Valtamerten netto-nielu (CO2) – Henryn laki

Valtamerten netto-nielu (CO2) – Henryn laki

Maapallon pinta-alasta n. 71% on meriä. Meriveden tiheys on muuttuva, joka riippuu monista tekijöistä kuten. esim. suolapitoisuudesta ym. pitoisuuksista, kasvi-planktonin määrästä, biologisen pumpun toiminnasta sekä lämpötilasta, jotka vaikuttavat kaasujen konsentraatioon.

Valtamerten tiheys on kuitenkin määritelty, joka on luokkaa n. 1027 kg/m3. Se on hiukan enemmän kuin puhtaan veden tiheys, joka on vähän alle 1000 kg/m3.

Tällä lähtö-asetelmalla voidaan lähteä arvioimaan kaasujen, kuten hiilidioksidin (CO2) konsentroitumista eli liukenemista nesteisiin, käyttämällä hyväksi Henryn lakia.

c = p / Kh

c = konsentraatio (liukeneminen)

p = kaasun osa-paine ilmakehässä

Kh = Henryn vakio, joka on kaasulle ominainen lämpötilasta riippuva vakio, joka voidaan laskea seuraavan yhtälön mukaan:

Kh = Kh0 e [-C (1/T – 1/298.15)]

T on mikä tahansa annettu lämpötila (°K)

Kh0 (CO2) = 29.41 L atm / mol on määritelty pgas / caq suhteessa (vesipitoisen kaasun ja vapaan kaasun tasapainona) standardi-lämpötilassa 298.15°K (25°C).

29.41 L atm / mol taulukossa 1.

Vakio C = 2400 (CO2) taulukossa 2.

(ks. linkki)

https://www.tau.ac.il/~tsirel/dump/Static/knowino.org/wiki/Henry%27s_law.html

Tehdään vertailuja

Mittaushistorian mukaan, vuonna 1880 valtamerten keskimääräinen pinta-lämpötila on ollut ~1.5°C viileämpi, verrattuna vuoteen 2015 ja CO2 -pitoisuus on ollut ~280ppm.

(ks. linkki)

https://www.epa.gov/sites/production/files/styles/large/public/2016-07/sea-surface-temp-download1-2016.png

Valtamerten pitkän aikavälin keskimääräinen pinta-lämpötila on nyt ~16.1°C.

(ks. linkki) 

https://en.wikipedia.org/wiki/Sea_surface_temperature

16.1°C – 1.5°C = 14.6°C

  1. Lasketaan Henryn vakio Kh1 lämpötilalle 14.6°C (287.75°K), kun CO2 -pitoisuus on 280ppm :

Kh1 = Kh0 e [-C (1/T – 1/298.15)]

Kh1 = 29.41 e [-2400 (1/287.75 – 1/298.15)] = 21.98 L atm / mol

CO2 -pitoisuus vastaa 280 x 10-6 atm osa-painetta.

Sijoitetaan lukuarvot Henryn lakiin ja lasketaan konsentraatio c1:

c1 = p1 / Kh1 = 280 x 10-6 atm / 21.98 L atm / mol = 1.27 x 10-5 mol / L

  1. Lasketaan Henryn vakio Kh2 lämpötilalle 16.1°C (289.25°K), kun CO2 -pitoisuus on 414ppm:

Kh2 = 29.41 e [-2400 (1/289.25 – 1/298.15)] = 22.96 L atm / mol

CO2 -pitoisuus vastaa 414 x 10-6 atm osa-painetta.

Sijoitetaan arvot Henryn lakiin ja lasketaan konsentraatio c2:

c2 = p2 / Kh2 = 414 x 10-6 atm / 22.96 L atm / mol = 1.80 x 10-5 mol / L

Konsentraation erotus on selkeästi positiivinen, eli:

c2 – c1 = 1.80 x 10-5 mol / L – 1.27 x 10-5 mol / L = 0.53 x 10-5 mol / L

Henryn laki soveltuu hyvin suhteellisen laimeille liuoksille. 

Näiden suuntaa antavien ja jos laskelmat ovat oikein, valtameret ovat CO2:n liukenemisen suhteen edelleen netto-nielu, vaikka valtamerien keskimääräinen pinta-lämpötila on noussut ~1.5°C.

1.27 x 10-5 mol / L x 44.009 g / mol = 558 μg / L

1.80 x 10-5 mol / L x 44.009 g / mol = 792 μg / L

792 μg / L – 558 μg / L = 234 μg / L

Netto 234 mg / 1000L

http://www.ocean-climate.org/wp-content/uploads/2016/11/161115_DIFFCO_EN_06.pdf

0
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä.

Kantavia voimia mm. Albert Einstein.

(𝝏fA / 𝝏xA, 𝝏fA / 𝝏yA) / (𝝏fL / 𝝏xL, 𝝏fL / 𝝏yL) = ∇fA / ∇fL = paljon suurempi kuin 1 ts. antroposeeni dominoi

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu