home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Usenet 1994 January / usenetsourcesnewsgroupsinfomagicjanuary1994.iso / answers / ozone-depletion / stratcl < prev    next >
Text File  |  1993-12-20  |  44KB  |  933 lines

  1. Newsgroups: sci.environment,sci.answers,news.answers
  2. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!gatech!usenet.ins.cwru.edu!howland.reston.ans.net!pipex!uunet!boulder!cnsnews!rintintin.Colorado.EDU!rparson
  3. From: rparson@rintintin.colorado.edu (Robert Parson)
  4. Subject: Ozone Depletion FAQ Part II: Stratospheric Chlorine and Bromine
  5. Message-ID: <rparson.756410746@rintintin.Colorado.EDU>
  6. Followup-To: sci.environment
  7. Summary: This is the second of four files dealing with stratospheric
  8.          ozone depletion. It is concerned with sources of chlorine 
  9.          and bromine in the earth's stratosphere.
  10. Originator: rparson@rintintin.Colorado.EDU
  11. Keywords: ozone layer cfc stratosphere chlorine bromine volcanoes
  12. Sender: usenet@cnsnews.Colorado.EDU (Net News Administrator)
  13. Nntp-Posting-Host: rintintin.colorado.edu
  14. Reply-To: rparson@rintintin.colorado.edu
  15. Organization: University of Colorado, Boulder
  16. Date: Mon, 20 Dec 1993 18:05:46 GMT
  17. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  18. Lines: 912
  19. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.environment:38525 sci.answers:742 news.answers:16036
  20.  
  21. Archive-name: ozone-depletion/stratcl
  22. Last-modified: 20 December 1993
  23. Version: 3.21
  24.  
  25.  
  26.  This file is posted monthly, usually near the middle of the month.
  27.  It may be obtained by anonymous ftp from rtfm.mit.edu (18.70.0.209):
  28.  
  29.     /pub/usenet/news.answers/ozone-depletion/stratcl
  30.  
  31.  or from mail-server@rtfm.mit.edu by sending a
  32.  a mail message containing any or all of:
  33.  
  34.     send usenet/news.answers/ozone-depletion/stratcl
  35.  
  36.  If you want to find out more about the mail server, send a
  37.  message to it containing the word "help".
  38.                                                                        
  39. ***********************************************************************
  40. * Copyright 1993 Robert Parson                                        *
  41. *                                                                     *
  42. * This file may be distributed, copied, and archived. All             *
  43. * copies must include this notice and the paragraph below entitled    *
  44. * "Caveat". Reproduction and distribution for personal profit is      *
  45. * not permitted. If this document is transmitted to other networks or *
  46. * stored on an electronic archive, I ask that you inform me. I also   *
  47. * request that you inform me before including any of this information *
  48. * in any publications of your own. Students should note that this     *
  49. * is _not_ a peer-reviewed publication and may not be acceptable as   *
  50. * a reference for school projects; it should instead be used as a     *
  51. * pointer to the published literature. In particular, all scientific  *
  52. * data, numerical estimates, etc. should be accompanied by a citation *
  53. * to the original published source, not to this document.             *
  54. ***********************************************************************
  55.  
  56.  
  57.  This part deals not with ozone depletion per se (that is covered
  58.  in Part I) but rather with the sources and sinks of chlorine and
  59.  bromine in the stratosphere. Special attention is devoted to the
  60.  evidence that most of the chlorine comes from the photolysis of
  61.  CFC's and related compounds. 
  62.  
  63. | Caveat: I am not a specialist. In fact, I am not an atmospheric
  64. | chemist at all - I am a physical chemist studying gas-phase
  65. | processes who talks to atmospheric chemists. These files are an
  66. | outgrowth of my own efforts to educate myself about this subject.
  67. | I have discussed some of these issues with specialists but I am
  68. | solely responsible for everything written here, including any errors. 
  69.  
  70. *** Corrections and comments are welcomed.
  71.  
  72. - Robert Parson
  73.   Associate Professor
  74.   Department of Chemistry and Biochemistry,
  75.   University of Colorado  (for which I do not speak)
  76.  
  77.   parson_r@cubldr.colorado.edu
  78.   rparson@rintintin.colorado.edu
  79.  
  80.  
  81. CONTENTS
  82.  
  83. 1.  THE STRATOSPHERE
  84.  
  85. 1.1) What is the stratosphere?
  86. 1.2) How is the composition of air described?
  87. 1.3) How does the composition of air change with height?
  88.      (Or, "CFC's are heavier than air - so how can they get into  
  89.       the stratosphere?")
  90.  
  91. 2.  CHLORINE IN THE STRATOSPHERE
  92.  
  93. 2.1) Where does the Chlorine in the stratosphere come from?
  94. 2.2) What is the evidence for anthropogenic sources?
  95. 2.3) What is the trend of stratospheric chlorine concentration?
  96. 2.4) In what molecules is stratospheric chlorine found?
  97. 2.5) What happens to organic chlorine compounds in stratosphere?
  98. 2.6) How is chlorine removed from the atmosphere?
  99. 2.7) What are the possible sources of the HCl in the              
  100.      _stratosphere_? 
  101. 2.8) What is the source of HCl in the troposphere? 
  102. 2.9) How is chlorine distributed in the stratosphere?
  103. 2.10) Which source of stratospheric chlorine is supported by this 
  104.       evidence?
  105. 2.11) How do we know that the CFC's in the stratosphere are being 
  106.       photolyzed?
  107. 2.12) How do the CFCs produced in the Northern Hemisphere get to  
  108.       the  Antarctic?
  109. 2.13) Isn't it true that volcanoes put much more chlorine into the
  110.       stratosphere than CFCs?
  111. 2.14) How much chlorine comes from rockets and Space Shuttle      
  112.       launches?
  113.  
  114. 3.  BROMINE IN THE STRATOSPHERE
  115.  
  116. 3.1) Is bromine important to the ozone destruction process?
  117. 3.2) How does bromine affect ozone concentrations?
  118. 3.3) Where does the bromine come from?
  119.  
  120. 4.  REFERENCES
  121. =================================================================
  122.  
  123. 1.  THE STRATOSPHERE
  124.  
  125. 1.1) What is the stratosphere?
  126.  
