CO2SYS

CO2SYS
Оригинальный автор(ы)	Эрни Льюис и Даг Уоллес
Первоначальный выпуск	1998
Написано в	QBasic, MATLAB, Python, Microsoft Excel
Доступно в	Английский
Веб-сайт	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 — это семейство программ , которые рассчитывают химическое равновесие для видов и параметров водного неорганического углерода . Их основная функция — использовать любые два из четырех основных параметров системы неорганического углерода ( pH , щелочность , растворенный неорганический углерод и парциальное давление углекислого газа ) для расчета различных химических свойств системы. Эти программы широко используются океанографами и лимнологами для понимания и прогнозирования химического равновесия в природных водах. ^{[ 1 ]}

История

Химическое равновесие в морских и пресноводных системах рассчитывалось в соответствии с различными соглашениями на протяжении большей части 20-го века, что приводило к расхождениям в лабораторных расчетах и ограниченной научной воспроизводимости. ^{[ 2 ]} CO2SYS был впервые опубликован Эрни Льюисом и Дугом Уоллесом в 1998 году как программа с интерфейсом DOS, написанная на QBasic. ^{[ 1 ]} Последующие разработки включали несколько реализаций MATLAB , ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]} два шаблона Microsoft Excel , ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} пакет Python «PyCO2SYS», ^{[ 6 ]} и пакет R , вдохновленный CO2SYS, «морским карбом». ^{[ 1 ]}^{[ 7 ]} Разработка различных программ CO2SYS продолжается с 2021 года с добавлением большего количества параметров химического равновесия и совместимости с более широким спектром сред, например, с бескислородными водами. ^{[ 8 ]}

Химический обзор

Водная неорганическая углеродная система состоит из различных ионных, растворенных, твердых и/или газообразных форм диоксида углерода в воде. К этим видам относятся растворенный диоксид углерода , угольная кислота , бикарбонат- анион , карбонат-анион , карбонат кальция , карбонат магния и другие. Относительное количество каждого вида в водоеме зависит от физических переменных, включая температуру и соленость, а также от химических переменных, таких как pH и парциальное давление газа. Такие переменные, как щелочность и растворенный (или общий) неорганический углерод, дополнительно определяют баланс массы и заряда, который ограничивает общее состояние системы. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Учитывая любые два из четырех основных параметров системы неорганического углерода (pH, щелочность, растворенный неорганический углерод, парциальное давление углекислого газа), остаток можно получить путем решения системы уравнений, соответствующих принципам химической термодинамики . ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Орр, Дж.К.; Эпиталон, Ж.-М.; Гаттузо, Ж.-П. (09 марта 2015 г.). «Сравнение десяти пакетов, рассчитывающих химический состав карбонатов океана» (PDF) . Биогеонауки . 12 (5): 1483–1510. Бибкод : 2015BGeo...12.1483O . дои : 10.5194/bg-12-1483-2015 . ISSN 1726-4189 .
^ Льюис и Уоллес (1998). «Программа, разработанная для расчета системы CO2» . ОРНЛ/CDIAC-105 . Архивировано из оригинала 11 января 2021 г.
^ Ван Хевен, С.; Пьеро, Д.; Рэй, JWB; Льюис, Э.; Уоллес, DWR (2011), Программа MATLAB, разработанная для расчетов систем CO2. ОРНЛ/CDIAC-105b. , Отделение наук об окружающей среде Национальной лаборатории Ок-Риджа, Центр анализа информации о углекислом газе (CDIAC), doi : 10.3334/cdiac/otg.co2sys_matlab_v1.1 , получено 9 января 2021 г.
^ Пьеро Д., Льюис Э. и Уоллес DWR: Программа MS Excel, разработанная для расчетов систем CO2, Tech. респ., Углекислый газ Инф. Анальный. Цент., Ок-Ридж, Нэтл. Лаборатория Министерства энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, 2006 г.
^ Пеллетье, Г., Льюис, Э., и Уоллес, Д.: CO2SY S.XLS: Калькулятор для системы CO2 в морской воде для Microsoft Excel / VBA, Департамент экологии штата Вашингтон / Brookhaven Nat. Lab., Олимпия, Вашингтон/Аптон, Нью-Йорк, США, 2007 г.
^ Хамфрис, Мэтью П.; Сэндборн, Дэниел; Грегор, Люк; Пьеро, Дени; ван Хьювен, Стивен МАК; Льюис, Эрни Р.; Уоллес, Дуглас В.Р. (13 мая 2021 г.), «PyCO2SYS: расчеты морской карбонатной системы на Python» , Zenodo , Bibcode : 2021zndo...4757055H , doi : 10.5281/zenodo.4757055 , получено 14 июня 2021 г.
^ Гаттузо, Ж.-П., Эпиталон, Ж.-М. и Лавин, Х.: seacarb: химия карбонатов морской воды с пакетом R.R версии 3.0.6, The Comprehensive R Archive Network, http://CRAN.R-project.org/ package=seacarb, 2015.
^ Сюй, Юань-Юань; Пьеро, Дени; Цай, Вэй-Цзюнь (2017). «Расчет карбонатной системы океана для бескислородных вод с использованием обновленной программы CO2SYS» . Морская химия . 195 : 90–93. Бибкод : 2017Март.195...90Х . дои : 10.1016/j.marchem.2017.07.002 .
^ Зибе, Ричард Э. (15 октября 2001 г.). CO2 в морской воде: равновесие, кинетика, изотопы . Вольф-Гладроу, Дитер А. Амстердам. ISBN 978-0-08-052922-6 . OCLC 246683387 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Перейти обратно: ^а ^б Штумм, Вернер. (2012). Водная химия: химическое равновесие и скорость в природных водах . Морган, Джеймс Дж. (3-е изд.). Хобокен: Уайли. ISBN 978-1-118-59148-2 . OCLC 830169758 .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Орр, Дж.К.; Эпиталон, Ж.-М.; Гаттузо, Ж.-П. (09 марта 2015 г.). «Сравнение десяти пакетов, рассчитывающих химический состав карбонатов океана» (PDF) . Биогеонауки . 12 (5): 1483–1510. Бибкод : 2015BGeo...12.1483O . дои : 10.5194/bg-12-1483-2015 . ISSN 1726-4189 .

