Ciclos Biogeoquímicos de Gases-Traço

As fontes, sumidouros e orçamentos atmosféricos de gases-traço relevantes para o clima e a química, como metano, óxido nitroso e monóxido de carbono.

Definition

Os ciclos biogeoquímicos de gases-traço são os fluxos interligados de gases atmosféricos minoritários entre a atmosfera, biosfera, oceanos e litosfera, equilibrando a sua emissão, transformação e remoção.

Scope

Abrange as fontes naturais e antropogénicas dos principais gases-traço, a sua remoção por oxidação química e deposição, o conceito de tempo de vida atmosférico, o acoplamento da química atmosférica à biogeoquímica terrestre e marinha, e a construção de orçamentos globais, como o orçamento do metano.

Core questions

• Quais são as principais fontes naturais e humanas dos principais gases-traço?
• Como é determinado o tempo de vida atmosférico de um gás-traço?
• Como são construídos e equilibrados os orçamentos globais, como o orçamento do metano?

Key theories

Estrutura de orçamento fonte-sumidouro

A carga atmosférica de um gás-traço reflete o equilíbrio entre as emissões e os sumidouros químicos e deposicionais, com o tempo de vida em estado estacionário igual à carga dividida pela taxa de remoção.

Mechanisms

Os gases-traço entram na atmosfera a partir da atividade biológica, combustão, agricultura e fontes geológicas, e são removidos por oxidação química, principalmente pelo radical hidroxilo, e por deposição superficial. A razão entre a carga atmosférica e a taxa total de remoção define o tempo de vida, que varia de horas para espécies reativas a uma década para o metano. Inventários de baixo para cima (bottom-up) e inversões de cima para baixo (top-down) usando concentrações observadas são conciliados para fechar os orçamentos globais.

Clinical relevance

A quantificação dos orçamentos de gases-traço é essencial para atribuir mudanças nas concentrações de gases de efeito estufa, projetar o clima futuro e conceber a mitigação das emissões de metano e outros gases.

History

A medição sistemática das concentrações de gases-traço desde meados do século XX, começando com o dióxido de carbono em Mauna Loa, expandiu-se para o metano e outros gases, permitindo as sínteses de orçamentos globais coordenadas por projetos internacionais como o Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

O que é o tempo de vida atmosférico de um gás?

É o tempo médio que uma molécula permanece na atmosfera antes da remoção, calculado como a carga atmosférica dividida pela taxa de perda; o do metano é de cerca de uma década.