Атмосфера химияһы
Атмосфера химияһы[1] — атмосфера тураһындағы фәндәрҙең Ер һәм башҡа планеталар атмосфералары химияһын өйрәнеүсе бүлеге. Был тикшеренеүҙәрҙең дисциплина-ара өлкәһе экологик химия, физика, метеорология, компьютер моделләштереү, океанография, геология, вулканология һәм башҡа дисциплиналарға таяна. Тикшеренеүҙәрҙең климатология кеүек башҡа фән өлкәләренә бәйлелеге арта.
Атмосфераның составы һәм химияһы бер нисә сәбәп арҡаһында мөһим, әммә тәү сиратта атмосфераның тере организмдар менән үҙ-ара тәьҫир итешеүе арҡаһында. Ер атмосфераһы составын тәбиғи процестар үҙгәртә, мәҫәлән, вулкан атылыуы, йәшен, һәм ҡояш тажынан сыҡҡан киҫәксәләр тарафынан бомбаға тотолоу. Ул шулай уҡ кеше эшмәкәрлеге тәьҫиренән үҙгәрә, был үҙгәрештәрҙең ҡайһы берҙәре кеше һаулығына, үҫемлек культураларына һәм экосистемаларға зыян килтерә. Атмосфера химияһы тикшергән проблемаларҙың миҫалдары булып кислоталы ямғырҙар, озон ҡатламының емерелеүе, фотохимик смог, парник газдары, һәм глобаль йылыныу тора. Атмосфераны өйрәнеүсе химиктар был проблемаларҙың сәбәптәрен аңларға тырышалар һәм, улар тураһында теоретик төшөнсәгә эйә булып, мөмкин булған хәл итеү юлдарын тикшерәләр, шулай уҡ хөкүмәт сәйәсәтендәге үҙгәрештәрҙең йоғонтоһон баһалайҙар.
Атмосфера составы
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]| Ҡоро һауаның уртаса составы (моль өлөшө). | ||
|---|---|---|
| Газ | НАСА мәғлүмәттәре буйынса | |
| Азот, N2 | 78,084% | |
| Кислород, O2 | 20,946% | |
| Аргон, Ar | 0,934% | |
| Ваҡ состав өлөштәре (моль өлөшө мдларҙа) | ||
| Углекислый газ, CO2 | 383 | |
| Неон, Ne | 18.18 | |
| Гелий, He | 5.24 | |
| Метан, CH4 | 1.7 | |
| Криптон, Kr | 1.14 | |
| Водород, H2 | 0,55 | |
| Һыу | ||
| Һыу пары . | Ныҡ төрлөсә; ғәҙәттә яҡынса 1% тәшкил итә | |
Иҫкәрмә: углекислый газ һәм метан концентрацияһы йыл миҙгеленә һәм урынға ҡарап төрлөсә. Һауаның уртаса молекуляр массаһы 28,97 г/моль тәшкил итә.
Тарихы
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Боронғо гректар һауаны дүрт төп элементтың береһе тип һанай, әммә атмосфера составын тәүге фәнни тикшеренеүҙәр XVIII быуатта башлана. Джозеф Пристли, Антуан Лавуазье һәм Генри Кавендиш кеүек химиктар тәүге тапҡыр атмосфера составын тикшерәләр
XIX быуат аҙағында, XX быуат башында ҡыҙыҡһыныу бик аҙ концентрацияла булған компоненттарҙың эҙҙәре яғына күсә. Атап әйткәндә, атмосфера химияһында төп асыш булып 1840 йылда Кристиан Фридрих Шёнбейн тарафынан озонды асыу тора.
