O1d水2哦
这个示例还展示了其他大气成分的变化对温室气体排放反馈通过改变他们的一生。臭氧浓度影响其他辐射气体和大量的改变臭氧本身的丰富。因此,它是非常重要的,要注意反馈,包括臭氧,一个重要的人为温室气体。臭氧影响大量的化学活性的方式辐射气体是通过改变对流层氧化的能力这样的物种。例如,丰富的对流层臭氧的增加将导致增加生产哦,进而影响物种的对流层一生。增加氧化能力,加上碳氢化合物和氮氧化物的排放,导致臭氧本身(即进一步生产。,碳氢化合物和氮氧化物的增加会导致更多的生产臭氧(宋飞和-潘尼斯,1998))。
显然上面的例子并不简单。气相氢氧自由基的增加还可以提高大量的气态过氧化氢(H2O2)。过氧化氢氧化二氧化硫在液体滴。因此,尽管硫酸哦会增加产量的增加(通过气相或液相反应),大气的后果是不同的。气相生产硫酸会导致破裂的新粒子当很少有现有的粒子,而液相氧化只会增加现有的粒子(宋飞和-潘尼斯,1998)。更大的粒子数的后果不同于更大的粒子的质量相同。例如,前者比后者可能导致光明云给定相同数量的水蒸气(Twomey, 1991)。
油气有限公司
氮的氧化物
图6.1一个简化的例子臭氧和氢氧自由基之间的反馈。
氮的氧化物
油气有限公司
图6.1一个简化的例子臭氧和氢氧自由基之间的反馈。
不像其他的温室气体,产生的臭氧是光化学地从其他排放(图6.1)。这种独特的臭氧的性质使其丰度很容易被其他大气丰度的变化和条件。除了作为一个直接的作用温室气体、臭氧也是哦,激进分子的前体在白天,晚上NO3自由基,引发了大部分大气退化的物种。为各种烯烃臭氧本身是一个气态氧化剂液相有机物种和氧化剂对许多硫物种,特别是二氧化硫转化成硫酸(宋飞和-潘尼斯,1998)。因此,大气变量的变化可以改变臭氧丰富和驱动反馈通过臭氧。碳氢化合物、氮氧化合物和阳光规定对流层中的臭氧的生产;哦,激进的引发剂生产。所有这些物种的丰度会影响臭氧产量。气候变量的影响哦丰富是前面所讨论的。碳氢化合物的排放是由人为控制源和生物圈。大量的氮氧化物排放控制的(人为和自然)和生产被闪电击中。因此,连接大气臭氧的生物圈,水文循环、云、和温度是显而易见的。 This is an example of how atmospheric variables and their changes can lead to a feedback in the chemical system.
概述控制气候的因素,化学,和气溶胶的交互raybet雷竞技最新
对流层的氧化能力的增加将导致利率的变化生产和毁灭的物种,导致气溶胶的生成和发展。显然大部分的对流层气溶胶产生的气体排放,导致可压缩的化学物质。水和这些化学物质,通过自己或与其他可压缩的,导致生产气溶胶。例如,硫酸气溶胶是气相氧化生成的二氧化硫的硫酸,而凝结(有时与其他物种如氨)的水蒸气产生硫酸盐气溶胶。因此,哦的增加将导致更多的硫酸,因此更多的硫酸。因此,之间有一个直接耦合反应物种的丰度和气溶胶。形成的关键因素之一,食物,和组成的云是云凝结核。众所周知通过各种研究可以产生的气溶胶云凝结核,这是大气中处理。大气处理可以使这些独特的属性需要一个气溶胶粒子云凝结核。氧化剂的对流层可以改变的表面(甚至是大部分)气溶胶。例如,一个疏水有机气溶胶(或一个气溶胶涂以有机层)可以被氧化产生化学官能团,将疏水亲水气溶胶。亲水气溶胶是大气中的许多过程的关键,特别是为云的形成凝结核。因此,气相成分的变化可以改变悬浮颗粒的吸湿性,因此液滴的气溶胶诱导成核的能力(即。云的形成)。此外,的存在气溶胶在大气中极大地改变了大气的构成,因为异构和多相反应发生在或气溶胶。异构的后果和多相反应的成分可以戏剧性的南极臭氧空洞。他们也可以那么引人注目,但非常重要的全球预算。例如,气溶胶活跃氮氧化物转化为硝酸,从而减少大气光化学地生成臭氧的能力。因此,化学处理,加上大气中气溶胶的生成,夫妻大气化学过程的重要云反馈机制。
生物圈与大气的相互作用,这些相互作用对气候系统产生重大影响。raybet雷竞技最新大量的化学物质在大气中产生的生物圈。其中包括甲烷等气体,改变对流层化学的碳氢化合物,和前兆从陆地气溶胶区域和甲基(DMS)、甲基溴化,从海洋有机物等。需要特别注意的是发射DMS的海洋;等排放提出了一个可能的反馈对气候系统(Charlson et al ., 1987;raybet雷竞技最新肖,1983)。这个众所周知的反馈链接的气雾剂生产甲基氧化和随后的朦胧的改变地球表面温度和日晒,然后从海洋影响DMS的排放。DMS向大气中排放的增加导致硫酸盐气溶胶增加生产。在这个假设增加硫酸生产预计将改变云的属性,而减少传入的太阳辐射,从而冷却表面,减少日晒。这种表面的改变是否会增加或减少DMS排放被Charlson敞开et al。(1987)。 Such a feedback system clearly connects the temperature and insolation changes with oceanic emissions, to gas phase processes, to cloud processes, to radiation changes.
