大気化学と微量気体
大気質、酸化能力、および気候に影響を与える気体を制御する、微量大気成分の化学反応と循環。
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Definition
大気化学と微量気体は、大気の化学組成と、その微量気体成分を生成、変換、除去する反応の研究です。
Scope
この分野は、対流圏の光化学、ヒドロキシルラジカルによって提供される酸化能力、オゾンと光化学スモッグの形成、メタン、一酸化炭素、窒素酸化物、揮発性有機化合物などの微量気体の発生源、吸収源、循環、および大気組成を支配する化学反応速度論と光分解プロセスを対象としています。
Sub-topics
Core questions
- 大気はどのようにして汚染物質を酸化し、自浄する能力を持つのでしょうか？
- 下層大気中でオゾンはどのように生成され、破壊されるのでしょうか？
- 気候に影響を与える微量気体の濃度と寿命は何によって制御されるのでしょうか？
Key theories
- ヒドロキシルラジカルの酸化能力
- 光化学的に生成されるヒドロキシルラジカルは、ほとんどの微量気体の酸化を開始し、大気の主要な浄化剤として機能します。
- 光化学的オゾン生成
- 窒素酸化物と揮発性有機化合物の存在下で、太陽光は触媒サイクルを駆動し、光化学スモッグの核となる地表オゾンを生成します。
Mechanisms
太陽光はオゾンやその他の種を光分解し、高反応性のヒドロキシルラジカルを生成します。これはメタン、一酸化炭素、揮発性有機化合物、その他の微量気体を攻撃し、それらの大気中での寿命を決定します。汚染された大気中では、窒素酸化物の存在下でのこれらの化合物の酸化が、オゾンと二次汚染物質を生成する触媒サイクルを駆動します。微量気体の濃度は、排出、化学変換、輸送、沈着の間のバランスを反映しています。
Clinical relevance
大気化学は、大気質管理、オゾンおよび粒子状物質汚染エピソードの予測、ならびにメタンなどの温室効果ガスの収支評価の基礎となります。
History
現代の大気化学は、1950年代のハーゲン＝スミットによるロサンゼルスでの光化学スモッグの特定から出現し、1970年代のヒドロキシルラジカルの中心的な酸化役割の認識とともに成熟しました。その統合は、SeinfeldとPandis、およびFinlayson-PittsとPittsによる標準的な教科書に示されています。
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- Barbara Finlayson-Pitts
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- 大気の酸化能力とは何ですか？
- それは、大気が微量気体を化学的に除去する能力であり、主にヒドロキシルラジカルの存在量によって支配され、これがほとんどの汚染物質の酸化を開始します。