Біогеохімічні цикли мікродомішок газів

Джерела, стоки та атмосферні баланси кліматично та хімічно значущих мікродомішок газів, таких як метан, закис азоту та чадний газ.

Definition

Біогеохімічні цикли мікродомішок газів — це пов'язані потоки незначних атмосферних газів між атмосферою, біосферою, океанами та літосферою, що врівноважують їхні викиди, трансформацію та видалення.

Scope

Охоплює природні та антропогенні джерела основних мікродомішок газів, їхнє видалення шляхом хімічного окислення та осадження, концепцію атмосферного часу життя, зв'язок атмосферної хімії з наземною та морською біогеохімією, а також побудову глобальних балансів, таких як баланс метану.

Core questions

• Які основні природні та антропогенні джерела основних мікродомішок газів?
• Як визначається атмосферний час життя мікродомішки газу?
• Як будуються та врівноважуються глобальні баланси, такі як баланс метану?

Key theories

Концепція балансу джерел-стоків

Атмосферний вміст мікродомішки газу відображає баланс викидів проти хімічних та осадових стоків, при цьому час життя у стаціонарному стані дорівнює вмісту, поділеному на швидкість видалення.

Mechanisms

Мікродомішки газів надходять в атмосферу внаслідок біологічної активності, спалювання, сільськогосподарської діяльності та геологічних джерел, і видаляються шляхом хімічного окислення, головним чином гідроксильним радикалом, та поверхневого осадження. Співвідношення атмосферного вмісту до загальної швидкості видалення визначає час життя, який коливається від годин для реактивних видів до десятиліття для метану. Інвентаризації «знизу-вгору» та інверсії «згори-вниз» з використанням спостережуваних концентрацій узгоджуються для закриття глобальних балансів.

Clinical relevance

Кількісна оцінка балансів мікродомішок газів є важливою для атрибуції змін концентрацій парникових газів, прогнозування майбутнього клімату та розробки заходів зі зменшення викидів метану та інших газів.

History

Систематичні вимірювання концентрацій мікродомішок газів з середини ХХ століття, починаючи з діоксиду вуглецю на Мауна-Лоа, розширилися до метану та інших газів, що дозволило синтезувати глобальні баланси, координовані міжнародними проєктами, такими як Global Carbon Project.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Що таке атмосферний час життя газу?

Це середній час, протягом якого молекула залишається в атмосфері до видалення, розрахований як атмосферний вміст, поділений на швидкість втрат; для метану він становить близько десятиліття.