CO oxidation mechanism (low NO x ) CO oxidation mechanism (high NO x )

Like dokumenter
Welcome to GEF2210. Course content

NO X -chemistry modeling for coal/biomass CFD

IPCC, From emissions to climate change

Oppgaven består av 4 oppgaver med 3 til 5 deloppgaver. Alle deloppgaver teller like mye.

a. Skriv opp massebalanselikningen for massen av X i denne boksen. Forklar hvilke prosesser som beskrives av de ulike leddene i likningen.

Klimaendringer og klimarisiko. Borgar Aamaas For Naturviterne 10. november 2016

Aerosols Why are we interested in them?

Utfordringer for internasjonal bærekraft. Knut H. Alfsen Forskningssjef, Statistisk sentralbyrå

Aerosols Why are we interested in them?

Christine Hung Consultant/Advisor MiSA Miljøsystemanalyse

Klima i Norge 2100 Kunnskapsgrunnlag for klimatilpassing

UNIVERSITETET I OSLO

Aerosols Why are we interested in them?

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Mercury hemispheric modelling: EMEP experience

Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka)

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

EGR System Fouling Control

Endringer i det fysiske klimasystemet, skipsfartens bidrag

The building blocks of a biogas strategy

Satellite Stereo Imagery. Synthetic Aperture Radar. Johnson et al., Geosphere (2014)

Lyskvalitet og melduggbekjempelse. Mikroalger store muligheter

Obligatorisk oppgave GEF2210 Høsten 2017

The exam consists of 2 problems. Both must be answered. English

Method validation for NO (10 ppm to 1000 ppm) in nitrogen using the Fischer Rosemount chemiluminescence analyser NOMPUMELELO LESHABANE

Sli.do Kode#: Censes

Q2 Results July 17, Hans Stråberg President and CEO. Fredrik Rystedt CFO

6 December 2011 DG CLIMA. Stakeholder meeting on LDV CO 2 emissions - Scene setter

Slope-Intercept Formula

Å modellere fremtidens klima

Bjørn H. Samset kollokvium.no

Ozonkonsentrasjon som funksjon av høyde og breddegrad (jfr. Fig 10.1 i boka)

BioCarb+ NFR KPN prosjekt MNOK. Enabling the biocarbon value chain for energy

Volatile Organic Compounds in the Po Basin. Part B: Biogenic VOCs

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Skog og Klima Anders Hammer Strømman NTNU

Skog som biobrennstoff: Påvirkning på karbonkretsløp og albedo-effekt

Karbonbudsjetter og klimamål. Bjørn H. Samset Forskningsleder, CICERO Senter for klimaforskning

Software applications developed for the maritime service at the Danish Meteorological Institute

Hva skal vi dimensjonere rør og flomveier for i fremtiden og hvordan gjør vi det

SYNERGIES BETWEEN MEASURES FOR ADAPTATION, EMISSIONS TO AIR AND WATER QUALITY IN AGRICULTURE

Vær og klima fram mot Vil været spille på lag med logistikkbransjen?

Marsh Loss and Tidal Habitat Degradation

Sterk global konkurranse, raske teknologiskift og det grønne skiftet utfordrer dagens løsninger og produksjonsmetoder.

70 år med norske studier av det arktiske ozonlaget og UVstrålingen

Vurdering av dagens og fremtidig nitrogenlekkasje i Norge

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

New Separator Technology Development Objectives

Kvantifisering av diffuse støv Eramet Sauda Oliver Severin

Vekstkonferansen: Vekst gjennom verdibaserte investeringer. Thina Margrethe Saltvedt, 09 April 2019

Global Warming of 1.5 C Hovedfunn fra spesialrapporten om 1,5 C global oppvarming

Eksamensoppgaver i Varme- og forbrenningsteknikk Oppgaver og løsningsforslag

Forskerseminar Havet og kysten PROOFNY & OLF. Toril Røe Utvik Einar Lystad

Has OPEC done «whatever it takes»?

The benefits and effects of cross-border transmissions

Interaction between GPs and hospitals: The effect of cooperation initiatives on GPs satisfaction

Norges nordområdesatsing. Hvilken betydning har dette i et samisk perspektiv?

