Том 14, номер 09, статья № 3
pdf Родимова О. Б. Множественные состояния в фотохимии атмосферы. // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 14. № 09. С. 748-763.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Представлен обзор работ, посвященных обнаружению особенностей, обусловленных нелинейностью рассматриваемых уравнений, в системах атмосферной фотохимии. Подчеркнута тенденция к построению малоразмерных моделей для процессов фотохимии, описывающих их основные качественные закономерности. Описаны два подхода к получению малоразмерных моделей, один из которых стартует от исчерпывающих систем кинетических уравнений для реакций в атмосфере, и другой - от уравнений для элементарных наборов реакций.
Список литературы:
1. Мак-Ивен М., Филлипс Л. Химия атмосферы. М.: Мир, 1978. 376 с.
2. Андронова Н.Г., Бабанова В.В., Кароль И.Л., Киселев А.А., Кудрявцев А.П., Морозова И.А., Розанов Е.В., Фролькис В.А. Радиационно-фотохимические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 192 с.
3. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Творогов С.Д., Фазлиев А.З. Качественные исследования эволюции и стабильности кислородной атмосферы и климата в рамках малоразмерных моделей // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9. № 9. С. 1272–1286.
4. Gordov E.P., Rodimova O.B., and Fazliev A.Z. Simple models for dynamics of complex atmospheric-optical processes // Proc. of SPIE, Sixth International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics. 1999. V. 3983. P. 562–571.
5. Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985. 419 с.
6. Feigin A.M., Konovalov I.B. On the possibility of complicated dynamic behavior of atmospheric photochemical systems: Instability of the Antarctic photochemistry during the ozone hole formation // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101. № 20. P. 26023–26038.
7. Feigin A.M., Konovalov I.B., Molkov Y.I. Toward an understanding of the nonlinear nature of atmospheric photochemistry: Essential dynamic model of the mesospheric photochemical system // J. Geophys. Res. D. 1998. V. 103. № 19. P. 25447–25460.
8. Prather M.J., McElroy M.B., Wofsy S.C., Logan J.A. Stratospheric chemistry: Multiple solutions // Geophys. Res. Lett. 1979. V. 6. № 3. P. 163–164.
9. Noxon J.F. Nitrogen dioxide in the stratosphere and troposphere measured by ground-based absorption spectroscopy// Science. 1975. V. 189. № 4202. P. 547–549.
10. Fox J.L., Wofsy S.C., McElroy M.B., Prather M.J. A stratospheric chemical instability // J. Geophys. Res. C. 1982. V. 87. № 13. P. 11126–11132.
11. White W.H., Dietz D. Does the photochemistry of the troposphere admit more than one steady state? // Nature. 1984. V. 309. P. 242–244.
12. Kasting J.F., Ackerman T.P. High atmospheric NOx levels and multiple photochemical steady states // J. Atmos. Chem. 1985. V. 3. P. 321–340.
13. Stewart R.W. Multiple steady states in atmospheric chemistry // J. Geophys. Res. D. 1993. V. 98. № 11. P. 20601–20611.
14. Stewart R.W., Hameed S., Pinto J.P. Photochemistry of tropospheric ozone // J. Geophys. Res. 1977. V. 82. P. 3134–3140.
15. Krol M.C. Comment on «Multiple steady states in atmospheric chemistry» by Richard W. Stewart// J. Geophys. Res. D. 1995. V. 100. № 6. P. 11699–11702.
16. Thompson A.M. The oxidizing capacity of the Earth’s atmosphere: Probable past and future changes // Science. 1992. V. 256. P. 1157–1165.
17. Thompson A.M., Stewart R.W., Owens M.A., Herwehe J.A. Sensitivity of tropospheric oxidants to global chemical
and climate change // Atmos. Environ. 1989. V. 23.
P. 519–532.
18. Zimmermann J., Poppe D. Non-linear chemical couplings in the tropospheric NOx – HOx gas phase chemistry // J. Atmos. Chem. 1993. V. 17. P. 141–155.
19. Madronich S. Tropospheric chemistry and its response to UV changes, in The Role of the Stratosphere in Global Change / Ed. by M.-L. Chanin. NATO ASI Ser. 1993. Ser. I. № 18. P. 437–461.
20. Madronich S., Hess P. The oxidizing capacity of the troposphere and its changes, in Physico-Chemical Behavior of Atmospheric Pollutants // Proc. of the Sixth European Symposium Held in Varese (Italy) 18–22 October 1993 / Ed. by G. Angeletti and G. Restelli. Rep. EUR 15609/1 EN. P. 5–13. Office for Official Publ. Of the Eur. Commun., Luxembourg, 1994.
21. Kleinman L.I. Low and high NOx tropospheric photochemistry // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99. № 8. P. 16831–16838.
22. Kleinman L.I. Seasonal dependence of boundary layer peroxide concentration: The low and high NOx regimes // J. Geophys. Res. D. 1991. V. 96. № 11. P. 20721–20733.
23. Yang P., Brasseur G.P. Dynamics of the oxygen-hydrogen system in the mesosphere. I. Photochemical equilibria and catastrophe // J. Geophys. Res. D. 1994. V. 99. № 10. P. 20955–20965.
24. Lorenz E.N. Dimensionality of weather and climate attractors // Nature. 1991. V. 353. P. 241–244.
25. Tsoins A.A., Elsner J.B. Chaos, strange attractors, and weather // Bull. Amer. Mereorol. Soc. 1989. V. 70. P. 14–23.
26. Yang P., Brasseur G.P., Gille J.C., Madronich S. Dimensionalities of ozone attractors and their global distribution // Physica. D. 1994. V. 76. P. 331–343.
