美国密歇根大学大气化学课程学习指南!

大气化学是大气科学的一个分支，主要研究地球大气中的化学过程。该领域的研究对于更好地了解气候强迫、空气质量以及大气层与生物圈之间的相互影响至关重要。因此，这一研究领域位于化学、物理学和生物学的交叉点，包括从秒和毫米以下的时间和空间尺度到十年和全球尺度的过程。由于对大气中化学过程的基本认识有了进步，现场和遥感测量技术有了新的创新，数字模型对关键过程的描述也有了改进，这一领域正在迅速发展。这篇文章为大家带来美国密歇根大学大气化学课程学习指南!

一、主要学习关键词

1.大气

大气化学研究自然大气的化学成分，大气中的气体、液体和固体如何相互影响，如何与地球表面和相关生物群相互作用，以及人类活动如何改变大气的化学和物理特征。

2.碳循环

科学家和工程师可能会被要求解决一个涉及煤(碳)、汽油(碳氢化合物)、碳或含碳燃料的燃烧、石灰岩、贝壳、一氧化碳或二氧化碳的特定问题。在制定解决方案时，我们不仅要意识到问题的影响，还要意识到解决方案的影响。否则，解决方案可能会导致日后要花更大代价才能解决的问题。因此，了解碳是如何演变的非常重要。

3.氧化碳

碳与氧气形成两种重要气体：一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。碳氧化物是大气的重要组成部分，也是碳循环的一部分。二氧化碳由呼吸和新陈代谢自然产生，并由植物在光合作用中消耗。自工业革命以来，由于工业活动的增加，一百多年来产生了更多的二氧化碳。

4.臭氧

大气中的大部分臭氧位于大气的平流层，约 8%位于对流层下部。如前所述，臭氧是由光反应形成的。臭氧水平是以多布森单位(DU)来测量的，多布森单位以 G.M.B. 多布森命名，他在 1920 年至 1960 年期间对臭氧进行了研究。一个多布森单位(DU)的定义是：在 STP 条件下，收集一个区域上方空气柱中的所有臭氧并将其扩散到整个区域时，臭氧的厚度为 0.01 毫米。

5.光合作用

光合作用是将光能(E = h v)转化为化学能并储存在糖类分子化学键中的过程。这一过程发生在植物和一些藻类(原生动物王国)中。植物只需要光能、CO2 和 H2O 就能制造糖。光合作用的过程在叶绿体(chloro = 绿色;plasti = 形成、成型)中进行，特别是利用参与光合作用的绿色色素叶绿素(phyll = 叶子)。

二、方法论

观测、实验室测量和建模是大气化学的三大核心要素。这一领域的进展往往是由这些要素之间的相互作用推动的，它们构成了一个整体。例如，观测结果可能会告诉我们，某种化合物的存在比以前想象的要多。这将激发新的建模和实验室研究，从而提高我们的科学认识，达到可以解释观测结果的程度。

三、观测

观测对我们了解大气化学至关重要。对化学成分的常规观测可以提供大气成分随时间变化的信息。其中一个重要的例子就是基林曲线--从 1958 年到今天的一系列测量数据--显示了二氧化碳浓度的稳步上升。

这类观测是在观测站(如莫纳洛亚山上的观测站)以及飞机(如英国的机载大气测量设施)、船只和气球等移动平台上进行的。对大气成分的观测越来越多地由带有重要仪器的卫星进行，如 GOME 和 MOPITT，以了解全球空气污染和化学情况。地表观测可提供高分辨率的长期时间记录，但它们提供观测的垂直和水平空间有限。一些基于地表的仪器，如激光雷达，可以提供化合物和气溶胶的浓度剖面图，但它们所能覆盖的水平区域有限。许多观测数据可在大气化学观测数据库中在线获取。

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