XX быуатта атмосфера химияһы атмосфера составын өйрәнеүҙән алып, ваҡыт үтеү менән күләме буйынса ҙур булмаған газдар (һауа күләменең 1 процентынан кәмерәк) концентрацияһының үҙгәреүен һәм һауа компоненттарын барлыҡҡа килтереүсе һәм юҡ итеүсе химик процестарҙы ҡарауға тиклем алға китә. Бындай тикшеренеүҙәрең айырыуса мөһим ике миҫалы булып Сидни Чапман һәм Гордон Добсондың озон ҡатламының нисек барлыҡҡа килеүе һәм һаҡланыуы тураһында аңлатмаһы һәм Арье Жан Хаген-Смиттың фотохимик смог тураһында аңлатмаһы тора. Озон менән бәйле мәсьәләләрҙе артабан өйрәнеү 1995 йылда Пауль Крутцен, Марио Молин һәм Фрэнк Шервуд Роуландҡа химия буйынса Нобель премияһы алыуға килтерҙе. Уларҙың эштәре Ерҙең озон ҡатламын юҡҡа сығарыуҙа газ галогеналкандарҙың ролен асыуға бағышланған була[2].
ХХI быуатта иғтибар тағы ла икенсе урынға күсә. Атмосфера химияһы күберәк Ер тураһында фән булараҡ өйрәнелә бара. Атмосфера химияһына ғына иғтибар йүнәлтеү урынына, хәҙер уны атмосфера, биосфера һәм геосферанан торған берҙәм системаның өлөшө итеп ҡарауға иғтибар йүнәлтелә. Был йүнәлештә иң мөһим этәргес булып химия менән климат араһындағы бәйләнеш тора, мәҫәлән, климаттың озон тишектәрен тергеҙеүгә йоғонтоһо һәм киреһенсә. Бынан тыш, атмосфера составының океан һәм ер өҫтө экосистемалары менән үҙ-ара тәьҫир итешеүе өйрәнелә.
Методика
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Күҙәтеүҙәр, лаборатор үлсәүҙәр һәм моделләштереү — атмосфера химияһының өс үҙәк элементы. Химияның был өлкәһендәге алға китеш йыш ҡына был компоненттар араһындағы үҙ-ара тәьҫир итешеүҙәр менән бәйле, улар берҙәм бөтөнлөктө барлыҡҡа килтерәләр. Мәҫәлән, күҙәтеүҙәр химик төрҙәрҙең элек уйланғандан күберәк булыуын асыҡларға мөмкин. Был яңы лаборатор үлсәүҙәргә һәм моделләштереүгә килтерәсәк, беҙҙең фәнни аңлауҙы, күҙәтеүҙәрҙе аңлатып була торған кимәлгә тиклем, алға ебәрәсәк.
Күҙәтеү
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Атмосфера химияһы күҙәтеүҙәре беҙҙең аңлауыбыҙҙың айырылғыһыҙ өлөшө булып тора. Химик составты планлы рәүештә күҙәтеүҙәр ваҡыт үткән һайын һауа составының үҙгәргәне тураһында һөйләй. Мөһим миҫалдарҙан береһе — Килинг графигы — 1958 йылдан алып бөгөнгө көнгә тиклем үлсәүҙәр теҙмәһе, улар углекислый газ концентрацияһының тотороҡло артыуын күрһәтә. Атмосфера химияһы күҙәтеүҙәре обсерваторияларҙа (мәҫәлән, Мауна-Лоа) һәм самолеттар (мәҫәлән, Бөйөк Британияла Авиация атмосфера үлсәүҙәре учреждениеһы), караптар һәм шарҙар кеүек күсмә платформаларҙа башҡарыла. Атмосфера составын күҙәтеүҙәр GOME һәм [[|en]] кеүек махсуслаштырылған приборҙар менән йыһазландырылған юлдаштар ярҙамында күберәк башҡарыла, улар донъя һауаһының бысраныуы һәм химияһы тураһында мәғлүмәт бирәләр. Ерҙәге күҙәтеүҙәрҙең юғары ваҡыт асыҡлығы менән оҙайлы һөҙөмтәләр биреү өҫтөнлөгө бар, әммә уларҙы үткәрергә мөмкин булған киңлек вертикаль һәм горизонталь сикләнгән. Ҡайһы бер ерҙәге приборҙар, мәҫәлән Лидар, химик берләшмәләр һәм аэрозолдәр концентрацияһы тураһында мәғлүмәт бирә ала, әммә уларҙың ҡаплау өлкәһе горизонталь сикләнгән. Күп күҙәтеүҙәрҙе Атмосфера химияһы күҙәтеү мәғлүмәттәре базаларында онлайн рәүештә табырға мөмкин.