27. Feigin A.M., Konovalov I.B. On the possibility of complicated dynamic behavior of atmospheric photochemical systems: Instability of the Antarctic photochemistry during the ozone hole formation // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101. № 20. P. 26023–26038.
28. Komhyr W.D., Grass R.D., Reitelbach P.L., Kuester S.E., Franchois P.R., Fanning M.L. Total ozone, ozone vertical distributions, and stratospheric temperatures at South pole, Antarctica, in 1986 and 1987 // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 11429–11436.
29. Konovalov I.B., Feigin A.M., Muchina A.Y. Toward an understanding of the nature of atmospheric photochemistry: Multiple equilibrium states in the high-latitude lower stratospheric photochemical system // J. Geophys. Res. D. 1999. V. 104. № 3. P. 3669–3689.
30. Sonnenmann G. Can energy dissipation related to internal chemical oscillations contribute to the occurrence of small-scale fluctuations in atmospheric density profiles? (abstract) // COSPAR XXII Plenary Meeting. P. 390. Budapest, 1980.
31. Sonnenmann G., Fichtelmann B. Enforced oscillations and resonances due to internal non-linear processes of photochemical systems in the atmosphere // Acta Geod. Geophys. Mont. Hung. 1987. V. 22. № 1–2. P. 301–311.
32. Fichtelmann B., Sonnenmann G. The strange attractor in the photochemistry of ozone in the mesopause region // Acta Geod. Geophys. Mont. Hung. 1987. V. 22. P. 313–319.
33. Fichtelmann B., Sonnenmann G. On the variation of ozone in the upper mesosphere and lower thermosphere: A comparison between theory and observation // Z. Meteorol. 1989. V. 39. P. 297–308.
34. Sonnenmann G. Ozone-Siene Natürliche Variabilität und anthropogene Beeinflussung. Akademie. Berlin, 1991. P. 263–282.
35. Fichtelmann B., Sonnenmann G. Non-linear behavior in the photochemistry of minor constituents in the upper mesosphere// Ann. geophys. 1992. V. 10. P. 719–728.
36. Sonnenmann G., Ebel A., Kremp C., Fichtelmann B., Berger U. The global NO distribution computed on the basis of a dynamic 3D-model and implication on the winter anomaly of the D-layer // Adv. Space Res. 1995. V. 16. № 1. P. 133–136.
37. Sonnenmann G., Fichtelmann B. Subharmonics, cascades of period doubling and chaotic behavior of photochemistry of the mesospause region // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. № 1. P. 1193–1203.
38. Konovalov I.B., Feigin A.M. Toward an understanding of the nature of atmospheric photochemistry: Origin of the
complicated dynamic behavior of the mesospheric
photochemical system // Nonlinear Process. Geophys. 2000. V. 7. № 1. P. 87–104.
39. Chapman S. On ozone and atomic oxygen in the upper atmosphere // Phil. Mag. Ser. 7. 1930. V. 10. № 64. P. 369–383.
40. Баутин Н.Н., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного анализа динамических систем на плоскости. М.: Наука, 1976. 494 с.
41. Kozak J.J., Nicolis G., Kress J.W., Sanglier M. Non-equilibrium phenomena in the kinetics of photochemical ozone production // J. Non-Equilibrium Thermodyn. 1979. V. 4. № 2. P. 67–74.
42. Karol I.L. Systems modelling of stratospheric ozone transport and photochemistry // Pure and Appl. Geophys. 1980. V. 118. № 3. P. 695–705.
43. Шабалова М.В. Качественное исследование уравнений фотохимического баланса атмосферного озона // Труды ГГО. 1985. Вып. 494. С. 77–82.
44. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Смирнов Ю.Е. Качественное исследование системы уравнений озонного цикла // Оптика атмосф. 1988. Т. 1. № 7. С. 56–63.
45. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Сенников В.А. О влиянии различных реакций озонного цикла в отсутствие излучения на его стабильность // Оптика атмосф. и океана. 1993. Т. 6. № 4. С. 452–457.
46. Моношкина В.Г., Родимова О.Б. Качественный анализ уравнений озонного цикла в отсутствие излучения // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5. № 2. С. 146–154.
47. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Сенников В.А. Влияние прихода и ухода кислородных составляющих на стабильность озонного цикла // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 7. С. 909–913.
48. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Сенников В.А., Фазлиев А.З. Качественный анализ модели кислородной атмосферы. Часть 1. Приближение малых источников и стоков // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 9. С. 1288–1296.
49. Гордов Е.П., Фазлиев А.З. Качественный анализ модели кислородной атмосферы. Часть 2. Пары источник и сток // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8. № 9. С. 1383–1393.
50. Вольтер Б.В., Сальников И.Е. Устойчивость режимов работы химических реакторов. М.: Химия, 1981. 198 с.
51. Сывороткин В.Л., Садовский Н.А. Рифтогенез, озоновый слой и уровень мирового океана // Докл. АН. 1992. Т. 323. № 4. С. 731–733.
52. Яблонский Г.С., Быков В.И., Горбань А.Н. Кинетические модели каталитических реакций. Новосибирск: Наука, 1983.
53. Гордов Е.П., Родимова О.Б., Фазлиев А.З. О динамике простой системы реакций, моделирующей кислородно-водородный цикл в мезосфере // Оптика атмосф. и океана. 1998. Т. 11. № 12. С. 1290–1293.