微量気体生地球化学的循環

メタン、亜酸化窒素、一酸化炭素などの気候および化学的に関連する微量気体の発生源、吸収源、および大気収支。

Definition

微量気体の生地球化学的循環とは、微量な大気中の気体が大気、生物圏、海洋、岩石圏の間で相互に連結して流動し、その排出、変換、除去のバランスを保つことである。

Scope

主要な微量気体の自然および人為的発生源、化学的酸化および沈着による除去、大気寿命の概念、大気化学と陸域および海洋生地球化学の結合、ならびにメタン収支などの地球規模の収支の構築を網羅する。

Core questions

• 主要な微量気体の主な自然および人為的発生源は何ですか？
• 微量気体の大気寿命はどのように決定されますか？
• メタン収支などの地球規模の収支はどのように構築され、バランスが取られていますか？

Key theories

発生源-吸収源収支フレームワーク

微量気体の大気負荷量は、排出量と化学的および沈着による吸収源とのバランスを反映しており、定常状態の寿命は負荷量を除去率で割ったものに等しい。

Mechanisms

微量気体は、生物活動、燃焼、農業、地質学的発生源から大気中に放出され、主に水酸基ラジカルによる化学的酸化と表面沈着によって除去される。大気中の負荷量と総除去率の比率が寿命を定義し、これは反応性の高い種では数時間から、メタンでは10年まで及ぶ。観測された濃度を用いたボトムアップインベントリとトップダウンインバージョンは、地球規模の収支を閉じるために調整される。

Clinical relevance

微量気体の収支を定量化することは、温室効果ガス濃度の変化を帰属させ、将来の気候を予測し、メタンやその他の排出物の緩和策を設計するために不可欠である。

History

マウナロアでの二酸化炭素から始まり、20世紀半ばからの微量気体濃度の系統的な測定は、メタンや他のガスに拡大し、Global Carbon Projectなどの国際プロジェクトによって調整された地球規模の収支統合を可能にした。

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

ガスの大気寿命とは何ですか？

これは、分子が除去されるまでに大気中に留まる平均時間であり、大気負荷量を損失率で割って計算されます。メタンの場合は約10年です。