ثاني أكسيد الكربون
| المؤلف(ون) الأصلي(ون) | إيرني لويس ودوج والاس |
|---|---|
| الإصدار الأولي | 1998 |
| مكتوب في | QBasic، MATLAB، Python، Microsoft Excel |
| متوفر في | إنجليزي |
| موقع إلكتروني | https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/ftp/co2sys/
https://pyco2sys.readthedocs.io/en/latest/ https://ecology.wa.gov/Research-Data/Data-resources/Models-spreadsheets/Modeling-the-environment/Models-tools-for-TMDLs |
CO2SYS هي عائلة من برامج الكمبيوتر التي تحسب التوازنات الكيميائية لأنواع الكربون غير العضوي المائي والمعلمات. وتتمثل وظيفتها الأساسية في استخدام أي اثنين من معلمات نظام الكربون غير العضوي الأربعة المركزية ( الرقم الهيدروجيني ، والقلوية ، والكربون غير العضوي المذاب ، والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون ) لحساب الخصائص الكيميائية المختلفة للنظام. تُستخدم هذه البرامج على نطاق واسع من قبل علماء المحيطات وعلماء المياه العذبة لفهم وتوقع التوازنات الكيميائية في المياه الطبيعية. [1]
تاريخ
تم حساب التوازنات الكيميائية في الأنظمة البحرية والمياه العذبة وفقًا لاتفاقيات مختلفة لمعظم القرن العشرين، مما أدى إلى تناقضات بين حسابات المختبرات وقابلية إعادة الإنتاج العلمية المحدودة. [2] تم نشر CO2SYS لأول مرة بواسطة Ernie Lewis وDoug Wallace في عام 1998 كبرنامج واجهة DOS مكتوب بلغة QBasic. [1] تضمنت التطورات اللاحقة العديد من تطبيقات MATLAB ، [1] [3] قالبين من Microsoft Excel ، [1] [4] [5] حزمة Python "PyCO2SYS"، [6] وحزمة R مستوحاة من CO2SYS، "seacarb". [1] [7] يستمر تطوير برامج CO2SYS المختلفة اعتبارًا من عام 2021 مع إضافة المزيد من معلمات التوازن الكيميائي والتوافق مع مجموعة أوسع من البيئات، على سبيل المثال المياه الخالية من الأكسجين . [8]
نظرة عامة على المواد الكيميائية
يتكون نظام الكربون غير العضوي المائي من أشكال مختلفة من ثاني أكسيد الكربون في الماء، وهي الأيونات، والصلبة، و/أو الغازات. وتشمل هذه الأنواع ثاني أكسيد الكربون المذاب ، وحمض الكربونيك ، وأنيون البيكربونات ، وأنيون الكربونات ، وكربونات الكالسيوم ، وكربونات المغنيسيوم ، وغيرها. تعتمد الكميات النسبية لكل نوع في المسطح المائي على المتغيرات الفيزيائية بما في ذلك درجة الحرارة والملوحة، وكذلك المتغيرات الكيميائية مثل الرقم الهيدروجيني والضغط الجزئي للغاز. تحدد المتغيرات مثل القلوية والكربون غير العضوي المذاب (أو الكلي) توازن الكتلة والشحنة الذي يقيد الحالة الكلية للنظام. [9] [10]
بالنظر إلى أي اثنين من معلمات نظام الكربون غير العضوي المركزية الأربعة (الرقم الهيدروجيني، القلوية، الكربون غير العضوي المذاب، الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون) يمكن استخلاص الباقي عن طريق حل نظام المعادلات التي تلتزم بمبادئ الديناميكا الحرارية الكيميائية . [10]
مراجع
- ^ abcde Orr, JC; Epitalon, J.-M.; Gattuso, J.-P. (2015-03-09). "مقارنة بين عشر حزم تحسب كيمياء كربونات المحيط" (PDF) . Biogeosciences . 12 (5): 1483–1510. Bibcode :2015BGeo...12.1483O. doi : 10.5194/bg-12-1483-2015 . ISSN 1726-4189.
- ^ لويس ووالاس (1998). "برنامج تم تطويره لحسابات نظام ثاني أكسيد الكربون". ORNL/CDIAC-105 . مؤرشف من الأصل في 2021-01-11.
- ^ Van Heuven, S.; Pierrot, D.; Rae, JWB; Lewis, E.; Wallace, DWR (2011), MATLAB Program Developed for CO2 System Calculations. ORNL/CDIAC-105b., Oak Ridge National Laboratory Environmental Sciences Division, Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC), doi :10.3334/cdiac/otg.co2sys_matlab_v1.1 , تم الاسترجاع في 2021-01-09
- ^ Pierrot, D., Lewis, E., and Wallace, DWR: برنامج MS Excel تم تطويره لحسابات نظام ثاني أكسيد الكربون، ممثل فني، مركز تحليل ثاني أكسيد الكربون، مختبر أوك ريدج الوطني، وزارة الطاقة الأمريكية، أوك ريدج، تينيسي، 2006.
- ^ بيليتير، جي، لويس، إي، والاس، دي: CO2SY S.XLS: آلة حاسبة لنظام ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر لبرنامج Microsoft Excel/VBA، قسم علم البيئة بولاية واشنطن/مختبر بروكهافن الوطني، أولمبيا، واشنطن/أبتون، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية، 2007.
- ^ همفريز ، ماثيو ب. ساندبورن، دانيال؛ جريجور لوقا. بييرو، دينيس. فان هيوفن، ستيفن ماك؛ لويس، إرني ر. والاس، دوغلاس WR (2021-05-13)، “PyCO2SYS: حسابات نظام الكربونات البحرية في بايثون”، Zenodo ، بيب كود :2021zndo...4757055H، دوى :10.5281/zenodo.4757055 ، استرجاعها 2021/06/14
- ^ Gattuso, J.-P., Epitalon, J.-M. and Lavigne, H. : seacarb: كيمياء كربونات مياه البحر باستخدام حزمة R. R الإصدار 3.0.6، شبكة أرشيف R الشاملة، http://CRAN.R-project.org/ package=seacarb، 2015.
- ^ Xu, Yuan-Yuan; Pierrot, Denis; Cai, Wei-Jun (2017). "حساب نظام كربونات المحيط للمياه الخالية من الأكسجين باستخدام برنامج CO2SYS المحدث". الكيمياء البحرية . 195 : 90–93. رمز Bibcode : 2017MarCh.195...90X. doi : 10.1016/j.marchem.2017.07.002 .
- ^ زيبي، ريتشارد إي. (15 أكتوبر 2001). ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر: التوازن، الحركية، النظائر. وولف-جلادرو، ديتر أ. أمستردام. رقم ISBN 978-0-08-052922-6. OCLC 246683387.
{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط ) - ^ ab Stumm, Werner. (2012). الكيمياء المائية: التوازنات الكيميائية ومعدلاتها في المياه الطبيعية. مورجان، جيمس جيه. (الطبعة الثالثة). هوبوكين: وايلي. ISBN 978-1-118-59148-2. OCLC 830169758.
