Atmosfeerchemie

Atmosfeerchemie is een vakgebied van de atmosferische wetenschappen dat zich bezighoudt met de scheikunde en samenstelling van de aardatmosfeer. Het is een multidisciplinaire benadering gebaseerd op principes uit milieuchemie, natuurkunde, meteorologie, computersimulatie, oceanografie, geologie en andere disciplines. Atmosfeerchemie is de loop van zijn ontwikkeling steeds meer verbonden geraakt met klimatologie.

Deel van een serie artikelen over Aardwetenschappen
Westelijk zicht op de Zwarte Zee
Vakgebieden
Atmosferische wetenschappen · Bodemkunde · Fysische geografie · Geochemie · Geodesie · Geologie · Geofysica · Glaciologie
Vaste Aarde
Aardbeving · Aardkern · Asthenosfeer · Gebergtevorming · Lithosfeer · Platentektoniek · Seismologie · Vulkanisme
Aardatmosfeer
Aardmagnetisch veld · Atmosfeerchemie · Circulatie · Klimaat · Milieu · Ozonlaag
Biosfeer en hydrosfeer
Biogeografie · Ecologie · Gletsjer · Hydrologie · Oceanografie
Portaal    Aardwetenschappen

De samenstelling en chemie van de atmosfeer van de aarde is om verschillende redenen een relevante wetenschapstak, vooral vanwege de interacties tussen de atmosfeer en levende organismen. De samenstelling van de aardatmosfeer kan veranderen als gevolg van natuurlijke processen, zoals de uitstoot die vrijkomt bij vulkanen, bliksem en de blootstelling van onze atmosfeer aan zonnewind. De aardatmosfeer verandert ook door menselijke activiteit. Sommige van deze veranderingen zijn schadelijk voor de menselijke gezondheid, gewassen en ecosystemen. Voorbeelden van problemen die zijn aangepakt door atmosfeerchemie omvatten zure regen, gat in de ozonlaag, fotochemische smog en het broeikaseffect. Atmosfeerchemici proberen de oorzaken van deze problemen te verklaren, en door er een theoretisch inzicht in te krijgen kunnen mogelijke oplossingen worden getest en de effecten van veranderingen in overheidsbeleid worden geëvalueerd.

Geschiedenis

Omdat luchtvervuiling op aarde van 1940 af toenam is de atmosfeerchemie ontstaan. In de jaren 50 van de twintigste eeuw onderzocht men vooral het fenomeen smog; zomersmog in Los Angeles en wintersmog in Londen. In de jaren 80 onderzocht men vooral reacties in de gasfase met specifieke aandacht voor fotochemische reacties. In die jaren kreeg vooral de ozonlaag veel aandacht; in het bijzonder het gat in de ozonlaag boven Antarctica. Daarna kregen ook de chemische reacties van vloeistoffen en vaste stoffen aandacht, net zoals aerosolen. Dit was de start van onderzoek naar de chemie van multifasische systemen.

Samenstelling van de aardatmosfeer

Hieronder is de gemiddelde samenstelling weergegeven van de aardatmosfeer. De concentratie van koolstofdioxide en methaan kan per seizoen en locatie variëren. Ozon (O₃) is niet opgenomen vanwege de hoge variabiliteit.

Gemiddelde samenstelling van aardatmosfeer (molfracties)
Gas	volgens NASA
Stikstof, N2	78.084%
Zuurstof, O2[1]	20.946%
Kleinere bestanddelen (molfracties in ppm)
Argon, Ar	9340
Koolstofdioxide, CO2	400
Neon, Ne	18.18
Helium, He	5.24
Methaan, CH4	1.7
Krypton, Kr	1.14
Waterstof, H2	0.55
Distikstofmonoxide, N2O	0.5
Xenon, Xe	0.09
Stikstofdioxide, NO2	0.02
Water
Waterdamp	Zeer veranderlijk; meestal ongeveer 1%

Literatuur

• R. P. Wayne: Chemistry of Atmospheres, Oxford University Press, Auflage: 3 (2000), ISBN 978-0-19-850375-0
• J. Feichter, U. Schurath, R. Zellner: Luftchemie und Klima, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 138–150.
• A. Wahner, G. Moortgat: Die Atmosphäre als photochemischer Reaktor, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 192–198.
• I. Barnes, K.-H. Becker, P. Wiesen: Organische Verbindungen und der Photosmog, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 200–210.
• J. Schnelle-Kreis, M. Sklorz, H. Herrmann, R. Zimmermann: Atmosphärische Aerosole: Quellen, Vorkommen, Zusammensetzung, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 220–230.
• T. Hoffmann, C. Zetzsch, M. J. Rossi: Chemie von Aerosolen, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 232–246.
• H. Herrmann, W. Jaeschke, D. Möller: Chemie in Wolken, Nebel und Niederschlag, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 254–265.
• M. Schultz, A. Stohl, B. Vogel: Transportprozesse in der Atmosphäre, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 266–274.
• R. Steinbrecher, R. Koppmann: Biosphäre und Atmosphäre: Bedeutung biogener Kohlenwasserstoffe, in: Chemie in unserer Zeit 2007, 41, 286–292.
• Brasseur, Guy P.; Orlando, John J.; Tyndall, Geoffrey S. (1999). Atmospheric Chemistry and Global Change. Oxford University Press. ISBN 0-19-510521-4.
• Finlayson-Pitts, Barbara J.; Pitts, James N., Jr. (2000). Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere. Academic Press. ISBN 0-12-257060-X.
• Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (2nd Ed.). John Wiley and Sons, Inc. ISBN 0-471-82857-2.
• Warneck, Peter (2000). Chemistry of the Natural Atmosphere (2nd Ed.). Academic Press. ISBN 0-12-735632-0.
• Wayne, Richard P. (2000). Chemistry of Atmospheres (3rd Ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-850375-X.

Externe links

• NASA-JPL Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies
• Kinetic and photochemical data evaluated by the IUPAC Subcommittee for Gas Kinetic Data Evaluation

Bronnen, noten en/of referenties

1. Zimmer, Carl, "Earth’s Oxygen: A Mystery Easy to Take for Granted", The New York Times, 3 October 2013. Gearchiveerd op 20 oktober 2013. Geraadpleegd op 3 October 2013.