Reaktiva spårämnesgaser

Alla levande organismer på jordytan spelar en viktig roll i styrningen av atmosfärens sammansättning och klimatet. Jordytans albedo och fördelningen av energi är båda fasta beståndsdelar i klimatmodeller. Under senare tid har biogeokemiska återkopplingar i klimatsystemet orsakade av det markbaserade kretsloppet av kol kommit att uppmärksammas allt mer; en stor del av den förutsedda minskningen av kolsänkan vid slutet av 2000-talet kan vara knuten till processer på land. Men dessutom visar ett ökande antal studier att förutom CO₂ spelar även andra ämnen, bildade av t ex vegetationsbränder, som snabbt reagerar i atmosfären, en signifikant roll för vår förståelse av klimatsystemet.

Substanser som biogeniska flyktiga organiska ämnen (BVOCs), de olika kväveoxiderna, kolhaltiga partiklar, ozon eller metan agerar i atmosfären antingen direkt som växthusgaser och aerosoler, eller som nyckelföregångare till växthusgaser och sekundär organisk aerosol. Det finns en bred enighet kring behovet av en kvantifiering av deras regionala källor och sänkor, deras länk till den markbaserade kolcykeln och hur de svarar på förändringar i klimat och marktäcke/markanvändning.

Av det skälet utvecklas dynamiska globala vegetationsmodeller allt mer för att förbättra deras kapacitet att simulera utsläpp av andra spårämnesgaser än CO₂. Detta inkluderar en representation av den fulla landbaserade kvävecykeln och därför även utsläpp av kväveoxider, BVOC, budgetering av våtmarker och utsläpp av metan, och medtagande av brand som en naturlig eller antropogenisk återkommande händelse.

Modellering av utsläpp av spårämnesgaser är inte bara viktigt för framtida studier av kemi-klimat och kemi-klimat-återkoppling. Lika viktigt är att kunna beskriva den forntida miljön för att kunna förbättra beräkningar av utsläpp från land under Holocen som har en effekt på t ex atmosfärens halter av oxidanter och därmed metanets livslängd och koncentration, den förindustriella ozonmängden och därmed dess nuvarande antropogena strålningsekvivalent, liksom uppskattningar av de kontinentala jungfruliga koncentrationerna av SOA partiklar som påverkar molnfysik.

Activities at INES have concentrated in recent years on:

• measurements of soil, leaf and ecosystem BVOC emissions to investigate the processes that control these emissions, the variation that can be found with respect to vegetation compositions and to contribute data for model evaluation.
• measurements of aerosol particle and air ion size distribution and number concentration in clean-air environment to address the possible links to BVOC emissions.
• simulating BVOC and fire emissions from years to millennia in response to climate change and changes in atmospheric CO2 concentration
• investigating effects of vegetation composition on BVOC emissions

We have just started to also study effects of climate change on the ecosystem nitrogen cycle and we will increasingly include aspects of land cover/land management change in our analyses in the coming years.