  127. The stratosphere extends from about 15 km to 50 km (the precise
  128. altitude of the lower boundary, known as the tropopause, varies
  129. between ~10 and ~17 km, depending upon latitude and season.) In the
  130. stratosphere temperature _increases_ with altitude, due to the
  131. absorption of UV light by oxygen and ozone.  This creates a global
  132. "inversion layer" which impedes vertical motion into and within
  133. the stratosphere. The word "stratosphere" has the same root as the 
  134. word "stratification" or layering.
  135.  
  136.  The stratosphere is often compared to the "troposphere", which is
  137. the atmosphere below about 15 km.  The prefix "tropo" refers to
  138. change:  the troposphere is the part of the atmosphere in which
  139. weather occurs. This results in relatively rapid mixing of
  140. tropospheric air. [Wayne] [Wallace and Hobbs]
  141.  
  142. 1.2) How is the composition of air described? 
  143.      (Or, What is a 'mixing ratio'?)
  144.  
  145.  The density of the air in the atmosphere depends upon altitude,
  146. and in a complicated way because the temperature also varies with
  147. altitude.  It is therefore awkward to report concentrations of
  148. atmospheric species in units like g/cc or molecules/cc.  Instead,
  149. it is convenient to report the relative number of molecules - the
  150. number of molecules of a given component in a small volume,
  151. relative to the total number of molecules in that volume. Chemists
  152. usually call this a mole fraction, but atmospheric scientists have
  153. taken to calling it a "mixing ratio".  Typical units for trace
  154. species are parts-per-billion by volume, or "ppbv". The phrase
  155. "by volume" reflects "Avogadro's Law": for an ideal gas mixture, 
  156. equal volumes contain equal numbers of molecules.
  157.  
  158.  
  159. 1.3) How does the composition of air change with height?
  160. (Or, "CFC's are heavier than air - so how can they get into the
  161. stratosphere?")
  162.  
  163. In the earth's troposphere and stratosphere, most _stable_ chemical
  164. species are well-mixed - their mixing ratios are independent of
  165. altitude.  If a species' mixing ratio changes with altitude, some
  166. kind of physical or chemical transformation is taking place.
  167. That last statement may seem surprising - one might expect the
  168. heavier molecules to dominate at lower altitudes.  The mixing ratio
  169. of Krypton (mass 84), then, would decrease with altitude, while
  170. that of Helium (mass 4) would increase.  In reality, however,
  171. molecules do not segregate by weight in the troposphere or
  172. stratosphere.  The relative proportions of Helium, Nitrogen, and
  173. Krypton are unchanged up to about 100 km.  
  174.  
  175. Why is this? Vertical transport in the troposphere takes place by
  176. convection and turbulent mixing.  In the stratosphere and in the
  177. next layer up, the "mesosphere", it takes place by "eddy diffusion"
  178. - the gradual mechanical mixing of gas by small scale motions. 
  179. These mechanisms do not distinguish molecular masses.  Only at much
  180. higher altitudes do mean free paths become large enough that
  181. _molecular_ diffusion dominates and gravity is able to separate the
  182. different species. [Wayne] [Wallace and Hobbs]
  183.  
  184. Experimental measurements of the fluorocarbon CF4 verify this
  185. homogeneous mixing.  CF4 has an extremely long lifetime in the
  186. stratosphere - probably many thousands of years.  The mixing ratio
  187. of CF4 in the strat.  was found to be 0.056-0.060 ppbv from 10-50
  188. km, with no overall trend.  [Zander et al. 1992]
  189.  
  190. An important trace gas that is *not* well-mixed is water vapor. The
  191. lower troposphere contains a great deal of water - as much as 30,000
  192. ppmv in humid tropical latitudes. High in the troposphere, however,
  193. the water condenses and falls to the earth as rain or snow, so that
  194. the stratosphere is extremely dry, typical mixing ratios being about
  195. 4 ppmv. Indeed, the transport of water vapor from troposphere to 
  196. stratosphere is even more inefficient than this would suggest, since 
  197. much of the small amount of water in the stratosphere is actually
  198. produced _in situ_ by the oxidation of methane.
  199.  
  200. Sometimes that part of the atmosphere in which the chemical
  201. composition of stable species does not change with altitude is
  202. called the "homosphere". The homosphere includes the troposphere,
  203. stratosphere, and the next layer up, the "mesosphere". The upper
  204. regions of the atmosphere are then referred to as the
  205. "heterosphere". [Wayne] [Wallace and Hobbs]
  206.  
  207.  
  208. 2.  CHLORINE IN THE STRATOSPHERE
  209.  
  210. 2.1) Where does the Chlorine in the stratosphere come from?
  211.  
  212. ~80% from CFC's and related manmade organic chlorine compounds (eg. 
  213. CCl4) ~15-20% from methyl chloride (CH3Cl), most of which (~3/4) is
  214. natural.  A few % from inorganic sources, including volcanic
  215. eruptions.  [WMO 1991] [Solomon] [AASE] [Rowland 1989,1991] [Wayne]
  216.  
  217. 2.2) What is the evidence for anthropogenic sources?
  218.  
  219.  The numbers above come from measurements of the altitude and time 
  220. dependence of the natural and manmade chlorine- and
  221. fluorine-containing compounds in the troposphere and stratosphere. 
  222. The mixing ratios of the manmade compounds are almost independent
  223. of altitude in the troposphere and drop off rapidly in the
  224. stratosphere. The mixing ratios of the inorganic chlorine compounds
  225. drop off rapidly in the troposphere, then _increase_ rapidly in the
  226. stratosphere, suggesting that they are being produced there by
  227. photolysis of the organic chlorine compounds.  At the bottom of the
  228. stratosphere nearly all of the chlorine is organic, at the top it
  229. is all inorganic, suggesting a quantitative conversion from one to
  230. the other. At the same time, the total amount of  fluorine in the
  231. stratosphere has been increasing, suggesting that the additional
  232. chlorine is coming from compounds that also contain Fluorine.
  233. The details are presented in the next few sections.
  234.  
  235.  
  236. 2.3) What is the trend of stratospheric chlorine concentration?
  237.  
  238. The total amount of chlorine in the stratosphere has increased by
  239. a factor of 2.5 since 1975 [Solomon] During this time period the
  240. known natural sources have shown no such increases.  On the other
  241. hand, emissions of CFC's and related manmade compounds have
  242. increased enormously. The major sink for the CFC's has been firmly
  243. established to be UV photolysis in the stratosphere. In 1989, the
  244. concentrations of the major CFC's in the troposphere were
  245. increasing at about 4% per year. [WMO 1991].
