Hiểu được hành vi của khí quyển là rất quan trọng đối với khoa học khí hậu, quản lý không khí và sức khỏe môi trường những hạt nhỏ bé này ảnh hưởng đến thời tiết, sức khỏe hô hấp và sự cân bằng bức xạ của Trái Đất, đặc biệt là các động lực hóa học, đặc biệt là các quy luật tốc độ, cung cấp một khuôn khổ định lượng để phân tích sự hình thành khí quyển, sự phát triển và sự biến đổi hóa học. bài này khám phá cách mà các định luật được áp dụng để làm sáng tỏ sự phức tạp của sự phát quang hợp của khí quyển, kết nối các mô hình sinh học với các mô hình không khí trong thế giới thực.

Khí quyển là gì?

Các chất khí thiên nhiên là chất thải các hạt rắn hoặc chất lỏng trong không khí, có kích thước từ vài nano mét đến mười vi kim loại. Hoạt động của con người là đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, khí thải công nghiệp và xe cộ. Các chất thải có thể được giải phóng trực tiếp (trước khi khí quyển được tạo ra từ các chất khí quyển hoặc khí quyển, các chất khí đốt hóa thạch).

Sự phân hủy ảnh hưởng trực tiếp đến khí hậu bằng cách phân tán và hấp thụ bức xạ mặt trời và gián tiếp bằng cách hoạt động như nhân mây tụ lại (CCN) hoặc hạt nhân băng, thay đổi đặc tính của mây và đời sống.

Những nguyên tắc cơ bản của luật tốc độ trong hóa học Atmosphec

Trong hóa học, những quy luật này được áp dụng cho phản ứng liên quan đến các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), oxy hóa (v.g., OH cực đoan, khí cầu hóa học), và những loài khác dẫn đến sự hình thành khí đốt.

Rate = k [A]^m [B] )

n [FLT:] là hằng số [phụ thuộc vào [thường], [A] và [B] là tập trung, và và [FLT:] [FTT:4] [FL:] [FTT:], nơi [L:], lệnh [L:].

Hành động theo trật tự và sự phân biệt chủng tộc

Phản ứng thứ nhất (v. g., phân loại quang học của nitơ dioxide) phụ thuộc theo tuyến tính trên một phản ứng. Phản ứng thứ hai (v. g., OH + VOC) phổ biến trong hóa học. Điều kiện tạo ra Pseudo- thứ nhất thường được dùng trong phòng thí nghiệm bằng cách có phản ứng lớn. Các lệnh phân loại phản ứng giúp dự đoán sự thay đổi trong nồng độ trước của sự tăng trưởng của sự tăng trưởng.

Phụ thuộc nhiệt độ

Trong khí quyển, nhiệt độ thay đổi theo độ cao, vĩ độ và mùa, phương trình Arrhenius cho phép sự thay đổi tỷ lệ phòng thí nghiệm không thay đổi tùy theo điều kiện khí quyển.

Áp dụng định dạng tốc độ cho các tiến trình định dạng hàng không

Sự hình thành khí aerosol bao gồm cả các quá trình đồng tính và đa dạng sinh học. Sự cộng sinh hóa số hạt (hình thành phân tử mới) xảy ra khi các loài khí-phase vượt qua áp suất hơi bão hoà. Tốc độ các định luật cho vô chu kỳ thường phức tạp, bao gồm các động tác hình thành tập thể. Phản ứng trực tiếp trên các bề mặt các hạt hiện có, chẳng hạn như tăng cường axit nittic hay khí độc, theo cơ chế Langmuir-Honlywood hay E-Rideal, được miêu tả bởi các định luật có độ tập trung bề mặt và tốc độ không đổi thay đổi.

Định dạng trục sinh học thứ hai (SOA)

SOA dạng khi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) được truyền qua oxy hóa để sản xuất các sản phẩm ít hiệu quả phân chia thành giai đoạn hạt.

Thành lập SOA = k [VOC] [OH] sản xuất )

Sản lượng phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của VOC và môi trường xung quanh. Các điều kiện biến đổi oxy trong thế hệ đa thế hệ đòi hỏi các thiết bị động cơ phức tạp. Ví dụ, sự ô nhiễm của pinene (một VOC) tạo ra hàng trăm sản phẩm, mỗi loại không đổi khác nhau. hằng số không thay đổi cho mỗi bước được xác định thực nghiệm và sử dụng trong mô hình như Chủ nghĩa hóa học chính (MCMMMMMM) để dự đoán sự tập trung như vậy.

Định dạng hình phân cách

Hình thức phân hủy khí đốt chủ yếu là do oxy hóa của khí lưu huỳnh (SO2) phát ra từ than đốt và núi lửa. Con đường chủ yếu bao gồm oxy hóa khí bởi OH cực đoan và sự ô nhiễm khí hydro peroxide (H22) hay là khí ô- tan (O3) trong các giọt mây.

