対流圏の主ガス
大気中でもそうであるように、対流圏の化学組成に重要な役割を果たすガスは非常に少量で存在する。 これが、それらが”微量ガス”と呼ばれる理由です。
地球の表面付近のこれらのガスの典型的な濃度
H2O | 水蒸気 | 0.0001-0。,01 |
CO2 | carbon dioxide | 360 ppm |
CH4 | methane | 1.7 ppm |
N2O | dinitrogenoxide | 310ppb |
CO | carbon monoxide | 50-500 ppb |
O3 | ozone | 10-80 ppb |
SO4 | sulphate | 20 ppt – 2 ppb |
NO2 | nitrogen dioxide | 1 ppt- 10 ppb |
OH | hydroxyl radical | 0.01-0.,1 ppt |
Expressed as volume mixing ratios, i.e., ガスによって占められる空気量:
- 1ppm=1粒子/百万=10-6
- 1ppb=一粒子/億=10-9
- 1ppt=一粒子/1000億=10-12
水蒸気と二酸化炭素、地球の対流圏における最も重要なガス
水(H2O)サイクルの基本原則はよく知られている。
- 表面
- 凝縮
- 雲形成
- 降雨
大気中の水蒸気の平均滞留時間は十日のオーダーであり、これは非常に短い。, これは、地球上の異なる場所の間で発生する水蒸気(および降雨)の量の大きな違いを説明しています。 水は大気中の化学の影響をほとんどまたは受けませんが、いくつかの大気化合物の酸化において大きな役割を果たします。
二酸化炭素(CO2)は大気中で非常に長い寿命(数世紀)を持っています。 その混合比は対流圏と成層圏でほぼ均質である。
二酸化炭素の存在は地球上の生命と強く結びついています。, CO2植物や動物の炭素は大気中のCO2のみに由来するため、実際には植物の成長に必要です。 そして、大気中のCO2の主な供給源は、有機材料の微生物分解である。 しかし、人間の活動はまた、二酸化炭素の濃度に影響を与えます。
水蒸気のように、CO2は化学的に活性ではありません。
比較的豊富な対流圏ガス
亜酸化窒素(N2O)およびクロロフルオロカーボン(CFC)は、比較的豊富なガスの他の例である。, 彼らは対流圏で化学的に活性ではありませんが、成層圏化学において重要な役割を果たします。
豊富ではないが反応性の高いガスの世界的な予算を知り、これらのガスの挙動と分布を理解することは重要であるが困難である。
この化学の背後にある原動力は、特に近紫外(UV-AおよびUV-B)における太陽放射であり、可視範囲においてもより低い程度である。, 太陽放射は、実際に化学分子を”分解”(解離)することができます。 対流圏は成層圏オゾン層によって最も硬い紫外線から保護されています。
有害な紫外線放射のこの効率的なフィルタリングにもかかわらず、太陽放射は、対流圏のオゾンおよび二酸化窒素分子など、依然として分解する可 これらの解離プロセスは複雑な一連の化学反応を開始し、例えばヒドロキシルラジカル(OH)のようなラジカルの生成につながる。, このラジカルは、対流圏に蓄積する地球の表面で放出される多くのガスの酸化の原因であるため、決定的な役割を果たします。
一つは、ヒドロキシルラジカルが大気の”洗浄剤”であると言います。