Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере

Обсуждается комплекс физико-химических процессов в стратосферном сверхвысокочастотном (СВЧ) разряде наносекундной длительности. Одно из его важных проявлений — локальное воздействие на озоновый слой в искусственной ионизованной области (ИИО), которую предполагается создавать на высотах 18–20 км за счет СВЧ-пробоя воздуха пучками мощных электромагнитных волн, посылаемых наземными источниками. Предлагается использовать ИИО для натурного физического эксперимента с целью активного зондирования озонового слоя (его состояния и комплекса плазмохимических и фотохимических процессов) за счет контролируемой генерации в стратосфере значительного количества озона. Излагаются результаты обширного цикла лабораторных экспериментов в условиях, аналогичных стратосферным, а также теоретических исследований. Обнаружены и подробно изучены режимы разряда, соответствующие эффективному наращиванию концентрации озона. Показано, что производительность такого озонатора в стратосфере соответствует показателям лучших озонаторов, используемых на Земле. Установлено, что при низких давлениях и температурах T ≈ 200–220 К, характерных для условий стратосферы, интенсивная генерация озона при СВЧ-пробое группами коротких наносекундных импульсов практически не сопровождается ростом концентрации оксидов азота, играющих важную роль в каталитических реакциях разрушения озона. Экспериментально доказана также возможность эффективной генерации озона в допробойных электрических полях. Показано, что благодаря длительному времени жизни, ветрам и турбулентной диффузии озон, генерируемый в локальной области на высоте 18–20 км, может распространяться на значительные расстояния и создавать искусственное дополнительное озонирование в стратосфере.