V atmosférické chemii je nulový cyklus katalytický cyklus, který jednoduše převádí chemické sloučeniny, aniž by došlo k čisté produkci nebo odstranění jakékoli složky. [1] Ve stratosféře jsou pro ozonovou vrstvu velmi důležité nulové cykly a doba přerušení nulových cyklů .
Jeden z nejdůležitějších nulových cyklů se odehrává ve stratosféře s fotolýzou ozonu fotony s vlnovými délkami menšími než 330 nm. V důsledku fotolýzy vzniká jednoatomový kyslík, který následně reaguje s dvouatomovým kyslíkem za vzniku ozonu. [2] Nedochází k žádné čisté molekulární nebo atomové změně, ale tato reakce přeměňuje fotonovou energii na tepelnou energii a zahřívá stratosféru. [3]
O 3 + hv (λ < 330 nm) → O 2 + O ( 1 D) (Zde ( 3 P) - základní stav , ( 1 D) - excitovaný stav )
O ( 1 D) + M → O ( 3 P) + M
O ( 3P ) + O2 → O3
Celkem: vv → H
nulový cyklus může být přerušen v přítomnosti určitých molekul, což má za následek čisté zvýšení nebo snížení ozonu ve stratosféře. Jedním z důležitých příkladů jsou emise NOx do stratosféry. [2] NO x reaguje jak s atomárním kyslíkem, tak s ozonem, což vede k čistému snížení ozonu. To je důležité zejména v noci, kdy NO2 nelze fotolyzovat.
NO + O 3 → NO 2 + O 2
NO 2 + O ( 1 D) → NO + O 2
Celkem: O 3 + O( 1 D) → 2O 2 (čisté ztráty ozonu)
Nulové cykly se mohou vyskytovat i v troposféře. Jedním z příkladů je nulový cyklus, ke kterému dochází během dne mezi NOx a ozonem.
Nulový cyklus troposféry
O 3 + NO → O 2 + NO 2
NO 2 + hν → NO + O( 3 P)
O ( 3P ) + O2 + M → O3 + M
Celkem: vv → H
Tento cyklus spojuje ozón s NOx v troposféře během dne. V rovnováze popsané Leightonovým vztahem určují sluneční záření a poměr NO 2 : NO obsah ozonu a maximalizují ho kolem poledne.