  246.  
  247. 2.4) In what molecules is stratospheric chlorine found?
  248.  
  249. Let us divide up the chlorine compounds in the stratosphere into
  250. "organic" (i.e.  carbon-containing) and "inorganic".  The major
  251. inorganic chlorine compound in the troposphere is Hydrogen Chloride 
  252. (HCl); in the stratosphere the major compounds are HCl and
  253. Chlorine Nitrate (ClONO2). These are called "chlorine reservoirs" -
  254. they do not themselves react with ozone, but they generate a small 
  255. proportion of chlorine-containing radicals which do.  The various
  256. chlorine-containing compounds are chemically active to varying extents, 
  257. and a complex chemical equilibrium involving the concentrations of the 
  258. various species and the local pressure and temperature results.
  259.  
  260. The major _organic_ chlorine compounds that reach the stratosphere
  261. are:
  262.  
  263.  ChloroFluoroCarbons, of which the most important are
  264.  CF2Cl2 (CFC-12), CFCl3 (CFC-11), and CF2ClCFCl2 (CFC-113);
  265.  
  266.  HydroChloroFluoroCarbons such as CHClF2 (HCFC-22); 
  267.  
  268.  Carbon Tetrachloride, CCl4; 
  269.  
  270.  Methyl Chloroform, CH3CCl3 
  271.  
  272.  and Methyl Chloride, CH3Cl (also called Chloromethane).  
  273.  
  274. Only the last has a large natural source; it is produced
  275. biologically in the oceans and chemically from biomass burning. 
  276. The CFC's and CCl4 are nearly inert in the troposphere, and have
  277. lifetimes of 50-200+ years.  Their major "sink" is photolysis by UV
  278. radiation. [Rowland 1989, 1991] The hydrogen-containing halocarbons
  279. are more reactive, and are removed in the troposphere by reactions
  280. with OH radicals. This process is slow, however, and they live long
  281. enough (1-20 years) for a large fraction to reach the stratosphere.
  282.  
  283. There are many other organic chlorine compounds, natural and
  284. manmade, but they are either produced in small quantities or have
  285. short tropospheric lifetimes, and they have no relevance for
  286. stratospheric ozone depletion. Vinyl chloride, for example, is
  287. produced in much larger quantities than any of the CFC's, but it
  288. is quickly destroyed in the troposphere [Brasseur and Solomon].
  289. The chlorine atoms that are released eventually find their way
  290. into HCl or other water-soluble compounds and are washed out.
  291.  
  292.  
  293. 2.5) What happens to organic chlorine compounds in the
  294. stratosphere?
  295.  
  296.  The organic chlorine compounds are dissociated by UV radiation
  297. having wavelengths near 230 nm. Since these wavelengths are also
  298. absorbed by oxygen and ozone, the organic compounds have to rise
  299. high in the stratosphere in order for this photolysis to take
  300. place. The initial (or, as chemists say, "nascent") products are 
  301. a free chlorine atom and an organic radical, for example:
  302.  
  303.  CFCl3 + hv -> CFCl2 + Cl
  304.  
  305. The chlorine atom can react with methane to give HCl and a methyl
  306. radical:
  307.  
  308.  Cl + CH4 -> HCl + CH3
  309.  
  310.  Alternatively, it can react with ozone and nitrogen oxides:
  311.  
  312.  Cl + O3 -> ClO + O2
  313.  ClO + NO2 -> ClONO2
  314.  
  315.  (There are other pathways, but these are the most important.)
  316.  
  317.  The other nascent product (CFCl2 in the above example) undergoes
  318. a complicated sequence of reactions that also eventually lead to
  319. HCl and ClONO2. Most of the inorganic chlorine in the stratosphere
  320. resides in one of these two "reservoirs". The immediate cause of
  321. the Antarctic ozone hole is an unusual sequence of reactions,
  322. catalyzed by polar stratospheric clouds, that "empty" these
  323. reservoirs and produce high concentrations of ozone-destroying 
  324. Cl and ClO radicals. [Wayne] [Rowland 1989, 1991]
  325.  
  326.  
  327. 2.6) How is chlorine removed from the atmosphere?
  328.  
  329. The major chlorine reservoir, HCl, is very soluble in water,
  330. and is quickly washed out of the troposphere; its lifetime there 
  331. is estimated to be 1-7 days.  On the other hand, its stratospheric
  332. lifetime is about 2 years, with the principal sink being transport
  333. back down to the troposphere.  
  334.  
  335.  
  336. 2.7) What are the possible sources of the HCl in the
  337. _stratosphere_? 
  338.  
  339. There are three possibilities:
  340.  
  341.  i.    It can _drift_ up from the troposphere.
  342.  ii.   It can be _produced_ in the stratosphere, as the end product 
  343.        of photolysis of the organic chlorine compounds, as described  
  344.        above.
  345.  iii.  It can be _injected_ into the stratosphere by a large volcanic 
  346.        eruption.
  347.  
  348. These can be distinguished by measuring how the HCl mixing ratio
  349. varies with altitude.  In case (1), we expect to see a more-or-less
  350. uniform distribution through the stratosphere.  In case (2) we
  351. expect to see the HCl mixing ratio _increase_ strongly with
  352. altitude in the stratosphere, since there is more short-wavelength
  353. UV, and thus faster photolysis of the organic compounds, the higher
  354. you go.  In particular we ought to be able to correlate the
  355. concentrations of organic and inorganic chlorine compounds.  We can
  356. develop a simple model for this if we assume that photolysis
  357. instantaneously converts an organochlorine molecule into its final
  358. inorganic products. Such a picture would be correct if the chemical
  359. reactions following photolysis were very fast compared to vertical
  360. transport. (As we have  seen above this is only partially true:
  361. photolysis pops off a single Cl atom which reaches its final
  362. destination quickly, but the remaining Cl atoms are removed by a
  363. sequence of slower reactions. This turns out not to be such a
  364. serious problem, however, and we can compensate for it in part by
  365. measuring the reaction intermediates and including them in the
  366. chlorine budget.)  If we do assume that the chemistry is fast
  367. compared to vertical transport, then we ought to find that at any
  368. altitude the mixing ratios of Cl from all species should add up to
  369. a constant, with the relative proportion of inorganic Cl increasing
  370. with altitude until eventually there is no organic chlorine left. 
