4. Notions de chimie atrnospherique
169
obtenu.
Don nees :
- on prendra une concentration moyenne en OH de 1.2 x 10 6 mo leoule cm r " ;
- k O H ,C H 4 = 2.65 X 1012
exp( - 1800/T )cm
3
molecule1
s-l.
R ep ons c :
On prend une temperature moyenne de la troposphere de l'or dre de 255 K . La constante
d 'oxydation vaut don e 2.3 x 1015 ern" molecule1 S - I , d'ou un temps de vie de l'or dre
de 11.5 ans .
Par un e approche de type budget global, on avait obtenu environ 8 annees. La
difference est liee a la non -prise en com pt e de l'ensemble de la chimie at rnospherique
dans l'est im at ion du temps de vie.
R emarque 4 .1.4 (Qua si-stationnarite)
Pour les especes les plus reactives (a Jaible duree de vie) , L; » 1 et en general
egalement Pi » 1. L'hypothese de quasi-stationnarite (QSSA pour quasi steady
state approximation) conduit alors a remplac er l'equa tion d 'evolution (4.13) par
P
[X JQSSA ~ L: .
(4.17)
Cela definit, dans Ie cas general, un systeme non lineaire des concentrations,
les termes de production et de consommation etant des fonctions des concentrations. Cette approximation a deja ete ut ilisee a plusieurs reprises .
On pe ut illustrer la just ificat ion mathernat ique a l'aide d 'un simple adimension nement des grands termes Pi et Li. Avec Pi = iV s et L; = I ds (s « 1),
on obtient
d[XJ = P _ I [x .]
s dt
z
t
I '
(4.18)
et asymptotiquement (s ----+ 0) , on retrouve l'approxima tion (4.17) . On renvoie
egaleme nt a l'exercice 6.5 pour un e int erpretation physique de e (un ratio des
echelles de temps des processus rapides sur celles des processus lent s).
4 .1.4.1 E stimation du t emps d e vie d e quelque s COY d ans la b a sse
troposphere
On peut se reporter au tableau 4.3 pour les temps de vie chimiques de
qu elques COY, ca lcu les pour chaque oxydant (OH , 0 3 et N0 3 ) avec un e equation similaire a (4.16).
Les reactions avec OH sont, en general, les plus rapides et controlent effectivement Ie temps de residence dans l'at rnosphere. On verifie que la fonctionnalisation des mo lecu les (leur cornp lexification progressive au cours des reactions
chimiques) augmente la reactivite et diminue Ie t emps de vie.
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obtenu.
Don nees :
- on prendra une concentration moyenne en OH de 1.2 x 10 6 mo leoule cm r " ;
- k O H ,C H 4 = 2.65 X 1012
exp( - 1800/T )cm
3
molecule1
s-l.
R ep ons c :
On prend une temperature moyenne de la troposphere de l'or dre de 255 K . La constante
d 'oxydation vaut don e 2.3 x 1015 ern" molecule1 S - I , d'ou un temps de vie de l'or dre
de 11.5 ans .
Par un e approche de type budget global, on avait obtenu environ 8 annees. La
difference est liee a la non -prise en com pt e de l'ensemble de la chimie at rnospherique
dans l'est im at ion du temps de vie.
R emarque 4 .1.4 (Qua si-stationnarite)
Pour les especes les plus reactives (a Jaible duree de vie) , L; » 1 et en general
egalement Pi » 1. L'hypothese de quasi-stationnarite (QSSA pour quasi steady
state approximation) conduit alors a remplac er l'equa tion d 'evolution (4.13) par
P
[X JQSSA ~ L: .
(4.17)
Cela definit, dans Ie cas general, un systeme non lineaire des concentrations,
les termes de production et de consommation etant des fonctions des concentrations. Cette approximation a deja ete ut ilisee a plusieurs reprises .
On pe ut illustrer la just ificat ion mathernat ique a l'aide d 'un simple adimension nement des grands termes Pi et Li. Avec Pi = iV s et L; = I ds (s « 1),
on obtient
d[XJ = P _ I [x .]
s dt
z
t
I '
(4.18)
et asymptotiquement (s ----+ 0) , on retrouve l'approxima tion (4.17) . On renvoie
egaleme nt a l'exercice 6.5 pour un e int erpretation physique de e (un ratio des
echelles de temps des processus rapides sur celles des processus lent s).
4 .1.4.1 E stimation du t emps d e vie d e quelque s COY d ans la b a sse
troposphere
On peut se reporter au tableau 4.3 pour les temps de vie chimiques de
qu elques COY, ca lcu les pour chaque oxydant (OH , 0 3 et N0 3 ) avec un e equation similaire a (4.16).
Les reactions avec OH sont, en general, les plus rapides et controlent effectivement Ie temps de residence dans l'at rnosphere. On verifie que la fonctionnalisation des mo lecu les (leur cornp lexification progressive au cours des reactions
chimiques) augmente la reactivite et diminue Ie t emps de vie.