Атмосферная химическая кинетика

Скорости и температурная зависимость атмосферных реакций и процессов фотолиза, которые определяют скорость превращения микропримесей газов.

Definition

Атмосферная химическая кинетика — это количественное изучение скоростей газофазных и фотолитических реакций, которые контролируют химическую эволюцию атмосферы.

Scope

Охватывает формализм констант скорости реакции и уравнение Аррениуса, бимолекулярные и тер-молекулярные реакции, зависимость от давления реакций ассоциации, расчет скорости фотолиза по сечениям и квантовым выходам, лабораторные измерения кинетических параметров и оцененные базы данных, используемые в атмосферных моделях.

Core questions

• Как константы скорости реакции зависят от температуры и давления?
• Как рассчитываются скорости фотолиза по молекулярным сечениям и солнечному свету?
• Как оцениваются и собираются кинетические данные для использования в атмосферных моделях?

Key theories

Формализм константы скорости

Скорости реакций выражаются через константы скорости, температурная зависимость которых следует форме Аррениуса, при этом тер-молекулярные реакции и реакции ассоциации дополнительно зависят от давления.

Mechanisms

Каждая элементарная реакция имеет константу скорости, связывающую скорость реакции с концентрациями реагентов; бимолекулярные константы обычно следуют температурной зависимости Аррениуса, в то время как трехчастичные реакции и реакции ассоциации изменяются с давлением между пределами низкого и высокого давления. Скорости фотолиза получают путем интегрирования произведения актинического потока, сечения поглощения и квантового выхода по длине волны. Лабораторные измерения периодически используются для составления оценочных компиляций, которые обеспечивают согласованные параметры для моделей химического транспорта.

Clinical relevance

Точные кинетические и фотолитические данные являются незаменимыми входными данными для моделей качества воздуха и климатической химии, которые прогнозируют концентрации загрязняющих веществ и парниковых газов.

History

Десятилетия лабораторных кинетических измерений были обобщены в общедоступных оценках, таких как оценки подкомитета ИЮПАК под руководством Аткинсона и группы Лаборатории реактивного движения НАСА, которые предоставляют рекомендуемые данные о скорости и фотолизе, лежащие в основе атмосферного моделирования.

Key figures

• Roger Atkinson
• John Seinfeld

Seminal works

• atkinson2004
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Почему скорости некоторых атмосферных реакций зависят от давления?

Реакции ассоциации и трехчастичные реакции требуют столкновения с третьей молекулой для стабилизации продукта, поэтому их скорости увеличиваются с плотностью окружающего воздуха до достижения предела высокого давления.