كيمياء الغلاف الجوي والغازات الشحيحة
التفاعلات الكيميائية ودورات المكونات الجوية الثانوية التي تتحكم في جودة الهواء، والقدرة المؤكسدة، والغازات النشطة مناخياً.
Definition
كيمياء الغلاف الجوي والغازات الشحيحة هي دراسة التركيب الكيميائي للغلاف الجوي والتفاعلات التي تنتج وتحول وتزيل مكوناته الغازية الثانوية.
Scope
يغطي هذا المجال الكيمياء الضوئية للتروبوسفير، والقدرة المؤكسدة التي يوفرها جذر الهيدروكسيل، وتكوين الأوزون والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي، ومصادر ومصارف ودورات الغازات الشحيحة مثل الميثان، وأول أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، والمركبات العضوية المتطايرة، بالإضافة إلى الحركية الكيميائية وعمليات التحلل الضوئي التي تحكم التركيب الجوي.
Sub-topics
Core questions
- ما الذي يمنح الغلاف الجوي قدرته على أكسدة وتطهير نفسه من الملوثات؟
- كيف يتم إنتاج الأوزون وتدميره في الغلاف الجوي السفلي؟
- ما الذي يتحكم في تركيزات وأعمار الغازات الشحيحة النشطة مناخياً؟
Key theories
- القدرة المؤكسدة لجذر الهيدروكسيل
- يُنتج جذر الهيدروكسيل ضوئيًا، ويبدأ أكسدة معظم الغازات الشحيحة ويعمل كعامل التطهير الرئيسي للغلاف الجوي.
- إنتاج الأوزون الكيميائي الضوئي
- بوجود أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة، يدفع ضوء الشمس دورة تحفيزية تنتج الأوزون على مستوى سطح الأرض، وهو جوهر الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي.
Mechanisms
يُحلل ضوء الشمس الأوزون والأنواع الأخرى ضوئيًا لتوليد جذر الهيدروكسيل شديد التفاعل، والذي يهاجم الميثان وأول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة وغيرها من الغازات الشحيحة، مما يحدد عمرها في الغلاف الجوي. في الهواء الملوث، يؤدي أكسدة هذه المركبات بوجود أكاسيد النيتروجين إلى دورات تحفيزية تنتج الأوزون والملوثات الثانوية. تعكس تركيزات الغازات الشحيحة توازنًا بين الانبعاثات والتحول الكيميائي والنقل والترسيب.
Clinical relevance
تُعد كيمياء الغلاف الجوي أساسًا لإدارة جودة الهواء، والتنبؤ بحلقات تلوث الأوزون والجسيمات، وتقييم ميزانيات غازات الاحتباس الحراري مثل الميثان.
History
نشأت كيمياء الغلاف الجوي الحديثة من تحديد هاغن-سميت في خمسينيات القرن الماضي للضباب الدخاني الكيميائي الضوئي في لوس أنجلوس، ونضجت مع الاعتراف بالدور المؤكسد المركزي لجذر الهيدروكسيل في سبعينيات القرن الماضي، وتظهر خلاصات ذلك في النصوص القياسية لسيفيلد وبانديس، ولفينلايسون-بيتس وبيتس.
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- Barbara Finlayson-Pitts
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- ما هي القدرة المؤكسدة للغلاف الجوي؟
- هي قدرة الغلاف الجوي على إزالة الغازات الشحيحة كيميائيًا، وتتحكم فيها بشكل رئيسي وفرة جذر الهيدروكسيل، الذي يبدأ أكسدة معظم الملوثات.