Rate = k1 [SO2] [OH] )

Trong giai đoạn tích lũy, quy luật tốc độ oxy hóa SO2 của H2O2 là:

Rate = k2 [SO2(aq) [H2O2] )

Khi mô phỏng sự phân phối khí đốt và tác động khí hậu của nó, chúng ta có thể thấy rằng chúng ta có thể sử dụng một mô phỏng.

Nghiên cứu: Áp dụng định luật tốc độ vào động động năng trên thế giới

Sự hình thành hạt mới trong vùng nhiệt đới tự do

Quan sát lĩnh vực trên rừng phương bắc cho thấy sự bùng nổ của các hạt mới (3–50 nm) được điều khiển bởi sự ô nhiễm đơn sắc (did of monoterpenes). Áp dụng các định luật trong phòng thí nghiệm để sao chép số lượng hạt quan sát được khi kết hợp với số nhân và tăng trưởng. Thí dụ, tỷ lệ hình thành các cụm hợp ổn định đầu tiên (size ~1 nm) theo phụ thuộc pháp luật về nồng độ axit stalic: [FT: 0] [FT: 0] [HT] [FT4] [FL1].].

Giành cho các bon đen

Các bon đen (soot) phát ra từ các động cơ diesel đang lão hóa trong khí quyển khi nó đạt đến mức phủ sunfate, sulfate, hay hữu cơ. Tỉ lệ tạo lớp da màu phụ thuộc vào độ tập trung của các tiền tố khí và diện tích bề mặt. Một định luật giả đầu tiên mô tả quá trình phủ áo: [FLT: 0] [L: 0] DK/dM= k t t [Fsf] [trước] A[FL: 1], nơi [FL: 2- ngăn cản], nơi [FL] cho phép màu đen [FL] và các hạt các hạt màu đen.

Những sự kiện về việc tạo mô hình khí hậu và chính sách không khí

Sự hình thành chính xác của hình thành mô hình quang học, tăng trưởng và loại bỏ trong mô hình khí hậu đòi hỏi tham số dữ liệu động học như là luật tỷ lệ. Chẳng hạn, tỷ lệ hình thành SOA ảnh hưởng đến chiều sâu quang học đã dự đoán và độ phóng đại. Các mô hình không khí dùng tỷ lệ dự đoán phân vùng (PM2) và các chiến lược về sự thay đổi khí hậu (IPCC) ) [FLT: 1] báo cáo đánh giá dựa trên các mô hình kết hợp các động cơ này. Tương tự, các mô hình chất lượng không khí dùng tỷ lệ dự đoán phân vùng (PM2) để dự đoán sự tập trung và phương pháp, như kiểm soát sự hiệu quả của phương pháp điều khiển và VC.

Các ứng dụng bao gồm dự đoán hiệu quả của việc giảm bớt chính sách. Ví dụ, nếu luật về sự ô nhiễm oxy hóa tốc độ được mô tả rất tốt, các quy định có thể ước lượng bao nhiêu chất làm tan chảy aerofate aerosol sẽ giảm dưới một nút giảm hiệu suất SO2. Cơ quan bảo vệ môi trường [FLT: 0].S. Cơ quan bảo vệ môi trường [FLT: 1] dùng những mô hình như thế trong việc phát triển các tiêu chuẩn không khí quốc gia (NAQS).

Những thử thách và sự hướng dẫn trong tương lai ở Aierosol Kinetics

Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức. Nhiều phản ứng không khí liên quan đến hỗn hợp phức tạp và các loài trung bình khó cô lập trong phòng thí nghiệm. Tốc độ liên tục tạo ra ô- đun hữu cơ thứ hai thường thay đổi với độ ẩm tương đối, độ bão hòa axit, và mức oxy hóa học - các chất không hoàn toàn được thu thập trong các định luật tốc độ đơn giản. Phản ứng đa ngôn ngữ (ga + lỏng và rắn chắc) đòi hỏi những mô hình động học xử lý phương pháp vận chuyển và phản ứng đồng thời. Những tiến bộ gần đây bao gồm việc sử dụng [FL: 0] cơ chế hóa học [FT: 1] và suy luận về các dữ liệu môi trường.

Một biên giới khác là vai trò của các quá trình hóa kim ảnh. Tốc độ ảnh chụp hằng số các loài aerosol-phase (v. d., các bon màu nâu cromophores) phụ thuộc vào cường độ sáng và cấu tạo hạt. Khả năng lưu trữ chúng vào các mô hình cải tiến các dự đoán của sự lão hóa và tính chất quang học. Các chiến dịch như [FLT: 0] cung cấp các hạn chế quan sát cho mức độ liên tục, giúp thiết lập các kế tính năng xác thực.

Kết luận

Áp dụng các định lượng các mối quan hệ này cho phép các nhà khoa học dự đoán hành vi phân hủy khí quyển dưới những điều kiện môi trường khác nhau.