Ciclurile biogeochimice ale gazelor-urmă

Sursele, depozitele și bilanțurile atmosferice ale gazelor-urmă relevante pentru climă și chimie, cum ar fi metanul, protoxidul de azot și monoxidul de carbon.

Definition

Ciclurile biogeochimice ale gazelor-urmă reprezintă fluxurile interconectate ale gazelor atmosferice minore între atmosferă, biosferă, oceane și litosferă, echilibrând emisia, transformarea și eliminarea acestora.

Scope

Acoperă sursele naturale și antropice ale gazelor-urmă majore, eliminarea acestora prin oxidare chimică și depunere, conceptul de durată de viață atmosferică, cuplarea chimiei atmosferice cu biogeochimia terestră și marină și construirea bilanțurilor globale, cum ar fi bilanțul metanului.

Core questions

• Care sunt principalele surse naturale și umane de gaze-urmă majore?
• Cum este determinată durata de viață atmosferică a unui gaz-urmă?
• Cum sunt construite și echilibrate bilanțurile globale, cum ar fi bilanțul metanului?

Key theories

Cadrul bilanțului sursă-depozit

Încărcătura atmosferică a unui gaz-urmă reflectă echilibrul dintre emisii și depozitele chimice și de depunere, cu durata de viață în stare staționară egală cu încărcătura împărțită la rata de eliminare.

Mechanisms

Gazele-urmă intră în atmosferă din activități biologice, combustie, agricultură și surse geologice și sunt eliminate prin oxidare chimică, în principal de radicalul hidroxil, și prin depunere la suprafață. Raportul dintre încărcătura atmosferică și rata totală de eliminare definește durata de viață, care variază de la ore pentru speciile reactive la un deceniu pentru metan. Inventarele „de jos în sus” (bottom-up) și inversiunile „de sus în jos” (top-down) folosind concentrațiile observate sunt reconciliate pentru a închide bilanțurile globale.

Clinical relevance

Cuantificarea bilanțurilor gazelor-urmă este esențială pentru atribuirea schimbărilor în concentrațiile gazelor cu efect de seră, proiectarea climatului viitor și elaborarea măsurilor de atenuare a emisiilor de metan și a altor emisii.

History

Măsurarea sistematică a concentrațiilor gazelor-urmă de la mijlocul secolului XX, începând cu dioxidul de carbon la Mauna Loa, s-a extins la metan și alte gaze, permițând sintezele bilanțurilor globale coordonate de proiecte internaționale precum Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Care este durata de viață atmosferică a unui gaz?

Este timpul mediu în care o moleculă rămâne în atmosferă înainte de eliminare, calculat ca încărcătura atmosferică împărțită la rata de pierdere; cea a metanului este de aproximativ un deceniu.