Spårgasers biogeokemiska kretslopp

Källor, sänkor och atmosfäriska budgetar för klimat- och kemirelevanta spårgaser som metan, dikväveoxid och kolmonoxid.

Definition

Spårgasers biogeokemiska kretslopp är de länkade flödena av mindre atmosfäriska gaser mellan atmosfären, biosfären, haven och litosfären, vilka balanserar deras utsläpp, omvandling och avlägsnande.

Scope

Omfattar de naturliga och antropogena källorna till viktiga spårgaser, deras avlägsnande genom kemisk oxidation och deposition, konceptet atmosfärisk livslängd, kopplingen mellan atmosfärskemi och terrester och marin biogeokemi, samt konstruktionen av globala budgetar som metanbudgeten.

Core questions

• Vilka är de huvudsakliga naturliga och mänskliga källorna till viktiga spårgaser?
• Hur bestäms en spårgas atmosfäriska livslängd?
• Hur konstrueras och balanseras globala budgetar som metanbudgeten?

Key theories

Källa-sänka-budgetramverk

En spårgas atmosfäriska mängd återspeglar balansen mellan utsläpp och kemiska sänkor samt depositions-sänkor, där livslängden vid jämvikt är lika med mängden dividerat med avlägsnandetakten.

Mechanisms

Spårgaser kommer in i atmosfären från biologisk aktivitet, förbränning, jordbruk och geologiska källor, och avlägsnas genom kemisk oxidation, främst av hydroxylradikalen, samt genom ytdeposition. Förhållandet mellan den atmosfäriska mängden och den totala avlägsnandetakten definierar livslängden, som sträcker sig från timmar för reaktiva arter till ett decennium för metan. Nedifrån-och-upp-inventeringar och uppifrån-och-ner-inversioner som använder observerade koncentrationer stäms av för att sluta globala budgetar.

Clinical relevance

Kvantifiering av spårgasbudgetar är avgörande för att tillskriva förändringar i växthusgaskoncentrationer, prognostisera framtida klimat och utforma åtgärder för att minska metan och andra utsläpp.

History

Systematiska mätningar av spårgaskoncentrationer från mitten av 1900-talet, med början med koldioxid vid Mauna Loa, utvidgades till metan och andra gaser, vilket möjliggjorde de globala budgetsynteser som koordineras av internationella projekt som Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Vad är en gas atmosfäriska livslängd?

Det är den genomsnittliga tid en molekyl stannar i atmosfären innan den avlägsnas, beräknad som den atmosfäriska mängden dividerat med förlusttakten; metans är ungefär ett decennium.