Horisont 2020 EUs forsknings- og innovasjonsprogram. Brussel, 6. oktober 2014 Yngve Foss, leder, Forskningsrådets Brusselkontor

Pumpeturbiner og Tekniske Utfordringer

2052 En global prognose for neste førti år

Complete tank expertise

Paris avtalen, klimapolitikk og klimapartnere Rogaland - Hvorfor er fokus på klima og miljø lønnsomt for Rogaland?

UNIVERSITETET I OSLO

Grønn Ledelse og Klimakommunikasjon

Skog som biomasseressurs: skog modeller. Rasmus Astrup

Qi-Wu-Zhang model. 2D Chern insulator. León Martin. 19. November 2015

GEF2200 Atmosfærefysikk 2017

Effektstudien Oppfølging i 2009? Kort presentasjon (1) DØ,

SauKlim No Effekten av klimaendringer på økologien og økonomien i Norsk sauedrift. Avsluttningskonferanse 19. april 2012

Tor Haakon Bakken. SINTEF Energi og NTNU

Kritiske nivåer av P i jord og sedimenter relatert til risiko for eutrofiering - innvirkning av klima

Péter Bakonyi VITUKI

Energy. Edgar Hertwich, NTNU. 21 May 2014, Oslo. Working Group III contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Ocean/Corbis

Karbonkretsløpet og fotosyntesen

Eksamen i: GEF2210 Eksamensdag: 14. oktober 2011 Tid for eksamen:

Skogbrann og klimautfordringen. Jon Olav Brunvatne, Landbruks- og matdepartementet

VLSI Design for Yield on Chip Level

Jordsystemmodellering muligheter og usikkerheter

Oppgave. føden)? i tråd med

Norges vassdrags- og energidirektorat

Bedriftenes møteplass. Thina Margrethe Saltvedt, 02 April 2019

- og veien videre. Status i Brussel. Norges energidager 19. oktober Norges delegasjon til den europeiske union

SVM and Complementary Slackness

Effekter av borreslam: Metaller fra borreslam:

Databases 1. Extended Relational Algebra

Transport og klima: Bakteppe og utfordringer

Accuracy of Alternative Baseline Methods

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Husholdningsenergi den glemte kilden til luftforurensning og sykdomsbyrde i Kina. CIENS Seminar 31 januar 2019 Kristin Aunan (CICERO)

Klimautfordringen globalt og lokalt

Klimaendringene i Arktis: Muligheter og utfordringer. Jan-Gunnar Winther, direktør Norsk Polarinstitutt og styreleder Framsenteret

Klimaendringer på Svalbard

REMOVE CONTENTS FROM BOX. VERIFY ALL PARTS ARE PRESENT READ INSTRUCTIONS CAREFULLY BEFORE STARTING INSTALLATION

The effects of change in climate and irrigation practice on the water resources in Kizilirmak River Basin, Turkey.

For mye eller for lite mat i et globalt perspektiv. Professor Ruth Haug Noragric/UMB September 2011

SeaWalk No 1 i Skjolden

HIGHPOINT LOT 3. $ $15.95 psf NNN 1,780-11,943 SF COMMERCIAL FOR LEASE N 203rd St. Elkhorn, Nebraska * * CERTIFIED *

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Radioaktivitet i produsert vann

Bærekraftig sjømatnæring verden over? Alf-Helge Aarskog, CEO Marine Harvest

Transkript:

Repetisjon kap 11

CO oxidation mechanism (low NO x ) Reaction chain CO + OH (+O 2 ) -> CO 2 + HO 2 R4+R6 HO 2 + O 3 -> OH + 2O 2 R13 Hvilke komponenter er katalysatorer her? Net: CO + O 3 -> CO 2 + O 2 OH&HO 2 catalysts in loss of O 3 in the troposphere in clean environments (low NO x ) CO oxidation mechanism (high NO x ) Reaction chain CO + OH (+O 2 ) -> CO 2 + HO 2 HO 2 + NO -> OH + NO 2 NO 2 + hν (+O 2 ) -> NO + O 3 Net: CO + 2 O 2 + hν -> CO 2 + O 3 R4+R6 R10 R11 Hvilke komponenter er katalysatorer her? OH&HO 2, NO&NO 2 catalysts in production of O 3 in the troposphere Termination HO 2 + HO 2 -> H 2 O 2 (soluble) + O 2 R7

