Biogeokemijski ciklusi plinova u tragovima

Izvori, ponori i atmosferske bilance plinova u tragovima relevantnih za klimu i kemiju, kao što su metan, dušikov oksid i ugljikov monoksid.

Definition

Biogeokemijski ciklusi plinova u tragovima su povezani tokovi manjih atmosferskih plinova između atmosfere, biosfere, oceana i litosfere, uravnotežujući njihovu emisiju, transformaciju i uklanjanje.

Scope

Pokriva prirodne i antropogene izvore glavnih plinova u tragovima, njihovo uklanjanje kemijskom oksidacijom i depozicijom, koncept atmosferskog životnog vijeka, povezivanje atmosferske kemije s kopnenom i morskom biogeokemijom te konstrukciju globalnih bilanci kao što je bilanca metana.

Core questions

• Koji su glavni prirodni i ljudski izvori glavnih plinova u tragovima?
• Kako se određuje atmosferski životni vijek plina u tragovima?
• Kako se konstruiraju i uravnotežuju globalne bilance poput bilance metana?

Key theories

Okvir proračuna izvora i ponora

Atmosfersko opterećenje plina u tragovima odražava ravnotežu emisija u odnosu na kemijske i depozicijske ponore, pri čemu je životni vijek u stabilnom stanju jednak opterećenju podijeljenom sa stopom uklanjanja.

Mechanisms

Plinovi u tragovima ulaze u atmosferu iz biološke aktivnosti, izgaranja, poljoprivrede i geoloških izvora, a uklanjaju se kemijskom oksidacijom, uglavnom hidroksilnim radikalom, i površinskom depozicijom. Omjer atmosferskog opterećenja i ukupne stope uklanjanja definira životni vijek, koji se kreće od sati za reaktivne vrste do desetljeća za metan. Inventure odozdo prema gore i inverzije odozgo prema dolje, koristeći opažene koncentracije, usklađuju se kako bi se zatvorile globalne bilance.

Clinical relevance

Kvantificiranje bilanci plinova u tragovima ključno je za pripisivanje promjena u koncentracijama stakleničkih plinova, projiciranje buduće klime i osmišljavanje ublažavanja emisija metana i drugih plinova.

History

Sustavno mjerenje koncentracija plinova u tragovima od sredine dvadesetog stoljeća, počevši s ugljikovim dioksidom na Mauna Loi, proširilo se na metan i druge plinove, omogućujući sinteze globalnih bilanci koordinirane međunarodnim projektima kao što je Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Što je atmosferski životni vijek plina?

To je prosječno vrijeme koje molekula ostaje u atmosferi prije uklanjanja, izračunato kao atmosfersko opterećenje podijeljeno sa stopom gubitka; za metan je to oko desetljeća.