  371. In case (3) we expect to see irregular behavior: the HCl should be 
  372. concentrated in the region of the volcanic plume immediately after
  373. the eruption, and then diffuse out to a more uniform distribution. 
  374. We will deal with case (3) in more detail in another section, as a
  375. number of complications arise in connection with it.  
  376.  
  377.  
  378. 2.8) What is the source of HCl in the troposphere? 
  379.  
  380. The principal source of HCl in the troposphere is acidification of
  381. salt spray - reaction of atmospheric sulfuric and nitric acids with
  382. chloride ions in aerosols.  At sea level, this leads to an HCl
  383. mixing ratio of 0.05 - 0.45 ppbv, depending strongly upon location
  384. (e.g. smaller values over land.) As mentioned above, however,
  385. condensation of water vapor efficiently removes HCl from the upper
  386. troposphere; in-situ and spectroscopic measurements that the HCl
  387. mixing ratio is less than 0.1 ppbv at elevations above 3 km,  and
  388. less than 0.04 ppbv at 13.7 km.  [Vierkorn-Rudolf et al. ] 
  389. [Harris et al.] Even the largest, low-altitude concentrations are 
  390. much smaller than the total chlorine from organic sources which
  391. amounted to ~3.8 ppbv in 1989 [WMO 1991]. In the upper troposphere,
  392. organic chlorine dominates overwhelmingly.
  393.  
  394.  
  395. 2.9) How is chlorine distributed in the stratosphere?
  396.  
  397.  Over the past 20 years an enormous effort has been devoted to
  398. identifying sources and sinks of stratospheric chlorine.  The
  399. concentrations of the major species have been measured as a
  400. function of altitude, by "in-situ" methods ( e.g.  collection
  401. filters carried on planes and balloons) and by spectroscopic
  402. observations from aircraft, balloons, satellites, and the Space
  403. Shuttle.  The basic trends have been clear since the late 1970's,
  404. and they confirm that photolysis of CFC's and related compounds is
  405. indeed the major source (scenario (2) above). 
  406.  
  407.  The HCl distribution in the stratosphere differs markedly from that 
  408. in the troposphere. The HCl mixing ratio _increases_ rapidly with 
  409. altitude up to about 35 km, above which it increases more slowly, 
  410. up to 55 km and beyond. This was noticed as early as 1976 
  411. [Farmer et al.] [Eyre and Roscoe] and has been confirmed repeatedly 
  412. since.  The other important inorganic chlorine compound in the 
  413. stratosphere, Chlorine Nitrate, ClONO2, also increases rapidly in the 
  414. lower strat., then falls off at higher altitudes.  These results 
  415. strongly suggest that the HCl in the stratosphere is being _produced_ 
  416. there, not drifting up from below.  
  417.  
  418. Let us now look at the organic compounds.  Again, there is an
  419. enormous body of data, all of which shows that the mixing ratios of
  420. the CFC's and CCl4 are _nearly independent of altitude_ in the
  421. troposphere, and _decrease rapidly with altitude_ in the
  422. stratosphere.  The mixing ratios of the more reactive hydrogenated
  423. compounds such as CH3CCl3 and CH3Cl drop off somewhat in the
  424. troposphere, but also show a much more rapid decrease in
  425. the stratosphere.  The drop-off in organic chlorine correlates
  426. nicely to the increase in inorganic chlorine, confirming the
  427. hypothesis that CFC's are being photolyzed as they rise high enough
  428. in the stratosphere to experience enough short-wavelength UV.  And,
  429. _at the bottom of the stratosphere almost all of the chlorine is
  430. organic_.  (This fact by itself is strong evidence that HCl
  431. diffusing up from  the troposphere is _not_ the major source of
  432. chlorine in the stratosphere.) [Fabian et al. ] [Zander et al. 1987] 
  433. [Zander et al. 1992] [Penkett et al.]
  434.  
  435. For example, the following is extracted from Tables II and III of
  436. [Zander et al. 1992]; they refer to 30 degrees N Latitude in 1985.
  437. I have rearranged the tables and rounded some of the numbers, and
  438. the arithmetic in the second table is my own.
  439.  
  440.           Organic Chlorine, Mixing ratios in ppbv
  441.  
  442. Alt.,  CH3Cl CCl4 CCl2F2 CCl3F CHClF2 CH3CCl3 C3F3Cl3  COFCl
  443. km
  444. 12.5  .580  .100  .310  .205  .066    0.096    0.021   0.004
  445. 15    .515  .085  .313  .190  .066    0.084    0.019   0.010
  446. 20    .350  .035  .300  .137  .061    0.047    0.013   0.035
  447. 30      -    -    .030   -    .042      -        -     0.029
  448. 40      -    -    -      -     -        -        -       -
  449.  
  450.      Inorganic Chlorine and Totals, Mixing ratios in ppbv
  451.  
  452. Alt., HCl  ClONO2   ClO  HOCl ||   Total Cl, Total Cl,  Total Cl
  453.                                    Inorganic Organic
  454. km
  455. 12.5   -     -       -     -           -      2.63        2.63
  456. 15   .065    -       -     -         0.065    2.50        2.56
  457. 20   .566  .212      -     -         0.778    1.78        2.56
  458. 30   1.452 1.016    .107  .077       2.652    0.131       2.78
  459. 40   2.213 0.010    .234  .142       2.607      -         2.61
  460.  
  461.  
  462. (The complete tables give results every 2.5 km from 12.5 to 55km,
  463. and also contain a similar inventory of the fluorine compounds. 
  464. Standard errors on total Cl were estimated to be 0.02-0.04 ppbv.)
  465.  
  466. 2.10) Which source of stratospheric chlorine is supported by this
  467.       evidence?
  468.  
  469. We see that the _total_ Cl concentration is roughly constant at
  470. 2.5-2.7 ppbv, suggesting that all but about 0.2 ppbv has been
  471. accounted for.  There is nearly quantitative conversion of organic
  472. chlorine in the lower stratosphere to inorganic chlorine in the
  473. upper stratosphere.
  474.  
  475. Of course this approach - adding up mixing ratios at fixed altitude
  476. - is simplistic.  Making it truly quantitative requires a lot
  477. of work, accounting for vertical and horizontal transport time
  478. scales and complex chemistry.  One finds, for example, that the
  479. altitude profiles are "compressed" in the polar stratosphere in
  480. winter, as the cold air descends.  When all of these factors are built
  481. into atmospheric models, reasonably good agreement is achieved for
  482. the altitude dependence of the major chlorine compounds.  [McElroy
  483. and Salawich].
