Sporegasers biogeokemiske kredsløb

Kilder, dræn og atmosfæriske budgetter for klima- og kemirelevante sporgasser som metan, dinitrogenoxid og kulilte.

Definition

Sporegasers biogeokemiske kredsløb er de forbundne strømme af mindre atmosfæriske gasser mellem atmosfæren, biosfæren, havene og litosfæren, der balancerer deres emission, transformation og fjernelse.

Scope

Dækker de naturlige og antropogene kilder til større sporgasser, deres fjernelse ved kemisk oxidation og deposition, begrebet atmosfærisk levetid, koblingen af atmosfærekemi til terrestrisk og marin biogeokemi, og konstruktionen af globale budgetter som metanbudgettet.

Core questions

• Hvad er de vigtigste naturlige og menneskeskabte kilder til større sporgasser?
• Hvordan bestemmes en sporgas' atmosfæriske levetid?
• Hvordan konstrueres og afbalanceres globale budgetter som metanbudgettet?

Key theories

Kilde-dræn-budgetramme

Den atmosfæriske mængde af en sporgas afspejler balancen mellem emissioner og kemiske og depositionelle dræn, hvor steady-state levetiden er lig med mængden divideret med fjernelseshastigheden.

Mechanisms

Sporgasser kommer ind i atmosfæren fra biologisk aktivitet, forbrænding, landbrug og geologiske kilder og fjernes ved kemisk oxidation, primært af hydroxylradikalet, og ved overfladedeposition. Forholdet mellem den atmosfæriske mængde og den samlede fjernelseshastighed definerer levetiden, som spænder fra timer for reaktive arter til et årti for metan. Bottom-up-opgørelser og top-down-inversioner ved brug af observerede koncentrationer afstemmes for at lukke globale budgetter.

Clinical relevance

Kvantificering af sporgasbudgetter er afgørende for at tilskrive ændringer i drivhusgaskoncentrationer, projicere fremtidigt klima og designe afbødning af metan og andre emissioner.

History

Systematisk måling af sporgaskoncentrationer fra midten af det tyvende århundrede, begyndende med kuldioxid ved Mauna Loa, udvidede til metan og andre gasser, hvilket muliggjorde de globale budgetsynteser koordineret af internationale projekter som Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Hvad er en gas' atmosfæriske levetid?

Det er den gennemsnitlige tid et molekyle forbliver i atmosfæren før fjernelse, beregnet som den atmosfæriske mængde divideret med tabshastigheden; metans er omkring et årti.