Hivenkaasujen biogeokemialliset kierrot

Ilmaston ja kemian kannalta merkityksellisten hivenkaasujen, kuten metaanin, typpioksiduulin ja hiilimonoksidin, lähteet, nielut ja ilmakehän budjetit.

Definition

Hivenkaasujen biogeokemialliset kierrot ovat ilmakehän vähäisten kaasujen kytkettyjä virtoja ilmakehän, biosfäärin, valtamerten ja litosfäärin välillä, tasapainottaen niiden päästöjä, muuntumista ja poistumista.

Scope

Käsittelee tärkeimpien hivenkaasujen luonnollisia ja antropogeenisia lähteitä, niiden poistumista kemiallisella hapettumisella ja laskeumalla, ilmakehän eliniän käsitettä, ilmakehän kemian kytkentää terrestriseen ja merelliseen biogeokemiaan sekä globaalien budjettien, kuten metaanibudjetin, rakentamista.

Core questions

• Mitkä ovat tärkeimpien hivenkaasujen tärkeimmät luonnolliset ja ihmisperäiset lähteet?
• Miten hivenkaasun ilmakehän elinikä määritetään?
• Miten globaalit budjetit, kuten metaanibudjetti, rakennetaan ja tasapainotetaan?

Key theories

Lähde-nielu-budjettikehys

Hivenkaasun ilmakehän pitoisuus heijastaa päästöjen ja kemiallisten sekä laskeumanielujen välistä tasapainoa, jolloin vakaan tilan elinikä on pitoisuus jaettuna poistumisnopeudella.

Mechanisms

Hivenkaasut päätyvät ilmakehään biologisen toiminnan, palamisen, maatalouden ja geologisten lähteiden kautta, ja ne poistuvat kemiallisella hapettumisella, pääasiassa hydroksyyliradikaalin vaikutuksesta, sekä pintalaskeumalla. Ilmakehän pitoisuuden ja kokonaispoistumisnopeuden suhde määrittelee eliniän, joka vaihtelee reaktiivisten lajien tuntien mittaisesta metaanin vuosikymmeneen. Alhaalta ylöspäin suuntautuvat inventaariot ja ylhäältä alaspäin suuntautuvat inversiot, jotka hyödyntävät havaittuja pitoisuuksia, sovitetaan yhteen globaalien budjettien sulkemiseksi.

Clinical relevance

Hivenkaasubudjettien kvantifiointi on olennaista kasvihuonekaasupitoisuuksien muutosten syiden selvittämiseksi, tulevan ilmaston ennustamiseksi ja metaanin sekä muiden päästöjen hillinnän suunnittelemiseksi.

History

Hivenkaasupitoisuuksien systemaattinen mittaus 1900-luvun puolivälistä alkaen, alkaen hiilidioksidista Mauna Loalla, laajeni metaaniin ja muihin kaasuihin, mahdollistaen globaalit budjettisynteesit, joita koordinoivat kansainväliset hankkeet, kuten Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Mikä on kaasun ilmakehän elinikä?

Se on keskimääräinen aika, jonka molekyyli pysyy ilmakehässä ennen poistumista, laskettuna ilmakehän pitoisuutena jaettuna häviämisnopeudella; metaanin elinikä on noin vuosikymmen.