  484.  
  485. We conclude that most of the inorganic chlorine in the stratosphere
  486. is _produced_ there, as the end product of photolysis of the organic
  487. chlorine compounds.
  488.  
  489.  
  490. 2.11) How do we know that the CFC's in the stratosphere are being
  491. photolyzed?
  492.  
  493. The previous argument - CFC mixing ratios decrease with altitude,
  494. inorganic chlorine mixing ratios increase with altitude - certainly
  495. suggests that one is being transformed into the other. But there is
  496. direct evidence as well:
  497.  
  498. i.  Increasing concentrations of HF in the stratosphere - a factor
  499. of 4 between 1978 and 1989 [Zander et al. 1990] HF is the major
  500. reservoir for Fluorine in the stratosphere, just as HCl is the
  501. major chlorine reservoir.  The Fluorine budget, as a function of
  502. altitude, adds up in much the same way as the Chlorine budget.
  503. There are some discrepancies in the lower stratosphere; model
  504. calculations predict _less_ HF than is actually observed.  [Zander
  505. et al. 1992]. 
  506.  
  507. ii.  Observation of reaction intermediates such as COF2 and COFCl.
  508.  These are formed when the photolysis products react with oxygen. 
  509.  Looking back at the table, notice that COFCl appears in precisely
  510.  the altitude range in which the CFC's are disappearing.
  511.  
  512.  
  513. 2.12) How do the CFCs produced in the Northern Hemisphere get to
  514. the Antarctic?
  515.  
  516.  Vertical transport into and within the stratosphere is slow.  It
  517. takes more than 5 years for a CFC molecule released at sea level to
  518. rise high enough in the stratosphere to be photolyzed.  North-South
  519. transport, in both troposphere and stratosphere, is faster - there is 
  520. a bottleneck in the tropics (it can take a year or two to get across
  521.  the equator) but there is still plenty of time.  CFC's are distributed 
  522. almost uniformly as a function of latitude [Singh et al.]. [Elkins et al.]
  523.  
  524.  
  525. 2.13) Isn't it true that volcanoes put much more chlorine into the
  526. stratosphere than CFCs?
  527.  
  528. Short Reply: No. They account for at most a few percent of the
  529. chlorine in the stratosphere.
  530.  
  531. Long reply:  This is one of the most persistent myths in this
  532. area. As is so often the case, there is a seed of truth at the
  533. root of the myth.  Volcanic gases are rich in Hydrogen Chloride, HCl. 
  534. As we have discussed, this gas is very soluble in water and is 
  535. removed from the troposphere on a time scale of 1-7 days, so we can
  536. dismiss quietly simmering volcanoes as a stratospheric source, just 
  537. as we can neglect sea salt and other natural sources of HCl. Remember, 
  538. the mixing ratio of HCl _decreases_ with altitude in the troposphere, 
  539. reaching vanishingly small values at the tropopause, and then _increases_ 
  540. with altitude in the stratosphere.  This rules out all processes in 
  541. which HCl slowly drifts upward from the troposphere. It does not, 
  542. however, rule out a _major_ volcanic eruption, which could inject HCl 
  543. directly into the middle stratosphere. 
  544.  
  545. What is a "major" eruption?  There is a sort of "Richter scale" for
  546. volcanic eruptions, the so-called "Volcanic explosivity index" or
  547. VEI.  Like the Richter scale it is logarithmic; an eruption with a
  548. VEI of 5 is ten times "bigger" than one with a VEI of 4. To give a
  549. sense of magnitude, I list below the VEI for some familiar recent
  550. and historic eruptions:
  551.  
  552. Eruption           VEI             Stratospheric Aerosol,
  553.                                    Megatons (Mt)
  554.  
  555. Kilauea             0-1            -
  556. Erebus, 1976-84     1-2            -
  557. Augustine, 1976     4              0.6 
  558. St Helen's, 1980    5 (barely)     0.55 
  559. El Chichon, 1982    5              12
  560. Pinatubo, 1991      5-6            20 - 30
  561. Krakatau, 1883      6              50 (est.)
  562. Tambora, 1815       7              80-200 (est.)
  563.  
  564. [Smithsonian] [Symonds et al.] [Sigurdsson] [Pinatubo] [WMO 1988]
  565.  
  566. Roughly speaking, an eruption with VEI>3 can penetrate the
  567. stratosphere. An eruption with VEI>5 can send a plume up to 25km,
  568. in the middle of the ozone layer. Such eruptions occur about *once
  569. a decade*. Since the VEI is not designed specifically to measure a
  570. volcano's impact on the stratosphere, I have also listed the total
  571. mass of stratospheric aerosols (mostly sulfates) produced by the
  572. eruption. (Note that St. Helens produced much less aerosol than El
  573. Chichon - you may remember that St. Helens blew out sideways, dumping
  574. a large ash cloud over eastern Washington, rather than ejecting its
  575. gases into the stratosphere.) Passively degassing volcanoes such as 
  576. Kilauea and Erebus are far too weak to penetrate the stratosphere, but 
  577. explosive eruptions like El Chichon and Pinatubo need to be considered 
  578. in detail. 
  579.  
  580. Before 1982, there were no direct measurements of the amount of HCl
  581. that an explosive eruption put into the stratosphere.  There were,
  582. however, estimates of the _total_ chlorine production from an
  583. eruption, based upon such geophysical techniques as analysis of
  584. glass inclusions trapped in volcanic rocks.  There was much debate
  585. about how much of the emitted chlorine reached the stratosphere;
  586. estimates ranged from < 0.03 Mt/year [Cadle] to 0.1-1.0 Mt/year
  587. [Symonds et al.].  During the 1980's emissions of CFC's and related
  588. compounds contributed >1.2 Mt of chlorine per year to the
  589. atmosphere. [Prather et al.] This results in an annual flux of >0.3
  590. Mt/yr of chlorine into the stratosphere. The _highest_ estimates
  591. ofvolcanic emissions - upper limits calculated by assuming that
  592. _all_ of the HCl from a major eruption reached and stayed in the
  593. stratosphere - were thus of the same order of magnitude as human
  594. sources.  (There is NO support whatsoever for the claim - found in
  595. Dixy Lee Ray's _Trashing the Planet_  - that a _single_ recent
  596. eruption produced ~500 times as much chlorine as a year's worth of
  597. CFC production. This wildly inaccurate number appears to have arisen
  598. from a disastrous editorial mistake in a scientific encyclopedia).