[2] Льюис и Уоллес (1998). «Программа, разработанная для расчета системы CO2» . ОРНЛ/CDIAC-105 . Архивировано из оригинала 11 января 2021 г.

[3] Ван Хевен, С.; Пьеро, Д.; Рэй, JWB; Льюис, Э.; Уоллес, DWR (2011), Программа MATLAB, разработанная для расчетов систем CO2. ОРНЛ/CDIAC-105b. , Отделение наук об окружающей среде Национальной лаборатории Ок-Риджа, Центр анализа информации о углекислом газе (CDIAC), doi : 10.3334/cdiac/otg.co2sys_matlab_v1.1 , получено 9 января 2021 г.

[4] Пьеро Д., Льюис Э. и Уоллес DWR: Программа MS Excel, разработанная для расчетов систем CO2, Tech. респ., Углекислый газ Инф. Анальный. Цент., Ок-Ридж, Нэтл. Лаборатория Министерства энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, 2006 г.

[5] Пеллетье, Г., Льюис, Э., и Уоллес, Д.: CO2SY S.XLS: Калькулятор для системы CO2 в морской воде для Microsoft Excel / VBA, Департамент экологии штата Вашингтон / Brookhaven Nat. Lab., Олимпия, Вашингтон/Аптон, Нью-Йорк, США, 2007 г.

[6] Хамфрис, Мэтью П.; Сэндборн, Дэниел; Грегор, Люк; Пьеро, Дени; ван Хьювен, Стивен МАК; Льюис, Эрни Р.; Уоллес, Дуглас В.Р. (13 мая 2021 г.), «PyCO2SYS: расчеты морской карбонатной системы на Python» , Zenodo , Bibcode : 2021zndo...4757055H , doi : 10.5281/zenodo.4757055 , получено 14 июня 2021 г.

[7] Гаттузо, Ж.-П., Эпиталон, Ж.-М. и Лавин, Х.: seacarb: химия карбонатов морской воды с пакетом R.R версии 3.0.6, The Comprehensive R Archive Network, http://CRAN.R-project.org/ package=seacarb, 2015.

[8] Сюй, Юань-Юань; Пьеро, Дени; Цай, Вэй-Цзюнь (2017). «Расчет карбонатной системы океана для бескислородных вод с использованием обновленной программы CO2SYS» . Морская химия . 195 : 90–93. Бибкод : 2017Март.195...90Х . дои : 10.1016/j.marchem.2017.07.002 .

[9] Зибе, Ричард Э. (15 октября 2001 г.). CO2 в морской воде: равновесие, кинетика, изотопы . Вольф-Гладроу, Дитер А. Амстердам. ISBN 978-0-08-052922-6 . OCLC 246683387 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[:1-10] Перейти обратно: ^а ^б Штумм, Вернер. (2012). Водная химия: химическое равновесие и скорость в природных водах . Морган, Джеймс Дж. (3-е изд.). Хобокен: Уайли. ISBN 978-1-118-59148-2 . OCLC 830169758 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]