Биогеохимические циклы микропримесей газов

Источники, поглотители и атмосферные балансы климатически и химически значимых микропримесей газов, таких как метан, оксид азота и монооксид углерода.

Definition

Биогеохимические циклы микропримесей газов представляют собой взаимосвязанные потоки минорных атмосферных газов между атмосферой, биосферой, океанами и литосферой, уравновешивающие их эмиссию, трансформацию и удаление.

Scope

Охватывает природные и антропогенные источники основных микропримесей газов, их удаление путем химического окисления и осаждения, концепцию атмосферного времени жизни, связь атмосферной химии с наземной и морской биогеохимией, а также построение глобальных балансов, таких как баланс метана.

Core questions

• Каковы основные природные и антропогенные источники основных микропримесей газов?
• Как определяется атмосферное время жизни микропримеси газа?
• Как строятся и балансируются глобальные бюджеты, такие как бюджет метана?

Key theories

Концепция баланса источников и поглотителей

Атмосферная нагрузка микропримеси газа отражает баланс выбросов и химических/депозиционных поглотителей, при этом время жизни в стационарном состоянии равно нагрузке, деленной на скорость удаления.

Mechanisms

Микропримеси газов поступают в атмосферу в результате биологической активности, сгорания, сельскохозяйственной деятельности и геологических источников, а удаляются путем химического окисления, главным образом гидроксильным радикалом, и поверхностного осаждения. Отношение атмосферной нагрузки к общей скорости удаления определяет время жизни, которое варьируется от часов для реакционноспособных видов до десятилетия для метана. Инвентаризации «снизу вверх» и инверсии «сверху вниз» с использованием наблюдаемых концентраций согласуются для замыкания глобальных балансов.

Clinical relevance

Количественная оценка балансов микропримесей газов необходима для атрибуции изменений концентраций парниковых газов, прогнозирования будущего климата и разработки мер по смягчению выбросов метана и других газов.

History

Систематические измерения концентраций микропримесей газов с середины XX века, начавшиеся с диоксида углерода на Мауна-Лоа, распространились на метан и другие газы, что позволило проводить синтезы глобальных балансов, координируемые международными проектами, такими как Глобальный углеродный проект (Global Carbon Project).

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Что такое атмосферное время жизни газа?

Это среднее время, в течение которого молекула остается в атмосфере до удаления, рассчитываемое как атмосферная нагрузка, деленная на скорость потерь; для метана оно составляет около десяти лет.