Ilimin kimiyyar yanayi

thumb
Sinadarin Yanayi, wani reshe ne na kimiyyar yanayi wanda a cikinsa ake yin nazari kan sinadarai na yanayin duniya da na sauran duniyoyi.https://www.nature.com/subjects/atmospheric-chemistry Hanya ce ta bincike da yawa kuma ta zana kan sinadarai na muhalli, kimiyyar lissafi, meteorology, ƙirar kwamfuta, ilimin teku, ilimin ƙasa da volcanology da sauran fannonin ilimi. Bincike yana ƙara haɗawa da sauran wuraren karatu kamar climatology.
Abubuwan da ke tattare da sinadarai na yanayin duniya suna da mahimmanci saboda dalilai da yawa, amma da farko saboda mu'amala tsakanin yanayi da rayayyun halittu. Abubuwan da ke tattare da yanayin duniya yana canzawa sakamakon tafiyar matakai na dabi'a kamar hayaki mai aman wuta, walƙiya da bama-bamai ta barbashi na rana daga korona. Har ila yau, an canza shi ta hanyar ayyukan ɗan adam kuma wasu daga cikin waɗannan canje-canjen suna da illa ga lafiyar ɗan adam, amfanin gona da kuma yanayin muhalli. Misalan matsalolin da masana kimiyyar yanayi suka magance sun haɗa da ruwan sama na acid, ragewar ozone, hayaƙin photochemical, iskar gas da ɗumamar yanayi. Masana kimiyyar yanayi suna neman fahimtar musabbabin wadannan matsalolin, kuma ta hanyar samun fahimtar fahimtar su, ba da damar a gwada hanyoyin da za a iya gwadawa da kuma tantance tasirin sauye-sauye a manufofin gwamnati.

 Gas abun da ke ciki 
Bayan ƙarin manyan abubuwan da aka lissafa a sama, yanayin duniya yana da nau'ikan iskar gas da yawa waɗanda suka bambanta sosai dangane da tushen da ke kusa. Wadannan iskar gas na iya haɗawa da mahadi irin su CFCs/HCFC waɗanda ke cutar da Layer na ozone, da H</br> H S wanda ke da ƙamshin ƙamshi na ruɓaɓɓen ƙwai kuma ana iya narke shi da yawa ƙasa da 0.47 ppb. Wasu kimanin adadin kusa da saman wasu ƙarin iskar gas an jera su a ƙasa. Baya ga iskar gas, yanayin yana ƙunshe da ɓarna kamar aerosol, wanda ya haɗa da misali droplets, lu'ulu'u na kankara, ƙwayoyin cuta, da ƙura.

 Tarihi 
Girkawa na dā sun ɗauki iska a matsayin ɗaya daga cikin abubuwa huɗu. Nazarin kimiyya na farko game da abubuwan da ke cikin yanayi ya fara ne a cikin ƙarni na 18, kamar yadda masana kimiyya irin su Joseph Priestley, Antoine Lavoisier da Henry Cavendish suka yi ma'auni na farko na abubuwan da ke cikin yanayi. 

A ƙarshen 19th da farkon ƙarni na 20, sha'awa ta koma ga abubuwan da aka gano tare da ƙaramin ƙima. Wani muhimmin bincike na kimiyyar yanayi shine gano ozone na Christian Friedrich Schönbein a 1840.

A cikin karni na 20, kimiyyar yanayi ta ci gaba daga nazarin abubuwan da ke tattare da iskar zuwa la'akari da yadda yawan iskar iskar gas a cikin yanayi ya canza a tsawon lokaci da kuma tsarin sinadaran da ke haifar da lalata mahalli a cikin iska. Misalai biyu masu mahimmanci na wannan shine bayanin da Sydney Chapman da Gordon Dobson suka yi game da yadda ake ƙirƙirar da kuma kiyaye shi, da kuma bayanin smog na photochemical na Arie Jan Haagen-Smit. Ci gaba da karatu a kan al'amurran da suka shafi ozone ya kai ga kyautar Nobel ta 1995 a cikin ilmin sunadarai da aka raba tsakanin Paul Crutzen, Mario Molina da Frank Sherwood Rowland.https://www.nature.com/subjects/atmospheric-chemistry. 