Netto produksjon/tap av ozon? Konkurranse om HO 2 HO 2 + O 3 -> OH + 2O 2 HO 2 + NO -> OH + NO 2 R13 R10 k 13 [O 3 ] > k 10 [NO] [NO] < [O 3 ] k 13 /k 10 Netto ozon tap [NO]/[NO 2 ]= k 1 /(k 2 [O 3 ] ) [NO 2 ] = [NO x ] k 2 [O 3 ] / k 1 rask nullsykel Bestemt av [NO x ] < k 1 k 13 /(k 2 k 10 ) Netto ozon tap

GLOBAL BUDGET OF TROPOSPHERIC OZONE (MODEL) O 2 Present-day Preindustrial hn STRATOSPHERE 8-18 km TROPOSPHERE O 3 Chem prod in troposphere, Tg y -1 Transport from stratosphere, Tg y -1 4300 1600 400 400 Burden, Tg 360 230 Chem loss in troposphere, Tg y -1 Deposition, Tg y -1 4000 1600 700 400 Lifetime, days 28 42 O 3 hn, H 2 O NO 2 hn Deposition OH HO 2 NO CO, VOC H 2 O 2

CHAPTER 12: OZONE SMOG

GOOD AND BAD OZONE Good (UV shield) Bad (greenhouse gas) Good (OH source) Bad (smog) NO x = NO + NO 2 : nitrogen oxide radicals VOC (volatile organic compounds) = light hydrocarbons and substituted organic compounds

Local Pollution photochemical smog Emissions of primary components (NOx, CO and VOCs) Available sunlight is important more during summer than winter Metorlogical conditions. High pressure systems with subidence decrease vertical mixing of pollutants out of the boundary layer Topography can be important stops horizontal flow.

The Los Angeles basin.

The higher the wind velocity and the thicker the mixing layer, the less the air pollution. Emissions, chemical processing and meteorology determines the pollution levels. 2003 John Wiley and Sons Publishers

Smog in Los Angeles a) On a day with good ventilation of pollutants. b) On a day where pollutants (gases and particulate matter) are formed and trapped. Strong reduction In visibility and harmful levels of ozone (helat and crop damages)

Fokuserer nå på de svært høye episodiske konsentrasjonene av ozon om sommeren

OZONE POLLUTION IN THE UNITED STATES EPA standard: 84 ppbv 8-h avg not to be exceeded more than 3x/year 1980-1998 data Lin et al., JGR 2001

OZONE IMPACTS ON VEGETATION SUM06 Index: ozone dose in excess of 60 ppbv during growing season 1995 data Documented negative effects European Union has an AOT40 standard for ozone dose above 40 ppbv during growing season no such standard in the U.S.

Hydrokarboner identifisert i byluft i Barcelona (1991)

DEPENDENCE OF OZONE PRODUCTION ON NO x AND VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS (VOCs) Take hydrocarbon RH as example of VOC O 3 HO x family O 3 P HOx RH OH 4 RO 2 NO 5 7 NO RO 6 O 2 HO 2 NO 2 9 8 HNO 3 O 3 H 2 O 2 High NOx OH + NO 2 Cycle broken P O3 : RH-limited Low NOx HO 2 + HO 2 Cycle broken P O3 : NOx-limited

DEPENDENCE OF OZONE PRODUCTION ON NO x AND VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS (VOCs) Take hydrocarbon RH as example of VOC O 3 HO x family O 3 P HOx RH OH 4 RO 2 NO 5 7 NO RO 6 O 2 HO 2 NO 2 9 8 HNO 3 O 3 H 2 O 2 2 k4phox [ RH] P 1/ 2 PO ( P( O3) 2 k7 ( HOx 3) ) [ NO] k9[ NO2][ M] k8 NO x - saturated or NO x -limited regime hydrocarbon-limited regime

OZONE CONCENTRATIONS vs. NO x AND VOC EMISSIONS Air pollution model calculation for a typical urban airshed NO x -limited Ridge NO x - saturated

LATEST INVENTORIES OF BIOGENIC vs. ANTHROPOGENIC VOCs notice difference in scale! NB! Store naturlige utslipp av VOC fra løvskog. Noe mindre viktig i Europa Millet et al. [2007]

