Хімія атмосфери та слідові гази

Хімічні реакції та цикли мінорних атмосферних компонентів, що контролюють якість повітря, окиснювальну здатність та кліматично активні гази.

Definition

Хімія атмосфери та слідові гази – це вивчення хімічного складу атмосфери та реакцій, що утворюють, трансформують та видаляють її мінорні газові компоненти.

Scope

Ця галузь охоплює фотохімію тропосфери, окиснювальну здатність, що забезпечується гідроксильним радикалом, утворення озону та фотохімічного смогу, джерела, поглиначі та цикли слідових газів, таких як метан, чадний газ, оксиди азоту та леткі органічні сполуки, а також хімічну кінетику та процеси фотолізу, що керують складом атмосфери.

Sub-topics

• Атмосферна хімічна кінетика
• Біогеохімічні цикли мікродомішок газів
• Озон і фотохімічний смог
• Тропосферна фотохімія та окиснення

Core questions

• Що надає атмосфері її здатність до окиснення та самоочищення від забруднюючих речовин?
• Як утворюється та руйнується озон у нижніх шарах атмосфери?
• Що контролює концентрації та час життя кліматично активних слідових газів?

Key theories

Окиснювальна здатність гідроксильного радикала

Гідроксильний радикал, що утворюється фотохімічно, ініціює окиснення більшості слідових газів і діє як головний очищувальний агент атмосфери.

Фотохімічне утворення озону

За наявності оксидів азоту та летких органічних сполук сонячне світло запускає каталітичний цикл, що утворює приземний озон, основу фотохімічного смогу.

Mechanisms

Сонячне світло фотолізує озон та інші види, генеруючи високореактивний гідроксильний радикал, який атакує метан, чадний газ, леткі органічні сполуки та інші слідові гази, визначаючи їхній атмосферний час життя. У забрудненому повітрі окиснення цих сполук у присутності оксидів азоту запускає каталітичні цикли, що утворюють озон та вторинні забруднювачі. Концентрації слідових газів відображають баланс між викидами, хімічною трансформацією, транспортом та відкладенням.

Clinical relevance

Хімія атмосфери лежить в основі управління якістю повітря, прогнозування епізодів озонового та твердочастинкового забруднення, а також оцінки бюджетів парникових газів, таких як метан.

History

Сучасна хімія атмосфери виникла з ідентифікації Хааген-Смітом фотохімічного смогу в Лос-Анджелесі у 1950-х роках і розвинулася з визнанням центральної окиснювальної ролі гідроксильного радикала у 1970-х роках, синтези яких представлені у стандартних текстах Зейнфельда та Пандіса, а також Фінлейсон-Піттс та Піттса.

Key figures

• John Seinfeld
• Spyros Pandis
• Barbara Finlayson-Pitts

Seminal works

• seinfeldPandis2016
• finlaysonPitts2000

Frequently asked questions

Яка окиснювальна здатність атмосфери?

Це здатність атмосфери хімічно видаляти слідові гази, що регулюється головним чином кількістю гідроксильного радикала, який ініціює окиснення більшості забруднюючих речовин.