  599.  
  600.  It is very difficult to reconcile these upper limits with the
  601. altitude and time-dependence of stratospheric HCl. The volcanic
  602. contribution to the upper stratosphere should come in sudden bursts
  603. following major eruptions, and it should initially be largest in
  604. the vicinity of the volcanic plume. Since vertical transport in the
  605. stratosphere is slow, one would expect to see the altitude profile
  606. change abruptly after a major eruption, whereas it has maintained
  607. more-or-less the same shape since it was first measured in 1975. 
  608. One would also not expect a strong correlation between HCl and
  609. organochlorine compounds if volcanic injection were contributing
  610. ~50% of the total HCl.  If half the HCl has an inorganic origin,
  611. where is all that _organic_ chlorine going? 
  612.  
  613. The issue has now been largely resolved by _direct_ measurements of
  614. the stratospheric HCl produced by El Chichon, the most important
  615. eruption of the 1980's, and Pinatubo, the largest since 1912. It
  616. was found that El Chichon injected *0.04* Mt of HCl [Mankin
  617. and Coffey].  The much bigger eruption of Pinatubo produced less
  618. [Mankin, Coffey and Goldman], - in fact the authors were not sure
  619. that they had measured _any_ significant increase. Analysis of
  620. ice cores leads to similar conclusions for historic eruptions
  621. [Delmas]. The ice cores show significantly enhanced levels of
  622. sulfur following  major historic eruptions, but no enhancement in
  623. chlorine, showing that the chlorine produced in the eruption did
  624. not survive long enough to be transported to polar regions. It is
  625. clear, then, that even though major eruptions produce large amounts
  626. of chlorine in the form of HCl, most of that HCl either never
  627. enters the stratosphere, or is very rapidly removed from it.
  628.  
  629.  Recent model calculations [Pinto et al.] [Tabazadeh and Turco]
  630. have clarified the physics involved.  A volcanic plume contains
  631. approximately 1000 times as much water vapor as HCl. As the plume
  632. rises and cools the water condenses, capturing the HCl as it does
  633. so and returning it to the earth in the extensive rain showers that
  634. typically follow major eruptions. HCl can also be removed if it
  635. is adsorbed on ice or ash particles. Model calculations show that
  636. more than 99% of the HCl is removed by these processes, in good
  637. agreement with observations.
  638.  
  639. ------------------------------------------------------------------
  640.  In summary:
  641.  
  642.  * Older indirect _estimates_ of the contribution of volcanic
  643.    eruptions to stratospheric chlorine gave results that ranged  
  644.    from much less than anthropogenic to somewhat larger than 
  645.    anthropogenic. It is difficult to reconcile the larger estimates 
  646.    with the altitude distribution of inorganic chlorine in the 
  647.    stratosphere, or its steady increase over the past 20 years.  
  648.    Nevertheless, these estimates raised an important scientific 
  649.    question that needed to be resolved by _direct_ measurements 
  650.    in the stratosphere. 
  651.  
  652.  * Direct measurements on El Chichon, the largest eruption of
  653.    the 1980's, and on Pinatubo, the largest since 1912, show
  654.    that the volcanic contribution is small. 
  655.  
  656.  * Claims that volcanoes produce more stratospheric chlorine than
  657.    human activity arise from the careless use of old scientific
  658.    estimates that have since been refuted by observation.
  659.  
  660.  * Claims that a single recent eruption injected ~500 times a year's 
  661.    CFC production into the stratosphere have no scientific basis
  662.    whatsoever.
  663.  
  664. ---------------------------------------------------------------
  665.  
  666. To conclude, we need to say something about Mt. Erebus.  In an
  667. article in _21st Century_ (July/August 1989), Rogelio Maduro
  668. claimed that this Antarctic volcano has been erupting constantly
  669. for the last 100 years, emitting more than 1000 tons of chlorine
  670. per day. This claim was repeated in Dixy Lee Ray's books.
  671. "21st Century" is published by Lyndon LaRouche's political
  672. associates, although LaRouche himself usually keeps a low profile
  673. in the magazine.  Mt. Erebus has in fact been simmering quietly for
  674. over a century but the estimate of 1000 tons/day of HCl only applied
  675. to an especially active period between 1976 and 1983.  Moreover that 
  676. estimate [Kyle et al.] has been since been reduced to 167 tons/day
  677. (0.0609 Mt/year). By late 1984 emissions had dropped by an order of 
  678. magnitude, and have remained at low levels since; HCl emissions
  679.  _at the crater rim_ were 19 tons/day (0.007 Mt/year) in 1986, 
  680. and 36 tons/day (0.013 Mt/year) in 1991. [Zreda-Gostynska et al.] 
  681. Since this is a passively degassing volcano (VEI=1-2 in the active 
  682. period), very little of this HCl reaches the stratosphere. The
  683. Erebus plume never rises more than 0.5 km above the volcano, 
  684. and in fact the gas usually just oozes over the crater rim. Indeed, 
  685. one purpose of the measurements of Kyle et al. was to explain high 
  686. Cl concentrations in Antarctic snow. The only places where I have 
  687. ever seen Erebus described as a source of stratospheric chlorine is 
  688. in LaRouchian publications and in articles and books that, incredibly, 
  689. consider such documents to be reliable sources.
  690.  
  691.  
  692. 2.14) How much chlorine comes from rockets and Space Shuttle
  693. launches?
  694.  
  695.  Very little. In the early 1970's, when very little was known about
  696. the role of chlorine radicals in ozone depletion, it was suggested
  697. that HCl from solid rocket motors might have a significant effect
  698. upon the ozone layer -  if not globally, perhaps in the immediate
  699. vicinity of the launch. It was immediately shown that the effect
  700. was negligible, and this has been repeatedly demonstrated since.
  701. Each shuttle launch produces about  68 metric tons of chlorine as
  702. HCl; a full year's worth of shuttle and solid-  rocket launches
  703. produces about 725 tons. This is negligible compared to chlorine
  704. emissions in the form of CFC's and related compounds (1.2 million 
  705. tons/yr in the 1980's, of which ~0.3 Mt reach the stratosphere each
  706. year). It is also negligible in comparison to natural sources, which 
  707. produce about 75,000 tons per year. [Prather et al.] [WMO 1991].