MAPPING OF VOC EMISSIONS FROM SPACE using satellite measurements of HCHO columns confirms dominance of biogenic over anthropogenic VOCs

EVEN IN NO x -LIMITED REGIME, THE TOTAL O 3 PRODUCED IS VOC-DEPENDENT AND [O 3 ] = f(e NOx ) IS STRONGLY NONLINEAR P(O 3 ) L(NO x ) HO 2,RO 2,O 3 OH, O 3 NO NO 2 HNO 3 hv Emission Deposition Define ozone production efficiency (OPE) as the total number of O 3 molecules produced per unit NO x emitted. Assuming NO x steady state, efficient HO x cycling, and loss of NO 2 by reaction with OH: OPE = P( O3) 2 k7[ HO2 ][ NO] 2 k4[ RH] L( NO ) k [ NO ][ OH ] k [ NO ] x 9 2 9 2 OPE m as NO x k e strong nonlinearity; in models, decreasing NO x emissions by 50% reduces ozone only by ~15%

1999-2004 NO x EMISSION REDUCTIONS AND SIMULATED EFFECTS ON SURFACE OZONE Hudman et al. [2007]

OBSERVED TREND IN OZONE BACKGROUND OVER CALIFORNIA IN SPRING SUGGESTS 10-15 ppbv INCREASE OVER PAST 20 YEARS Jaffe et al. [2003] Trend: 0.5-0.8 ppbv yr -1 Background: concentration that would be present in absence of local anthropogenic emissions

Observerte og beregnede endringer i ozon i troposfæren (fra utkast til IPCC, 2014)

RISING OZONE BACKGROUND IN EUROPE Changes in anthrop. NO x emissions Hohenpeissenberg/ Payerne polluted 3-5 km background Naja et al. [2003] Mace Head, 1987-2004 [Simmonds et al., 2004]

Europa Observerte trender i ozon om våren Stillehavsområdet

HEMISPHERIC OZONE POLLUTION: IMPLICATIONS OF ENHANCED OZONE BACKGROUND FOR MEETING AIR QUALITY STANDARDS (AQS) Europe AQS (8-h avg.) Europe AQS (seasonal) U.S. AQS (8-h avg.) U.S. AQS (1-h avg.) 0 20 40 60 80 100 120 ppbv Preindustrial ozone background Present-day ozone background at northern midlatitudes

PROJECTIONS OF GLOBAL NO x EMISSIONS Anthropogenic NO x emissions [IPCC, 2001] 2000 Optimistic IPCC scenario: OECD, U.S. m20%, Asia k 50% 2020 10 9 atoms N cm -2 s -1

EMEP/IPCC REPORT (Jan 05) The future ozone level in Europe is closely linked to global warming Methane (and CO) emission control is an effective way of simultaneously meeting air quality standards and abating global warming

EFFECT OF CLIMATE CHANGE ON OZONE AIR QUALITY Ozone exceedances of 90 ppbv, summer 2003 IPCC, 2007 Correlation of high ozone with temperature is driven by (1) stagnation, (2) biogenic hydrocarbon emissions, (3) reduced deposition, (4) chemistry

EKSTREMVERDIER AV OZON VED BAKKEN Beregnet bakkeozon under varmebølgen i August 2003 Verdiene høye nok til å gi betydelige helseeffekter Beregnet ekstra dødsfall som følge av høye ozonverdier: 15 20% Vil slike situasjoner vil opptre oftere i et fremtidig varmere klima?

Modellberegnet ozonøkning fra 2000 til 2100 som følge av økning I utslipp av forurensningsgasser Basert på økning i utslipp av forurensningsgasser kan lede til høye ozonverdier ved bakken Gi et betydelig bidrag til klimaøkning Store usikkerheter som følge av usikkerheter i fremtidige utslipp Begrenset ozonøkning er avhengig om en får til begrenset utslippsøkningen av primærgassene (CH 4, CO, NOx, VOC)

Utslipp av ozonforløpere i Norge http://www.ssb.no/agassn/

http://www.vegvesen.no/fag/publikasjoner/publikasjoner/statens+vegvesens+rapporter/_attachment/473517?_ts=13e9cbab590&fast_title=svv+rapport+173.pdf

Mer diesel Mer NOx og partikler Mindre CO og HC www.klif.no/publikasjoner/2438/ta2438.pdf Rapport fra 2008.