Ilmakehän kemiassa nollasykli on katalyyttinen sykli, joka yksinkertaisesti muuntaa kemialliset yhdisteet ilman, että mitään komponentteja syntyy nettotuotantona tai poistetaan. [1] Stratosfäärissä nollajaksot ja nollajaksot katkeavat ovat erittäin tärkeitä otsonikerrokselle .
Yksi tärkeimmistä nollasykleistä tapahtuu stratosfäärissä, jossa otsonin fotolyysi tapahtuu fotoneilla, joiden aallonpituudet ovat alle 330 nm. Fotolyysin seurauksena muodostuu yksiatomista happea, joka sitten reagoi kaksiatomisen hapen kanssa muodostaen otsonia. [2] Nettomolekyyli- tai atomimuutosta ei tapahdu, mutta tämä reaktio muuttaa fotonienergian lämpöenergiaksi ja lämmittää stratosfääriä. [3]
O 3 + hv (λ < 330 nm) → O 2 + O ( 1 D) (Tässä ( 3 P) - perustila , ( 1 D) - viritetty tila )
O ( 1 D) + M → O ( 3 P) + M
O ( 3 P) + O 2 → O 3
Yhteensä: hv → H
nollasykli voi katketa tiettyjen molekyylien läsnä ollessa, mikä johtaa stratosfäärin otsonin nettolisääntymiseen tai laskuun. Yksi tärkeä esimerkki on NOx-päästöt stratosfääriin. [2] NO x reagoi sekä atomihapen että otsonin kanssa, mikä johtaa otsonin nettovähenemiseen. Tämä on erityisen tärkeää yöllä, kun NO2 ei pysty fotolysoimaan.
NO + O 3 → NO 2 + O 2
NO 2 + O( 1 D) → NO + O 2
Yhteensä: O 3 + O( 1 D) → 2O 2 (otsonin nettohäviö)
Nollajaksoja voi esiintyä myös troposfäärissä. Yksi esimerkki on nollajakso, joka tapahtuu päivän aikana NOx:n ja otsonin välillä.
Troposfäärin nollakierto
O 3 + NO → O 2 + NO 2
NO 2 + hν → NO + O( 3 P)
O ( 3 P) + O 2 + M → O 3 + M
Yhteensä: hv → H
Tämä sykli yhdistää otsonin NOx:iin troposfäärissä päiväsaikaan. Leighton-relaatiolla kuvaamassa tasapainossa auringon säteily ja suhde NO 2 :NO määräävät otsonipitoisuuden maksimoiden sen puolenpäivän aikoihin.