główne gazy w troposferze

podobnie jak wyżej w atmosferze, gazy, które odgrywają ważną rolę w składzie chemicznym troposfery, występują w bardzo małych ilościach. Dlatego nazywane są „gazami śladowymi”.

typowe stężenia tych gazów w pobliżu powierzchni Ziemi

H2O para wodna 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., objętość powietrza zajmowana przez gaz:

  • 1 ppm= 1 cząstka na milion = 10-6
  • 1 ppb = jedna cząstka na miliard = 10-9
  • 1 ppt= jedna cząstka na 1000 miliardów = 10-12

para wodna i dwutlenek węgla, najważniejsze gazy w ziemskiej troposferze

podstawowe zasady cyklu wody (H2O) są dobrze znane:

  • odparowanie ciekłej wody na powierzchni
  • kondensacja
  • tworzenie się chmur
  • opady

średni czas przebywania pary wodnej w atmosferze jest rzędu dziesięciu dni, co jest bardzo krótkie., Wyjaśnia to duże różnice w ilości pary wodnej (a więc i opadów) występujących pomiędzy różnymi miejscami na Ziemi. Chociaż woda jest mało lub nie jest pod wpływem chemii w atmosferze, odgrywa dużą rolę w utlenianiu kilku związków atmosferycznych.

dwutlenek węgla (CO2) ma bardzo długą żywotność w atmosferze (kilka wieków). Jego stosunek mieszania jest prawie jednorodny w troposferze i stratosferze.

obecność dwutlenku węgla jest silnie związana z życiem na Ziemi., CO2 jest rzeczywiście niezbędne do wzrostu roślin, ponieważ węgiel w roślinach i zwierzętach pochodzi wyłącznie z atmosferycznego CO2. Głównym źródłem atmosferycznego CO2 jest drobnoustrojowa degradacja materiału organicznego. Jednak działalność człowieka wpływa również na stężenie dwutlenku węgla.

podobnie jak para wodna, CO2 nie jest aktywny chemicznie.

stosunkowo obfite gazy troposferyczne

podtlenek azotu (N2O) i chlorofluorowęglowodory (CFC) to inne przykłady stosunkowo obfitych gazów., Nie są aktywne chemicznie w troposferze, ale odgrywają ważną rolę w chemii stratosferycznej.

znajomość globalnego budżetu mniej obfitych, ale bardziej reaktywnych gazów oraz zrozumienie zachowania i rozkładu tych gazów jest ważna, ale trudna ze względu na liczne i złożone procesy chemiczne i fizyczne.

siłą napędową tej chemii jest promieniowanie słoneczne, w szczególności w bliskim ultrafiolecie (UV-A i UV-B), a w mniejszym stopniu także w zakresie widzialnym., Promieniowanie słoneczne może rzeczywiście „rozbijać” (dysocjować) cząsteczki chemiczne. Troposfera jest chroniona przed najtwardszym promieniowaniem ultrafioletowym przez stratosferyczną warstwę ozonową.

pomimo tego skutecznego filtrowania szkodliwego promieniowania UV, promieniowanie słoneczne nadal może rozbijać np. cząsteczki ozonu i dwutlenku azotu w troposferze. Te procesy dysocjacji inicjują złożoną serię reakcji chemicznych, prowadząc na przykład do produkcji rodników, takich jak Rodnik hydroksylowy (OH)., Rodnik ten odgrywa decydującą rolę, ponieważ jest odpowiedzialny za utlenianie wielu gazów emitowanych na powierzchni Ziemi, które w przeciwnym razie akumulowałyby się w troposferze.

mówi się, że Rodnik hydroksylowy jest „środkiem oczyszczającym” atmosferę.