چرخههای بیوژئوشیمیایی گازهای کمیاب
منابع، فرونشستها و بودجههای اتمسفری گازهای کمیاب مرتبط با اقلیم و شیمی مانند متان، اکسید نیتروژن و مونوکسید کربن.
Definition
چرخههای بیوژئوشیمیایی گازهای کمیاب، جریانهای به هم پیوسته گازهای اتمسفری جزئی بین اتمسفر، زیستکره، اقیانوسها و سنگکره هستند که انتشار، تبدیل و حذف آنها را متعادل میکنند.
Scope
این مبحث شامل منابع طبیعی و انسانی گازهای کمیاب اصلی، حذف آنها از طریق اکسیداسیون شیمیایی و رسوبگذاری، مفهوم طول عمر اتمسفری، پیوند شیمی اتمسفر با بیوژئوشیمی خشکی و دریایی، و ساخت بودجههای جهانی مانند بودجه متان میشود.
Core questions
- منابع اصلی طبیعی و انسانی گازهای کمیاب عمده کدامند؟
- طول عمر اتمسفری یک گاز کمیاب چگونه تعیین میشود؟
- بودجههای جهانی مانند بودجه متان چگونه ساخته و متعادل میشوند؟
Key theories
- چارچوب بودجه منبع-فرونشست
- بار اتمسفری یک گاز کمیاب نشاندهنده تعادل بین انتشار و فرونشستهای شیمیایی و رسوبی است، با طول عمر حالت پایدار برابر با بار تقسیم بر نرخ حذف.
Mechanisms
گازهای کمیاب از طریق فعالیتهای بیولوژیکی، احتراق، کشاورزی و منابع زمینشناختی وارد اتمسفر میشوند و از طریق اکسیداسیون شیمیایی، عمدتاً توسط رادیکال هیدروکسیل، و رسوبگذاری سطحی حذف میگردند. نسبت بار اتمسفری به نرخ حذف کلی، طول عمر را تعریف میکند که از چند ساعت برای گونههای واکنشپذیر تا یک دهه برای متان متغیر است. موجودیهای پایین به بالا و وارونگیهای بالا به پایین با استفاده از غلظتهای مشاهدهشده برای بستن بودجههای جهانی تطبیق داده میشوند.
Clinical relevance
تعیین کمیت بودجههای گازهای کمیاب برای نسبت دادن تغییرات در غلظت گازهای گلخانهای، پیشبینی اقلیم آینده، و طراحی کاهش انتشار متان و سایر گازها ضروری است.
History
اندازهگیری سیستماتیک غلظت گازهای کمیاب از اواسط قرن بیستم، با شروع دیاکسید کربن در مائونا لوا، به متان و سایر گازها گسترش یافت و امکان سنتز بودجههای جهانی را که توسط پروژههای بینالمللی مانند پروژه جهانی کربن هماهنگ شدهاند، فراهم آورد.
Key figures
- Marielle Saunois
- Paul Crutzen
Related topics
Seminal works
- saunois2020
- seinfeldPandis2016
Frequently asked questions
- طول عمر اتمسفری یک گاز چیست؟
- این مدت زمان متوسطی است که یک مولکول قبل از حذف در اتمسفر باقی میماند و به عنوان بار اتمسفری تقسیم بر نرخ از دست دادن محاسبه میشود؛ طول عمر متان حدود یک دهه است.