Biogeokjemiske sykluser av sporgasser

Kilder, sluk og atmosfæriske budsjetter for klima- og kjemirelevante sporgasser som metan, lystgass og karbonmonoksid.

Definition

De biogeokjemiske syklusene av sporgasser er de koblede strømmene av mindre atmosfæriske gasser mellom atmosfæren, biosfæren, havene og litosfæren, som balanserer deres utslipp, transformasjon og fjerning.

Scope

Dekker de naturlige og antropogene kildene til store sporgasser, deres fjerning gjennom kjemisk oksidasjon og avsetning, konseptet atmosfærisk levetid, koblingen mellom atmosfærisk kjemi og terrestrisk og marin biogeokjemi, og konstruksjonen av globale budsjetter som metanbudsjettet.

Core questions

• Hva er de viktigste naturlige og menneskeskapte kildene til store sporgasser?
• Hvordan bestemmes den atmosfæriske levetiden til en sporgass?
• Hvordan konstrueres og balanseres globale budsjetter som metanbudsjettet?

Key theories

Kilde-sluk-budsjettrammeverk

Den atmosfæriske mengden av en sporgass reflekterer balansen mellom utslipp og kjemiske og avsetningsmessige sluk, der levetiden i likevekt er lik mengden delt på fjerningsraten.

Mechanisms

Sporgasser kommer inn i atmosfæren fra biologisk aktivitet, forbrenning, jordbruk og geologiske kilder, og fjernes ved kjemisk oksidasjon, hovedsakelig av hydroksylradikalet, og ved overflateavsetning. Forholdet mellom den atmosfæriske mengden og den totale fjerningsraten definerer levetiden, som varierer fra timer for reaktive arter til et tiår for metan. Bunn-opp-inventarer og topp-ned-inversjoner ved bruk av observerte konsentrasjoner forenes for å lukke globale budsjetter.

Clinical relevance

Kvantifisering av sporgassbudsjetter er avgjørende for å tilskrive endringer i drivhusgasskonsentrasjoner, projisere fremtidig klima og utforme tiltak for å redusere metan og andre utslipp.

History

Systematisk måling av sporgasskonsentrasjoner fra midten av det tjuende århundre, som begynte med karbondioksid på Mauna Loa, ble utvidet til metan og andre gasser, noe som muliggjorde globale budsjettsynteser koordinert av internasjonale prosjekter som Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Hva er den atmosfæriske levetiden til en gass?

Det er den gjennomsnittlige tiden et molekyl forblir i atmosfæren før fjerning, beregnet som den atmosfæriske mengden delt på tapshastigheten; metans er omtrent et tiår.