Atmosfärskemi och spårgaser
De kemiska reaktionerna och cyklerna hos atmosfärens mindre beståndsdelar som kontrollerar luftkvalitet, oxiderande förmåga och klimataktiva gaser.
Definition
Atmosfärskemi och spårgaser är studiet av atmosfärens kemiska sammansättning och de reaktioner som producerar, omvandlar och avlägsnar dess mindre gasformiga beståndsdelar.
Scope
Detta område omfattar troposfärens fotokemi, den oxiderande förmåga som hydroxylradikalen tillhandahåller, bildandet av ozon och fotokemisk smog, källor, sänkor och cykler för spårgaser som metan, kolmonoxid, kväveoxider och flyktiga organiska föreningar, samt den kemiska kinetik och de fotolysprocesser som styr atmosfärens sammansättning.
Sub-topics
Core questions
- Vad ger atmosfären dess förmåga att oxidera och rena sig själv från föroreningar?
- Hur produceras och förstörs ozon i den lägre atmosfären?
- Vad styr koncentrationerna och livslängderna för klimataktiva spårgaser?
Key theories
- Hydroxylradikalens oxiderande förmåga
- Hydroxylradikalen, som produceras fotokemiskt, initierar oxidationen av de flesta spårgaser och fungerar som atmosfärens huvudsakliga reningsmedel.
- Fotokemisk ozonproduktion
- I närvaro av kväveoxider och flyktiga organiska föreningar driver solljus en katalytisk cykel som producerar marknära ozon, kärnan i fotokemisk smog.
Mechanisms
Solljus fotolyserar ozon och andra ämnen för att generera den mycket reaktiva hydroxylradikalen, som angriper metan, kolmonoxid, flyktiga organiska föreningar och andra spårgaser, vilket bestämmer deras atmosfäriska livslängder. I förorenad luft driver oxidationen av dessa föreningar i närvaro av kväveoxider katalytiska cykler som producerar ozon och sekundära föroreningar. Koncentrationerna av spårgaser återspeglar en balans mellan emission, kemisk omvandling, transport och deposition.
Clinical relevance
Atmosfärskemi ligger till grund för luftkvalitetshantering, förutsägelse av ozon- och partikelföroreningsepisoder samt bedömning av budgetarna för växthusgaser som metan.
History
Modern atmosfärskemi växte fram ur Haagen-Smits identifiering av fotokemisk smog i Los Angeles på 1950-talet och mognade med erkännandet av hydroxylradikalens centrala oxiderande roll på 1970-talet, synteser av vilka återfinns i standardverken av Seinfeld och Pandis samt av Finlayson-Pitts och Pitts.
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- Barbara Finlayson-Pitts
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- Vad är atmosfärens oxiderande förmåga?
- Det är atmosfärens förmåga att kemiskt avlägsna spårgaser, huvudsakligen styrd av förekomsten av hydroxylradikalen, som initierar oxidationen av de flesta föroreningar.