  708.  
  709. See also the sci.space FAQ, Part 10, "Controversial Questions".
  710.  
  711.  
  712. 3.  BROMINE
  713.  
  714. 3.1) Is bromine important to the ozone destruction process?
  715.  
  716. Br is present in much smaller quantities than Cl, but it is
  717. much more destructive on a per-atom basis.  There is a large
  718. natural source; manmade compounds contribute about 40% of the
  719. total.
  720.  
  721. 3.2) How does bromine affect ozone concentrations?
  722.  
  723.  Bromine concentrations in the stratosphere are ~150 times smaller
  724. than chlorine concentrations.  However, atom-for-atom Br is 10-100
  725. times as effective as Cl in destroying ozone.  (The reason for this
  726. is that there is no stable 'reservoir' for Br in the stratosphere
  727. - HBr and BrONO2 are very easily photolyzed so that nearly all of
  728. the Br is in a form that can react with ozone.  Contrariwise, F is
  729. innocuous in the stratosphere because its reservoir, HF, is
  730. extremely stable.) So, while Br is less important than Cl, it must
  731. still be taken into account.  Interestingly, the principal
  732. pathway by which Br destroys ozone also involves Cl: 
  733.  
  734.      BrO + ClO -> Br + Cl + O2
  735.      Br + O3 -> BrO + O2
  736.      Cl + O3 -> ClO + O2
  737.    ----------------------------------     
  738.    Net:    2 O3 -> 3 O2
  739.  
  740. [Wayne p. 164] [Solomon] 
  741.  
  742. so reducing stratospheric chlorine concentrations will, as a
  743. side-effect, slow down the bromine pathways as well.
  744.  
  745.  
  746. 3.3) Where does the bromine come from?
  747.  
  748. The largest source of stratospheric Bromine is methyl bromide,
  749. CH3Br.  Much of this is natural (as with CH3Cl), but 30 - 60% is
  750. manmade. [Khalil et al.] It is widely used as a fumigant.
  751. Another important source is the family of "halons".  Like
  752. CFC's these compounds have long atmospheric lifetimes (72 years for
  753. CF3Br) and very little is lost in the troposphere.  [Wayne p. 167]. 
  754. At the bottom of the stratosphere the total Br mixing ratio is ~20
  755. parts-per-trillion (pptv), of which ~8 pptv is manmade.  [AASE] 
  756. Uncertainties in these numbers are relatively larger than for Cl, 
  757. because the absolute quantities are so much smaller, and we should 
  758. expect to see them change.
  759.  
  760.  
  761. 4.  REFERENCES FOR PART II
  762.  
  763. A remark on references: they are neither representative nor
  764. comprehensive. There are _hundreds_ of people working on these
  765. problems. For the most part I have limited myself to papers that
  766. are (1) widely available (if possible, _Science_ or _Nature_ rather
  767. than archival sources such as _J. Geophys. Res._) and (2) directly
  768. related to the "frequently asked questions".  (In this part, I have
  769. had to refer to archival journals more often than I would have
  770. liked, since in many cases that is the only place where the
  771. question is addressed in satisfactory detail.) Readers who want to
  772. see "who did what" should consult the review articles listed below,
  773. or, if they can get them, the extensively documented WMO reports.
  774.  
  775.  
  776. Introductory Reading:
  777.  
  778. [Graedel and Crutzen] T. E. Graedel and P. J. Crutzen,
  779.  _Atmospheric Change: an Earth System Perspective_, Freeman, 1993.
  780.  
  781. [Rowland 1989] F. S. Rowland, "Chlorofluorocarbons and the
  782. depletion of stratospheric ozone", _Am. Sci._ _77_, 36, 1989.
  783.  
  784. --------------------------------
  785. Books and Review Articles:
  786.  
  787. [Brasseur and Solomon] G. Brasseur and S. Solomon, _Aeronomy of 
  788. the Middle Atmosphere_, 2nd Edition, D. Reidel, 1986.
  789.  
  790. [McElroy and Salawich] M. McElroy and R. Salawich, "Changing
  791. Composition of the Global Stratosphere", _Science_ _243, 763, 1989.
  792.  
  793. [Rowland 1991] F. S. Rowland, "Stratospheric Ozone Depletion",
  794. _Ann. Rev. Phys. Chem._ _42_, 731, 1991.
  795.  
  796. [Solomon] S. Solomon, "Progress towards a quantitative
  797.  understanding of Antarctic ozone depletion",
  798.  _Nature_ _347_, 347, 1990.
  799.  
  800. [Wallace and Hobbs] J. M. Wallace and P. V. Hobbs,
  801. _Atmospheric Science: an Introductory Survey_, Academic Press, 1977.
  802.  
  803. [Wayne] R. P. Wayne, _Chemistry of Atmospheres_, 
  804.         2nd.  Ed., Oxford, 1991.
  805.  
  806. [WMO 1988] World Meteorological Organization, 
  807. _Report of the International Ozone Trends Panel_, Report # 18
  808.  
  809. [WMO 1991] World Meteorological Organization, 
  810. _Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1991_, Report # 25 
  811. -----------------------------
  812.  
  813. More specialized articles:
  814.  
  815. [AASE] End of Mission Statement, second airborne arctic
  816. stratospheric expedition, NASA 30 April 1992.
  817.  
  818. [Cadle] R. Cadle, "Volcanic emissions of halides and sulfur
  819. compounds to the troposphere and stratosphere", J. Geophys. Res. 
  820. _80_, 1651, 1975]
  821.  
  822. [Delmas] R. J. Delmas, "Environmental Information from Ice Cores",
  823. _Reviews of Geophysics_ _30_, 1, 1992.
  824.  
  825. [Elkins et al.] J. W. Elkins, T. M. Thompson, T. H. Swanson,
  826. J. H. Butler, B. D. Hall, S. O. Cummings, D. A. Fisher, and 
  827. A. G. Raffo, "Decrease in Growth Rates of Atmospheric 
  828. Chlorofluorocarbons 11 and 12", _Nature_ _364_, 780, 1993.
  829.  
  830. [Eyre and Roscoe] J. Eyre and H. Roscoe, "Radiometric measurement
  831. of stratospheric HCl", _Nature_ _266_, 243, 1977.
  832.  
  833. [Fabian et al. 1979] P. Fabian, R. Borchers, K.H. Weiler, U.