一些链接反馈的一些支持,如季节性阴沉的相关性,non-sea盐硫酸盐和)DMS通量在南半球(Ayers et al ., 1991;波尔人et al ., 1994)。也有一些初步支持之间存在一种正相关)DMS和表面太阳辐射通量,暗示可能是负面的反馈(见第八章)。相比之下贝茨和奎因(1997)发现在赤道水域DMS的输出是不变的,得出的结论是,DMS排放和大气和海洋变量之间的联系仍然难以捉摸。In general the mechanistic understanding is far from complete. For example, the reaction pathways of DMS beyond its original reaction with OH are poorly known (Davis et al., 1999), as is the relationship between cloud droplet number and cloud condensation nuclei (Lohman et al., 1999). As discussed in Chapter 8, the processing of DMS by marine planktonic ecosystems is just beginning to be elucidated. Therefore, this hypothesis of a strong climate feedback process involving DMS is in an uncertain state.
正如上面所讨论的,气相氧化新粒子形成的关系及其耦合云凝结核的形成是一个纯粹的化学过程之间的耦合的例子和其他大气反馈。
化学与交通相互作用
对流层上部的丰度的变化变化的活性物种,因为运输过程或水蒸气的增加的另一个例子是化学和其他大气反馈过程之间的耦合。随着气候变暖,raybet雷竞技最新温度梯度和大量的水蒸气在对流层上层会改变(见第三章)。这些变化将影响运输和混合的化学物质上对流层和化学转换上对流层。
变化的垂直运输活性物种作为前体,唉,丙酮、甲基氢过氧化物,甲醛或acetaldehyde-will加强对流层上层的化学反应性,增加臭氧的生产在这个地区的大气辐射至关重要的。这一点尤其有效如果氮氧化物是运输和其他活性成分在对流层上部。
平流层Chemistry-Surface气候相互作用raybet雷竞技最新
平流层的变化及其影响对流层也主要关心的。增加的温室气体排放或释放化学物质破坏平流层的臭氧可以产生巨大动力平流层,表面影响气候的变化。raybet雷竞技最新在平流层,化学过程,辐射过程和动力学过程都是强耦合。平流层臭氧含量的变化和未来的水平的变化可以改变的平流层温度和水蒸气,这是由温室气体。温室效应在平流层的表面和冷却增加二氧化碳,甲烷和水蒸气可能会推迟预期复苏的臭氧层,臭氧空洞可能会持续更长时间,北极臭氧消逝可能继续超越目前估计的时间。这些变化将影响紫外线(UV)辐射对流层中可用。此外,动力和运输的后果在对流层臭氧的变化也可以显著(哈特曼et al ., 2000;辛德尔et al ., 2001;汤普森和所罗门,2002)。
区域Climateraybet雷竞技最新-Air化学相互作用
全球气候变化的影响将区域化学成分的变化、raybet雷竞技最新紫外辐射,沉积率、发射率、降水率,和其他变量。因此,区域和城市空气质量将影响全球气候变化叠加在地区和当地条件。raybet雷竞技最新例如,水汽的变化由于气候变化将影响当地和地区臭氧生产和化学物质的速度远离发射的位置。raybet雷竞技最新全球范围内的变化也会改变物种的运输在给定地区的利益。因此,要求实现一个给定地区的空气质量标准或位置将受到气候变化的影响。raybet雷竞技最新
因素,控制化学反馈
过程受温度变化的影响,水汽丰富和其他气候变量通过大气化学过程raybet雷竞技最新
1。气相氧化过程;
2。异构和多相化学过程;
3所示。光解的流程;
4所示。交通和大气成分的混合;
5。陆地和海洋排放源控制物种的通量到大气中;和
6。沉积的大气降解产物成分,消除大气中的化学成分。
这些过程也受到紫外线等因素的影响辐射通量到大气中,通量的气氛。这些过程的表示模型的关键是识别和量化反馈的作用。
制定一个科学的战略
