Các Chu trình Địa hóa Sinh học của Khí vết

Các nguồn, bể chứa và ngân sách khí quyển của các khí vết liên quan đến khí hậu và hóa học như mêtan, nitơ oxit và cacbon monoxit.

Definition

Các chu trình địa hóa sinh học của khí vết là các dòng chảy liên kết của các khí quyển nhỏ giữa khí quyển, sinh quyển, đại dương và thạch quyển, cân bằng sự phát thải, biến đổi và loại bỏ chúng.

Scope

Bao gồm các nguồn tự nhiên và nhân tạo của các khí vết chính, sự loại bỏ chúng thông qua quá trình oxy hóa hóa học và lắng đọng, khái niệm về thời gian tồn tại trong khí quyển, sự kết nối giữa hóa học khí quyển với địa hóa sinh học trên cạn và dưới biển, cũng như việc xây dựng các ngân sách toàn cầu như ngân sách mêtan.

Core questions

• Các nguồn tự nhiên và nhân tạo chính của các khí vết chủ yếu là gì?
• Thời gian tồn tại trong khí quyển của một khí vết được xác định như thế nào?
• Các ngân sách toàn cầu như ngân sách mêtan được xây dựng và cân bằng như thế nào?

Key theories

Khung ngân sách nguồn-bể chứa

Lượng khí vết trong khí quyển phản ánh sự cân bằng giữa phát thải và các bể chứa hóa học và lắng đọng, với thời gian tồn tại ở trạng thái ổn định bằng lượng khí chia cho tốc độ loại bỏ.

Mechanisms

Khí vết đi vào khí quyển từ hoạt động sinh học, đốt cháy, nông nghiệp và các nguồn địa chất, và được loại bỏ bằng quá trình oxy hóa hóa học, chủ yếu bởi gốc hydroxyl, và bằng sự lắng đọng trên bề mặt. Tỷ lệ giữa lượng khí quyển và tổng tốc độ loại bỏ xác định thời gian tồn tại, dao động từ vài giờ đối với các loài phản ứng đến một thập kỷ đối với mêtan. Các kiểm kê từ dưới lên và các phép đảo ngược từ trên xuống sử dụng nồng độ quan sát được điều chỉnh để cân bằng các ngân sách toàn cầu.

Clinical relevance

Việc định lượng ngân sách khí vết là rất cần thiết để xác định nguyên nhân thay đổi nồng độ khí nhà kính, dự báo khí hậu tương lai và thiết kế các biện pháp giảm thiểu phát thải mêtan và các khí khác.

History

Việc đo lường nồng độ khí vết một cách có hệ thống từ giữa thế kỷ XX, bắt đầu với cacbon đioxit tại Mauna Loa, đã mở rộng sang mêtan và các khí khác, cho phép tổng hợp ngân sách toàn cầu được điều phối bởi các dự án quốc tế như Dự án Cacbon Toàn cầu.

Key figures

• Marielle Saunois
• Paul Crutzen

Seminal works

• saunois2020
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

Thời gian tồn tại trong khí quyển của một loại khí là gì?

Đó là thời gian trung bình một phân tử tồn tại trong khí quyển trước khi bị loại bỏ, được tính bằng lượng khí quyển chia cho tốc độ mất đi; của mêtan là khoảng một thập kỷ.