Biogeochemické cykly stopových plynov

Zdroje, ponory a atmosférické bilancie stopových plynov relevantných pre klímu a chémiu, ako sú metán, oxid dusný a oxid uhoľnatý.

Definition

Biogeochemické cykly stopových plynov sú prepojené toky minoritných atmosférických plynov medzi atmosférou, biosférou, oceánmi a litosférou, vyrovnávajúce ich emisie, transformáciu a odstraňovanie.

Scope

Zahŕňa prírodné a antropogénne zdroje hlavných stopových plynov, ich odstraňovanie chemickou oxidáciou a depozíciou, koncept atmosférickej životnosti, prepojenie atmosférickej chémie s terestrickou a morskou biogeochémiou a konštrukciu globálnych bilancií, ako je bilancia metánu.

Core questions

• Aké sú hlavné prírodné a ľudské zdroje hlavných stopových plynov?
• Ako sa určuje atmosférická životnosť stopového plynu?
• Ako sa konštruujú a vyrovnávajú globálne bilancie, ako je bilancia metánu?

Key theories

Rámec bilancie zdroj-ponor

Atmosférické zaťaženie stopového plynu odráža rovnováhu emisií voči chemickým a depozíciovým ponorom, pričom životnosť v ustálenom stave sa rovná zaťaženiu delenému rýchlosťou odstraňovania.

Mechanisms

Stopové plyny vstupujú do atmosféry z biologickej aktivity, spaľovania, poľnohospodárstva a geologických zdrojov a sú odstraňované chemickou oxidáciou, hlavne hydroxylovým radikálom, a povrchovou depozíciou. Pomer atmosférického zaťaženia k celkovej rýchlosti odstraňovania definuje životnosť, ktorá sa pohybuje od hodín pre reaktívne druhy po desaťročie pre metán. Inventúry zdola nahor a inverzie zhora nadol využívajúce pozorované koncentrácie sú zosúladené na uzavretie globálnych bilancií.

Clinical relevance

Kvantifikácia bilancií stopových plynov je nevyhnutná pre pripisovanie zmien v koncentráciách skleníkových plynov, predpovedanie budúcej klímy a navrhovanie zmierňovania emisií metánu a iných emisií.

History

Systematické meranie koncentrácií stopových plynov od polovice dvadsiateho storočia, počnúc oxidom uhličitým na Mauna Loa, sa rozšírilo na metán a iné plyny, čo umožnilo syntézy globálnych bilancií koordinované medzinárodnými projektmi, ako je Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Čo je atmosférická životnosť plynu?

Je to priemerný čas, počas ktorého molekula zostáva v atmosfére pred odstránením, vypočítaný ako atmosférické zaťaženie delené rýchlosťou straty; životnosť metánu je približne desaťročie.