Biogeochemiczne cykle gazów śladowych

Źródła, pochłaniacze i bilanse atmosferyczne gazów śladowych istotnych dla klimatu i chemii atmosfery, takich jak metan, podtlenek azotu i tlenek węgla.

Definition

Biogeochemiczne cykle gazów śladowych to powiązane przepływy mniejszych gazów atmosferycznych między atmosferą, biosferą, oceanami i litosferą, równoważące ich emisję, transformację i usuwanie.

Scope

Obejmuje naturalne i antropogeniczne źródła głównych gazów śladowych, ich usuwanie przez utlenianie chemiczne i depozycję, koncepcję czasu życia w atmosferze, sprzężenie chemii atmosfery z biogeochemią lądową i morską, oraz konstrukcję globalnych bilansów, takich jak bilans metanu.

Core questions

• Jakie są główne naturalne i antropogeniczne źródła głównych gazów śladowych?
• Jak określa się czas życia gazu śladowego w atmosferze?
• W jaki sposób konstruuje się i bilansuje globalne budżety, takie jak budżet metanu?

Key theories

Ramy budżetu źródło-pochłaniacz

Obciążenie atmosferyczne gazu śladowego odzwierciedla równowagę emisji w stosunku do chemicznych i depozycyjnych pochłaniaczy, przy czym czas życia w stanie stacjonarnym jest równy obciążeniu podzielonemu przez szybkość usuwania.

Mechanisms

Gazy śladowe dostają się do atmosfery z aktywności biologicznej, spalania, rolnictwa i źródeł geologicznych, a usuwane są przez utlenianie chemiczne, głównie przez rodnik hydroksylowy, oraz przez depozycję powierzchniową. Stosunek obciążenia atmosferycznego do całkowitej szybkości usuwania definiuje czas życia, który waha się od godzin dla reaktywnych gatunków do dekady dla metanu. Inwentaryzacje oddolne (bottom-up) i inwersje odgórne (top-down) wykorzystujące obserwowane stężenia są uzgadniane w celu zamknięcia globalnych bilansów.

Clinical relevance

Kwantyfikacja bilansów gazów śladowych jest niezbędna do przypisywania zmian stężeń gazów cieplarnianych, prognozowania przyszłego klimatu i projektowania łagodzenia emisji metanu i innych gazów.

History

Systematyczne pomiary stężeń gazów śladowych od połowy XX wieku, począwszy od dwutlenku węgla na Mauna Loa, rozszerzyły się na metan i inne gazy, umożliwiając syntezy globalnych bilansów koordynowane przez międzynarodowe projekty, takie jak Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Czym jest czas życia gazu w atmosferze?

Jest to średni czas, przez jaki cząsteczka pozostaje w atmosferze przed usunięciem, obliczany jako obciążenie atmosferyczne podzielone przez szybkość strat; dla metanu wynosi około dekady.