正如上面所讨论的,大气中有许多化学反馈;他们中的大多数已经定性识别和其中的一些评估在一定程度上(即。反馈是已知的符号,在某些情况下,大小约)而闻名。本文中讨论的影响其他反馈在大气化学反馈可以大等关键领域,极大地改变了影响区域和城市空气质量。定量评估的影响总体上这一章中概述的反馈辐射平衡,表面温度变化,或其他一些“影响代理”是缺乏。大气化学反馈确定的许多原理和方法评估了他们的支持者;但可靠的量化等待来自社区的共识,包括一个更精确的治疗关键过程及其集成到综合模型。的第一步处理climate-air化学反馈是更好地理解大气过程raybet雷竞技最新负责的形成和破坏的化学物种的兴趣。这些过程必须在充分理解水平定量评价。这样的量化需要化学过程的详细知识(例如,他们的利率、产品变化与大气状况)和一个精确的知识当前大气的组成。由于气候系统的时空复杂性,运输和混合过程的作用,和当地的许多性质的反馈过程,有必要将这些过程在全球raybet雷竞技最新气候模型来测试他们的全球意义和评估当地的后果。因为许多感兴趣的物种,特别是气溶胶,是高度变量在时间和空间上,模型必须足够的分辨率(例如,1 o x 1 o,除非过程,如对流被显式地模拟,需要更高的分辨率)捕获的非线性过程。过程模型的表示必须足够的忠诚表示自然处理非线性过程和其他地球系统过程的耦合。这样的进步是至关重要的贡献之前反馈可以计算。
当足够的基本的认识几个空气化学和气候的基本过程,这些过程应该包含在地区和全球大气气候模型。raybet雷竞技最新这些模型集成至关重要,因此量化climate-chemistry反馈的关键。raybet雷竞技最新区域模型需要评估详细emissions-chemistry-climate交互,需要和全球模型来评估与大气环流和更广泛的地球系统的交互。raybet雷竞技最新
气溶胶及其研究还值得特别关注。虽然范式为研究气相过程似乎是合理的建立并取得了相当的成功,和气溶胶的研究正处于一个非常早期的阶段。目前的知识组合、表面特征及其时空变化是最基本的。过程导致的生产气溶胶(成核过程)是不能单独解释当前观测的气溶胶分布。因此,气溶胶的物理和化学处理,这些过程对气候的依赖性,climate-chemical交互对气溶胶的光学特性的影响必须阐明。raybet雷竞技最新他们可以在完成步骤(例如,观察和了解气溶胶的变化条件下,连接大气条件气候变量,和测量的光学性质在不同条件下的温度、湿度、和组成)raybet雷竞技最新
研究需求可以概括如下:
•一个完整的理解的排放,大气的负担,最终汇碳质气溶胶有待开发。这类气溶胶包括范围广泛的不同种类,通常是简单地描述为有机和元素或烟尘。他们作为温室代理,可以温暖(烟尘)或酷(有机)气候,并改变云层和水文循环。raybet雷竞技最新理解人为活动的角色在改变大气的碳质气溶胶,扩展测量气溶胶的排放源和大气中需要用相同的技术,这样大气的负担可以归因于特定的来源。此外,绝对校准排放清单需要开发每个种类的碳质气溶胶,这样大气的测量提供了一个真正的全球模型的测试。这应该包括航空、卫星和地面观测。空中和卫星测量变得更加可行,因为仪器的改进,数据简化算法,以及输入数据。减少现有的卫星数据获取气溶胶光学深度正在调查中。
•过程和全球范围的条件下碳质和其他气溶胶与云交互和水文循环需要定义。关键大气过程,影响辐射,冰云凝结,凝结气溶胶特征需要的属性。密集区域测量运动(地面、机载卫星)应该安装是专门设计来改善全球气溶胶模型,以便改善知识的过程可以直接应用于预测模型用于评估未来气候变化情景。raybet雷竞技最新更好地利用近期发展的需要仪器来测量气溶胶的化学成分,测量现场灭绝和散射能力,进步在微观物理学的建模和其他辅助输入数据的可用性。这些特征应该与其他领域,实验室,需要改善和建模的研究数据库的过程的理解。
•关键过程控制大量的对流层臭氧需要量化,包括但不限于平流层涌入;自然和人为排放的前体物种如氮氧化物、CO和挥发性有机化合物;臭氧的净出口生产的生物质燃烧和城市羽毛;表面和臭氧的损耗。需要改进的特征化学气候类型和大小的反馈会导致改变这些过程与未来的气候变化。raybet雷竞技最新
•化学反馈可能导致的变化大气一生需要识别和量化的CH4(这可以定义等价的测量全球平均哦丰富)通过仔细的集成模型和测量;没有明确的方法推导这些反馈测量。这些反馈在对流层哦包括平流层臭氧损耗、增加温度和水蒸气在未来气候变化的温室气体排放的氮氧化物和自然生态系统和人为活动,改变闪电氮氧化物的生产,当然,增加大量的甲烷。raybet雷竞技最新
继续阅读:模式的变化
这篇文章有用吗?