大气化学动力学

大气反应和光解过程的速率和温度依赖性，它们决定了痕量气体转化的速度。

Definition

大气化学动力学是对控制大气化学演变的，气相和光解反应速度的定量研究。

Scope

涵盖反应速率常数的形式主义和阿伦尼乌斯表达式、双分子和三分子反应、缔合反应的压力依赖性、根据截面和量子产率计算光解速率、动力学参数的实验室测量，以及大气模型中使用的评估数据库。

Core questions

• 反应速率常数如何依赖于温度和压力？
• 如何根据分子截面和太阳光计算光解速率？
• 动力学数据如何评估和整合以用于大气模型？

Key theories

速率常数形式主义

反应速率通过速率常数表示，其温度依赖性遵循阿伦尼乌斯形式，而三分子和缔合反应还额外依赖于压力。

Mechanisms

每个基元反应都有一个速率常数，将反应速率与反应物浓度联系起来；双分子常数通常遵循阿伦尼乌斯温度依赖性，而三体反应和缔合反应则随压力在低压和高压极限之间变化。光解速率是通过对光化通量、吸收截面和量子产率的乘积进行波长积分获得的。实验室测量结果会定期输入评估汇编中，为化学传输模型提供一致的参数。

Clinical relevance

准确的动力学和光解数据是空气质量和气候化学模型不可或缺的输入，这些模型用于预测污染物和温室气体浓度。

History

数十年的实验室动力学测量已提炼成社区评估，例如由阿特金森（Atkinson）领导的国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）小组委员会和美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）专家组的评估，它们提供了支持大气建模的推荐速率和光解数据。

Key figures

• Roger Atkinson
• John Seinfeld

Seminal works

• atkinson2004
• seinfeldPandis2016

Frequently asked questions

为什么某些大气反应速率依赖于压力？

缔合反应和三体反应需要与第三个分子碰撞以稳定产物，因此它们的速率随周围空气密度的增加而增加，直到达到高压极限。