de viktigaste gaserna i troposfären

som också är fallet högre upp i atmosfären, är de gaser som spelar en viktig roll på troposfärens kemiska sammansättning närvarande i mycket små mängder. Det är därför de kallas ”spårgaser”.

typiska koncentrationer av dessa gaser nära jordens yta

H2O vattenånga 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., den luftvolym som upptas av gasen:

  • 1 ppm= 1 partikel per miljon = 10-6
  • 1 ppb = en partikel per miljard = 10-9
  • 1 ppt= en partikel per 1000 miljarder = 10-12

vattenånga och koldioxid, de viktigaste gaserna i jordens troposfär

de grundläggande principerna för vattencykeln (H2O) är välkända:

  • avdunstning av flytande vatten vid ytan
  • kondensation
  • molnbildning
  • regn

den genomsnittliga uppehållstiden för vattenånga i atmosfären är i storleksordningen tio dagar, vilket är mycket kort., Detta förklarar de stora skillnaderna i mängden vattenånga (och så regn) som uppstår mellan olika platser på jorden. Även om vatten är lite eller inte påverkas av kemi i atmosfären, spelar den en stor roll vid oxidation av flera atmosfäriska föreningar.

koldioxid (CO2) har en mycket lång livslängd i atmosfären (flera århundraden). Dess blandningsförhållande är nästan homogent i troposfären och stratosfären.

närvaron av koldioxid är starkt kopplad till livet på jorden., CO2 är faktiskt nödvändigt för växttillväxt, eftersom kolet i växter och djur härstammar uteslutande från atmosfärisk CO2. Och den huvudsakliga källan till atmosfärisk CO2 är den mikrobiella nedbrytningen av organiskt material. Men mänskliga aktiviteter påverkar också koncentrationen av koldioxid.

liksom vattenånga är CO2 inte kemiskt aktiv.

relativt rikliga troposfäriska gaser

dikväveoxid (N2O) och klorfluorkarboner (CFC) är andra exempel på relativt rikliga gaser., De är inte kemiskt aktiva i troposfären, men de spelar en viktig roll i stratosfärisk Kemi.

att känna till den globala budgeten för mindre rikliga, men mer reaktiva gaser, och förstå beteendet och distributionen av dessa gaser är viktigt men svårt, på grund av de många och komplexa kemiska och fysiska processer som är inblandade.

drivkrafterna bakom denna kemi är solstrålning, särskilt i nära ultraviolett (UV-A och UV-B) och i lägre utsträckning även i det synliga området., Solstrålning kan verkligen ”bryta upp” (dissociera) kemiska molekyler. Troposfären är skyddad mot den hårdaste ultravioletta strålningen av stratosfäriska ozonskiktet.

trots denna effektiva filtrering av skadlig UV-strålning kan solstrålning fortfarande bryta upp, till exempel ozon och kvävedioxidmolekyler i troposfären. Dessa dissociationsprocesser initierar en komplex serie kemiska reaktioner, vilket till exempel leder till produktion av radikaler som hydroxylradikalen (OH)., Denna radikala spelar en avgörande roll, eftersom den är ansvarig för oxidationen av många gaser som emitteras vid jordens yta som annars skulle ackumuleras i troposfären.

man säger att hydroxylradikalen är atmosfärens ”rengöringsmedel”.