Биогеохимични цикли на газове с микропримеси

Източниците, поглътителите и атмосферните баланси на важни за климата и химията газове с микропримеси като метан, диазотен оксид и въглероден оксид.

Definition

Биогеохимичните цикли на газове с микропримеси представляват свързани потоци от второстепенни атмосферни газове между атмосферата, биосферата, океаните и литосферата, балансиращи тяхното емитиране, трансформация и отстраняване.

Scope

Разглежда природните и антропогенни източници на основни газове с микропримеси, тяхното отстраняване чрез химично окисление и отлагане, концепцията за атмосферно време на живот, свързването на атмосферната химия със земната и морската биогеохимия, както и изграждането на глобални баланси като този на метана.

Core questions

• Кои са основните природни и човешки източници на главните газове с микропримеси?
• Как се определя атмосферното време на живот на даден газ с микропримеси?
• Как се изграждат и балансират глобални бюджети като този на метана?

Key theories

Рамка на бюджета източник-поглътител

Атмосферното съдържание на даден газ с микропримеси отразява баланса между емисиите и химичните и отлагащи поглътители, като времето на живот в стационарно състояние е равно на съдържанието, разделено на скоростта на отстраняване.

Mechanisms

Газовете с микропримеси навлизат в атмосферата от биологична активност, горене, селско стопанство и геоложки източници и се отстраняват чрез химично окисление, главно от хидроксилния радикал, и чрез повърхностно отлагане. Съотношението на атмосферното съдържание към общата скорост на отстраняване определя времето на живот, което варира от часове за реактивни видове до десетилетие за метана. Инвентаризациите отдолу-нагоре и инверсиите отгоре-надолу, използващи наблюдавани концентрации, се съгласуват за затваряне на глобалните бюджети.

Clinical relevance

Количественото определяне на бюджетите на газовете с микропримеси е от съществено значение за приписване на промените в концентрациите на парникови газове, прогнозиране на бъдещия климат и разработване на мерки за намаляване на емисиите на метан и други газове.

History

Систематичното измерване на концентрациите на газове с микропримеси от средата на ХХ век, започвайки с въглеродния диоксид в Мауна Лоа, се разширява до метан и други газове, което позволява синтезирането на глобални бюджети, координирани от международни проекти като Глобалния въглероден проект (Global Carbon Project).

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Какво е атмосферното време на живот на даден газ?

Това е средното време, през което една молекула остава в атмосферата преди отстраняване, изчислено като атмосферното съдържание, разделено на скоростта на загуба; за метана то е около десетилетие.