  834. Schmidt, A. Volz, D.H. Erhalt, W. Seiler, and F. Mueller,
  835. "Simultaneously measured vertical profile of H2, CH4, CO, N2O,
  836. CFCl3, and CF2Cl2 in the mid-latitude stratosphere and
  837. troposphere", J. Geophys. Res.  _84_, 3149, 1979.
  838.  
  839. [Fabian et al. 1981] P. Fabian, R. Borchers, S.A. Penkett, and
  840. N.J.D. Prosser, "Halocarbons in the Stratosphere", _Nature_ _294_,
  841. 733, 1981.
  842.  
  843. [Farmer et al.] C.B. Farmer, O.F. Raper, and R.H. Norton,
  844. "Spectroscopic detection and vertical distribution of HCl in the
  845. troposphere and stratosphere", Geophys. Res. Lett. _3_, 13, 1975.
  846.  
  847. [Harris et al.] G.W. Harris, D. Klemp, and T. Zenker, 
  848. "An Upper Limit on the HCl near-surface mixing ratio over the
  849. Atlantic", J. Atmos. Chem. _15_, 327, 1992.  
  850.  
  851. [Johnston] D. Johnston, "Volcanic contribution of chlorine to the
  852.  stratosphere: more significant to ozone than previously
  853. estimated?" _Science_ _209_, 491, 1980.
  854.  
  855. [Khalil et al.] M.A.K. Khalil, R. Rasmussen, and R. Gunawardena, 
  856. "Atmospheric Methyl Bromide: Trends and Global Mass Balance"
  857.  J. Geophys. Res. _98_, 2887, 1993.
  858.  
  859. [Kyle et al.] P.R. Kyle, K. Meeker, and D. Finnegan, 
  860. "Emission rates of sulfur dioxide, trace gases, and metals from 
  861.  Mount Erebus, Antarctica", _Geophys. Res. Lett._ _17_, 2125, 1990.
  862.  
  863. [Mankin and Coffey] W. Mankin and M. Coffey, "Increased
  864. stratospheric hydrogen chloride in the El Chichon cloud",
  865. _Science_ _226_, 170, 1983.
  866.  
  867. [Mankin, Coffey and Goldman] W. Mankin, M. Coffey and A. Goldman, 
  868. "Airborne observations of SO2, HCL, and O3 in the stratospheric
  869. plume of the Pinatubo volcano in July 1991", Geophys. Res. Lett.
  870. _19_, 179, 1992.
  871.  
  872. [Penkett et al.] S.A. Penkett, R.G. Derwent, P. Fabian, R.
  873. Borchers, and U. Schmidt, "Methyl Chloride in the Stratosphere",
  874. _Nature_ _283_, 58, 1980.
  875.  
  876. [Pinatubo] Special Mt. Pinatubo issue, Geophys. Res. Lett. _19_,
  877. #2, 1992. 
  878.  
  879. [Pinto et al.] J. Pinto, R. Turco, and O. Toon, "Self-limiting
  880. physical and chemical effects in volcanic eruption clouds", 
  881.  J. Geophys. Res. _94_, 11165, 1989.
  882.  
  883. [Prather et al. ] M. J. Prather, M.M. Garcia, A.R. Douglass, C.H.
  884. Jackman, M.K.W. Ko, and N.D. Sze, "The Space Shuttle's impact on
  885. the stratosphere", J. Geophys. Res. _95_, 18583, 1990.
  886.  
  887. [Singh et al.] H. Singh, L. Salas, H. Shigeishi, and E. Scribner,
  888. "Atmospheric Halocarbons, hydrocarbons, and sulfur hexafluoride
  889. global distributions, sources, and sinks", _Science_ _203_, 899,
  890. 1974.
  891.  
  892. [Sigurdsson] H. Sigurdsson, "Evidence of volcanic loading of the 
  893.  atmosphere and climate response",  _Palaeogeography,
  894. Palaeoclimatology, Palaeoecology_ _89_, 277 (1989).
  895.  
  896. [Smithsonian] Smithsonian Report, _Global Volcanism:1975-85_, p 14.
  897.  
  898. [Symonds et al.] R. B. Symonds, W. I. Rose, and M. H. Reed, 
  899. "Contribution of Cl and F-bearing gases to the atmosphere by
  900. volcanoes", _Nature_ _334_, 415 1988.  
  901.  
  902. [Tabazadeh and Turco] A. Tabazadeh and R. P. Turco, _Stratospheric
  903. Chlorine Injection by Volcanic Eruptions: HCl Scavenging and
  904. Implications for Ozone_, _Science_ _260_, 1082, 1993. 
  905.  
  906. [Vierkorn-Rudolf et al.] B. Vierkorn-Rudolf. K. Bachmann, B.
  907. Schwartz, and F.X. Meixner, "Vertical Profile of Hydrogen Chloride
  908. in the Troposphere", J. Atmos. Chem.  _2_, 47, 1984.
  909.  
  910. [Zander et al. 1987] R. Zander, C. P. Rinsland, C. B. Farmer, and
  911. R. H. Norton, "Infrared Spectroscopic measurements of halogenated
  912. source gases in the stratosphere with the ATMOS instrument", J.
  913. Geophys. Res. _92_, 9836, 1987.
  914.  
  915. [Zander et al. 1990] R. Zander, M.R. Gunson, J.C. Foster, C.P.
  916. Rinsland, and J. Namkung, "Stratospheric ClONO2, HCl, and HF
  917. concentration profiles derived from ATMOS/Spacelab 3 observations
  918. - an update", J. Geophys. Res.  _95_, 20519, 1990.
  919.  
  920. [Zander et al. 1992] R. Zander, M. R. Gunson, C. B. Farmer, C. P.
  921. Rinsland, F. W. Irion, and E. Mahieu, "The 1985 chlorine and
  922. fluorine inventories in the stratosphere based on ATMOS
  923. observations at 30 degrees North latitude",  J. Atmos. Chem. _15_,
  924. 171, 1992.
  925.  
  926. [Zreda-Gostynska et al.] G. Zreda-Gostynska, P. R. Kyle, and
  927. D. L. Finnegan, "Chlorine, Fluorine and Sulfur Emissions from
  928. Mt. Erebus, Antarctica and estimated contribution to the antarctic
  929. atmosphere", _Geophys. Res. Lett._ _20_, 1959, 1993.
  930.  
  931.  
  932.  
  933.