A cikin ƙarni na 21st yanzu mayar da hankali yana sake canzawa. Ana ƙara nazarin ilmin sunadarai na yanayi a matsayin wani ɓangare na tsarin Duniya. Maimakon mayar da hankali kan ilmin sunadarai na yanayi a ware, yanzu an mayar da hankali kan ganinsa a matsayin wani ɓangare na tsarin guda ɗaya tare da sauran yanayi, biosphere da geosphere. Wani muhimmin abin da ke haifar da hakan shi ne alakar da ke tsakanin ilmin sinadarai da yanayi kamar illar sauyin yanayi kan farfadowar ramin ozone da akasin haka amma har ma da mu'amalar abubuwan da ke tattare da yanayi tare da tekuna da yanayin halittu.

 Hanya 
Abubuwan lura, ma'aunin lab, da ƙirar ƙira sune manyan abubuwa uku na tsakiya a cikin sinadarai na yanayi. Ci gaba a cikin sinadarai na yanayi sau da yawa yana haifar da hulɗar da ke tsakanin waɗannan abubuwan kuma suna samar da haɗin kai gaba ɗaya. Misali, abubuwan lura na iya gaya mana cewa akwai ƙarin abubuwan sinadarai fiye da yadda ake tsammani zai yiwu. Wannan zai tada sabbin nazarce-nazarce da binciken dakin gwaje-gwaje wanda zai kara fahimtar kimiyyar mu har zuwa inda za a iya bayyana abubuwan lura.

 Lura 
Abubuwan lura da sinadarai na yanayi suna da mahimmanci ga fahimtarmu. Abubuwan lura na yau da kullun na abubuwan sinadaran suna gaya mana game da canje-canjen abubuwan da ke cikin yanayi na tsawon lokaci. Wani muhimmin misali na wannan shine Keeling Curve - jerin ma'auni daga 1958 zuwa yau wanda ke nuna ci gaba da haɓakar ƙwayar carbon dioxide (duba ma'auni mai gudana na yanayi CO 2 ). Ana yin abubuwan lura da sinadarai na yanayi a wuraren kallo kamar na Mauna Loa da kan dandamali na wayar hannu kamar jirgin sama (misali Facility na Burtaniya don Ma'aunin yanayi na iska ), jiragen ruwa da balloons. Ana ci gaba da lura da abubuwan da ke cikin yanayi ta hanyar tauraron dan adam tare da kayan aiki masu mahimmanci irin su GOME da MOPITT suna ba da hoton gurɓataccen iska da sinadarai a duniya. Abubuwan lura na saman suna da fa'idar cewa suna samar da bayanan dogon lokaci a babban ƙudurin lokaci amma suna iyakancewa a tsaye da sarari sarari waɗanda suke ba da abubuwan lura daga. Wasu kayan aikin da aka kafa misali LIDAR na iya samar da bayanan tattara bayanai na mahaɗan sinadarai da aerosol amma har yanzu ana iyakance su a cikin yankin kwance da za su iya rufewa. Ana samun abubuwan lura da yawa akan layi a cikin Rukunin Bayanai na Chemistry na Yanayi.Ritter, Karl (9 November 2015). "UK: In 1st, global temps average could be 1 degree C higher". AP News. Retrieved 11 November 2015.