Лаборатор үлсәүҙәр
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Лаораторияларҙа башҡарылған үлсәүҙәр бысратыусылар һәм тәбиғи берләшмәләр сығанаҡтарын аңлау өсөн бик мөһим. Лаборатория тикшеренеүҙәре ниндәй газдар бер-береһе менән реакцияға инеүен һәм ни тиклем тиҙ булыуын күрһәтә. Был үлсәүҙәргә газ рәүешендәге, ер өҫтөндәге һәм һыуҙағы реакциялар инә. Фотохимия — Ҡояш нурҙарынан молекулаларҙың нисек йыш емерелеүен һәм бының һөҙөмтәһендә ниндәй продукттар барлыҡҡа килеүен өйрәнеүсе фән дә бик мөһим. Бынан тыш термодинамик мәғлүмәттәр, мәҫәлән, Генри законы коэффициенттары ла мөһим.
Моделләштереү
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Компьютер моделләштереүе атмосфера химияһын теоретик аңлауҙы эшләү һәм һынау өсөн ҡулланыла. Һанлы моделдәр атмосфералағы химик матдәләрҙең концентрацияһын һүрәтләгән дифференциаль тигеҙләмәләрҙе сығара. Улар бик ябай, шулай уҡ бик ҡатмарлы булырға мөмкиндәр. Һанлы моделдәрҙә киң таралған компромистарҙың береһе – бер яҡтан, моделләнгән химик матдәләр һәм улар менән барған реакцияларҙың моделләштерелгән һаны, һәм икенсе яҡтан, матдәләрҙең атмосферала күсеүе һәм ҡушылыуы тураһындағы күрһәткестәр араһындағы компромисс. Мәҫәлән, 2D моделләштереү йөҙҙәрсә, хатта меңәрләгән химик реакцияларҙы үҙ эсенә ала, әммә атмосферала матдәләрҙең ҡатышыуы тураһында бик ярлы мәғлүмәт бирә. Киреһенсә, 3D-моделдәр атмосфералағы күп физик процестарҙы аңларға мөмкинлек бирә, әммә компьютер ресурстары сикләнгәнлектән химик реакциялар һәм матдәләр күпкә аҙыраҡ буласаҡ. Моделдәр күҙәтеүҙәрҙе интерпретациялау, химик реакцияларҙы аңлауҙы тикшереү һәм киләсәктә атмосферала химик матдәләрҙең концентрацияһын күҙаллау өсөн ҡулланылырға мөмкиндәр. Бөгөн мөһим тенденция булып атмосфера химияһы модулдәрен Ер системаһы моделдәренә интеграциялау тора, унда климат, атмосфера составы һәм биосфера араһындағы бәйләнештәрҙе тикшерергә мөмкин. Ҡайһы бер моделдәр автоматик код генераторҙары ярҙамында төҙөлә (мәҫәлән, en (Autochem) һәм en (KPP)). Был алымда компоненттар йыйылмаһы һайлана, ә һуңынан автоматик код генераторы был компоненттар менән реакцияларҙы реакциялар базаһы йыйылмаһынан һайлап ала. Реакциялар һайланғандан һуң, уларҙың үҫеш ваҡытын тасуирлаусы ябай дифференциаль тигеҙләмәләр автоматик рәүештә төҙөлөргә мөмкин.
Шулай уҡ ҡарағыҙ
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]- Химия окружающей среды
Иҫкәрмәләр
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]- ↑ Суркова Г. В. Химия атмосферы : Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности метеорология / Науч. ред. Ю. К. Васильчук. — М.: МГУ, 2002. — 209 с.
- ↑ http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1995/press.html 2012 йыл 1 август архивланған. Press release on the Nobel Prize in Chemistry 1995