन परत 21वीं सदी के मध्य के आसपास 1980 के स्तर पर वापस आ जाएगी।

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