Den bruna dis som ibland täcker stadsområden i bergsbassänger är känd som smog, men det är inte rök och dimma, som namnet antyder. Det är en kombination av kemikalier som produceras genom växelverkan av utsläpp från förbränning av fossila bränslen och solljus. Till skillnad från klassisk smog påverkar fotokemisk smog människor i heta, soliga klimat, och även om det inte har producerat några masskatastrofer jämförbara med Great Smog of 1952, är det fortfarande farligt.

Fotokemisk Smog

Huvuddelen av fossila bränslen som bildar fotokemisk smog kommer från kraftverk som bränner kol, olja och naturgas och från bilar och lastbilar som bränner bensin. De främsta föroreningarna i dessa utsläpp är kväveoxider och flyktiga organiska föreningar, varav det finns flera sorter. Kväveoxider genomgår en mängd olika reaktioner i närvaro av solljus som producerar ozon, vilket är en starkt frätande kemikalie. I övre stratosfären utför ozon det fördelaktiga arbetet med att filtrera ultraviolett solljus, men nära marken är det ett förorenande ämne. Det orsakar andnings- och ögonproblem, skadar gummi och plast och fördröjer växttillväxt.

Från kväveoxid till ozon

Ozon i fotokemisk smog är en produkt av en serie reaktioner. När VOC uppkommer från en rökstång eller avluftningsrör, kombinerar de med hydroxidmolekyler i luften för att bilda vatten och komplexa molekyler som i sin tur kombinerar med kväveoxiden som emitteras samtidigt. Reaktionen ger kvävedioxid, vilket ger fotokemisk smog dess gulaktiga färg. Kväveoxid bryts ner igen i kväveoxid i solljus, men denna nedbrytning ger en fri syreradikal. Den högreaktiva radikalen kombinerar med molekylärt syre i luften för att bilda ozon.

Andra reaktioner

De kolväten som finns i VOC förbättrar bildningen av ozon; de kombinerar med fria syreradikaler för att producera molekyler med tre syreatomer som heter peroxider. Peroxider kombinerar syremolekyler för att producera ozon, och de reagerar också med kväveoxider för att producera kvävedioxid. Förutom att öka ozonproducerande reaktioner producerar kvävedioxidmolekylerna ytterligare ett förorenande ämne - peroxiacetylnitrat eller PAN - när de reagerar med kolvätemolekylerna som finns i VOC. Denna komponent av fotokemisk smog är den som är mest ansvarig för ögonirritation, och det är mer skadligt för växter än ozon.

Betydelsen av inversionslager

Städer där fotokemisk smog är ett problem är typiskt belägen i dalar eller nära bergskedjor som producerar temperaturinversionsskikt. Under normala atmosfäriska förhållanden minskar lufttemperaturen med höjd, vilket gör att varmare luft, liksom föroreningarna i den, kan stiga upp och sprida sig. Ett temperaturinversionslager är en filt varm luft som förhindrar denna naturliga cirkulation. Inversionsskikt bildas av flera skäl. Till exempel, i bergiga områden kan de bildas när sval bergsluft faller, värme genom kompression som det gör det. Vissa inversionsskikt sprider sig snabbt, men andra är stabila och skapar farliga smogförhållanden för dagar.