 Karatun dakin gwaje-gwaje 
Ma'aunai da aka yi a cikin dakin gwaje-gwaje suna da mahimmanci don fahimtar tushe da magudanar ruwa da abubuwan da ke faruwa a zahiri. Ana yin waɗannan gwaje-gwajen a cikin mahalli masu sarrafawa waɗanda ke ba da izinin kimanta daidaitattun halayen halayen sinadarai ko kimanta kaddarorin wani yanki na yanayi.National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (2016). Future of Atmospheric Research: Remembering Yesterday, Understanding Today, Anticipating Tomorrow. Washington, DC: The National Academies Press. p. 15. ISBN 978-0-309-44565-8. Nau'o'in bincike da ke da sha'awa sun haɗa da duka waɗanda ke kan halayen gas-lokaci, da kuma halayen halayen da suka dace da samuwar da girma na aerosols. Har ila yau, babban mahimmanci shi ne nazarin yanayin photochemistry wanda ke ƙididdige yadda adadin kwayoyin da ke raba su da hasken rana da kuma abin da ke haifar da su. Bugu da ƙari, ana iya samun bayanan thermodynamic kamar ƙididdigar dokar Henry.Cole, Steve; Gray, Ellen (14 December 2015). "New NASA Satellite Maps Show Human Fingerprint on Global Air Quality". NASA. Retrieved 14 December 2015. 

 Yin samfuri 
Don haɗawa da gwada fahimtar ka'idar ilmin sinadarai na yanayi, ana amfani da ƙirar kwamfuta (kamar samfuran jigilar sinadarai ). Samfuran ƙididdiga suna warware ma'auni daban-daban waɗanda ke tafiyar da yawan sinadarai a cikin yanayi. Suna iya zama mai sauƙi ko rikitarwa. Ciniki ɗaya gama-gari a cikin ƙirar ƙididdiga shine tsakanin adadin mahaɗan sinadarai da halayen sinadarai waɗanda aka ƙirƙira tare da wakilcin sufuri da gauraya a cikin yanayi. Misali, samfurin akwatin na iya haɗawa da ɗaruruwa ko ma dubban halayen sinadarai amma kawai zai sami ainihin ɗanyen wakilcin haɗuwa a cikin yanayi. Sabanin haka, ƙirar 3D suna wakiltar yawancin tafiyar matakai na zahiri na yanayi amma saboda ƙuntatawa akan albarkatun kwamfuta zai sami ƙarancin halayen sinadarai da mahadi. Za'a iya amfani da samfura don fassara abubuwan lura, gwada fahimtar halayen sinadarai da kuma tsinkayar adadin mahaɗan sinadaran nan gaba a cikin yanayi. waɗannan samfuran na iya zama na duniya (simulating duk duniya) ko kuma suna iya zama yanki (mai da hankali kan takamaiman yanki kawai). Ciniki tsakanin hanyoyin biyu shine ƙudurinsu da kuma adadin dalla-dalla da za su iya bayarwa; Samfuran duniya yawanci suna da ƙananan ƙuduri a kwance kuma suna wakiltar ƙananan hanyoyin sinadarai amma suna kwaikwaya yanki mafi girma, yayin da ƙirar yanki ba sa kwaikwayi duk duniya amma suna mai da hankali kan yanki ɗaya mai ƙuduri mafi girma da ƙarin cikakkun bayanai. Wani muhimmin yanayin da ake ciki yanzu shine na'urorin sinadarai na yanayi su zama sashe ɗaya na tsarin tsarin duniya wanda za'a iya yin nazarin alaƙa tsakanin yanayi, abubuwan da ke cikin yanayi da kuma yanayin halittu. Wadannan nau'ikan nau'ikan suna ba da damar haɗuwa da sassa daban-daban na duniya, kamar yanayi, biosphere da hydrosphere; kyale masu amfani su yi nazarin rikitattun hulɗar da ke tsakanin su.

Wasu samfura ana gina su ta hanyar janareta na lamba ta atomatik (misali Autochem ko Kinetic Preprocessor ). A cikin wannan tsarin ana zaɓar saitin abubuwan ƙira kuma janareta ta atomatik za ta zaɓi halayen da ke tattare da waɗancan abubuwan daga saitin bayanan bayanai. Da zarar an zaɓi halayen da aka yi, za a iya gina ma'auni daban-daban na yau da kullun waɗanda ke bayyana juyin halittar lokacin su ta atomatik.

 Manazarta