Tema 6: Sistemas atmosféricos y sociedades
CO2 en la atmosfera
0,03
Protocolo de Montreal
1987, un acuerdo internacional para la reducción de las sustancias que reducen la capa de ozono firmado por UNEP para que los gobiernos legislasen regulaciones para reducir el consumo y la producción de gases halogenados orgánicos como los CFCs
de que esta compuesta la atmósfera?
78% de dinitrógeno N2, 20,9% de O2 oxigeno, 0,93% de Ar argon, 0,03% de CO2 y 0,14% de otros gases traza como el vapor de agua.
NO2 formando O3
NO2 + luz = No + O O + O2 = O3 y si no hay hidrocarburos el ozono se recicla: O3 + NO = NO + O2
densidad y el aire
a medida que densidad aumenta, volumen disminuye y visa versa el aire va de alta presión a baja presión y por tanto esas zonas suelen ser inestables al tener más lluvia y viento
formación del PAN
a partir de reacciones entre radicales libres, contaminantes primarios y O2
efectos directos H2SO4
acidificación de coníferas, acido en los organismos acuáticos y la nieva más que la lluvia por que se expone constantemente si nieva mucho
acidificación de las plantas
acidificación de sus cutículas hasta no poder hacer la fotosíntesis
como afectan las actividades humanas a la atmósfera?
afectan su composición al alterar las entradas y las salidas como en las concentraciones de gases (el CO2 se modifico un poco y las temperaturas cambiaron mucho)
nubes
agua en estado liquido
la mesosfera
aquí el frío vuelve a aumentar y hay muy poca densidad, esta entre los 50 y los 80 km de altura, entre la capa de ozono y la mesopausa y aquí se desintegran meteoritos pequeños
las plantas y la contaminación atmosférica
aunque ayuden a controlar los niveles de CO2 y aumenten la cantidad de O2, pueden soltar: COVs al cortar el césped y metano cuando están en estado de descomposicion
espectromagnetico solar
aunque hay muchas ondas de luz hechas de partículas de electrones, protones y radiación electromagnética) los humanos solo podemos ver el espectro de luz visible
homosfera
capas donde los gases están mezclados, como la troposfera, estratosfera y la mesosfera
ionosfera
capas donde los gases están separados en hidrogeno, helio, oxigeno atómico y nitrógeno molecular aquí es más peligrosos vertir sustancias ya que no se dispersan
NOx
causante del smog fotoquimico al ser un contaminante fotoquimico, se convierte en NO y reacciona con el O3 que es emitido con la agricultura intensiva y los aviones supersónicos son muy reactivos y rompen las moléculas de oxigeno como el UV y a nivel troposferico se pueden convertir en ozono
CO2
combustibles fósiles y la deforestación (al haber menos fotosíntesis)
tipos de gases
compuestos de azufre (SOx de la combustion de carburantes con azufre), compuestos nitrógeno (NOx por la combustion de O2 y N2 por el humo de los coches), compuestos de carbono (uso de disolventes y la combustion de carburantes de petróleo), óxidos de carbono (combustión), compuestos de halógenos (industrias metalúrgicas de fundir metales) y oxigeno y los oxidantes (instalaciones eléctricas de alta tensión y vehículos automóviles)
COVs
compuestos orgánicos volatiles que pueden inferir en la salud humana, toxicidad de los ecosistemas, desperfectos en los materiales y inferir en la actividad fotosintética
partículas pequeñas
cuanto mas pequeñas mas duran en la atmosfera y en el agua
los rayos del sol
cuanto más cortos más energía, cuando las partículas van rápido puede penetrar atómicamente el ADN y causar mutaciones (cancer)
protones y la acidez
cuantos más haya, más acidez
causas de las nieblas contaminantes
deforestación, quema de combustibles fósiles,
precipitación y brisa marina
desplaza los contaminantes de la atmósfera al suelo y el mar desplaza los contaminantes
que produce la combustión de combustibles fósiles?
dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno como contaminantes primarios y estos gases luego se pueden convertir en secundarios de deposición seca (cenizas y particuculas secas) o deposición humedades (la lluvia y la nieve) el carbon emite más azufre que el petróleo y el Gas Natural
datos de pH
el agua suele tener un pH neutro de 7 los peces no son afectados por lluvia de 6-5 la reproducción de un pez se afecta de 5-4 los peces fueron de acidez en agua de pH 4-3
formación de la capa de ozono
el excesso de 02 lo permitir y al proteger los seres vivos de la radiación expandieron con rapidez (40 millones de especies)
la función del oceano
el mar almacena muchos de los gases que emitimos pero esto es malo porque causa acidificaciones y cambios en el pH hasta que no puede retener mas y lo vuelve a soltar un ejemplo de esto es el calentamiento global porque ahora no se nota tanto al estar retenido por el océano pero encanto que lo suelte habra un punto de inflexión
que dos gases predominan en la atmosfera?
el oxigeno y el nitrógeno
Fotolisis del oxigeno
el proceso de la ruptura de la luz que el ozono estratosferico absorbe en el caso de los rayos UV y la misma que le rompe y nos puede matar es la que utiliza en su proceso de creación O2 + UV = O + O
en que influyen el comportamiento, la estructura y la composición de la tierra?
en las variaciones que se producen en todos los ecosistemas
acumulaciones de contaminación en distintas topografías
en un valle se acumula y en la cima de una montaña no
tipos de contaminaciones
energia, como la radiación y el sonido, y materia como el CO2, el plástico, etc.
rozamiento
es más fuerte en las superficies menores
factores que afectan el clima
factores abioticos: la capa de ozono y el suelo al soltar nitrógeno factores bioticos: la fotosíntesis de los organismos sintéticos (CO2 y O2), bacterias fijadoras de nitrógeno, la respiración (O2 y CO2) y el CO2 almacenado en la biomasa hasta la descomposición o que se convierta en fósil
aparición del 02 atmosférico
fotosíntesis rompe el H2O en O2 por el sol, el O2 permaneció en el agua marina y oxido El Hierro y el azufre, se suelta el 21%actual a la atmosfera
aspectos negativos del ozono
gas invernadero, atrapa polvo y humo (niebla toxica) que luego pude dañar a los ojos, los pulmones y la garganta, reduce las cosechas al dañar el mesofilo y deficiencia de vitamina D produce raquitismo
Ionosfera o termosfera
la capa mas espesa/grande, entre 80 y 600 km, el N y el O absorben los rayos X y gama en los polos, se emiten y se ionizan emitiendo luz de distintos colores dependiendo en los elementos químicos emitidos (aurora polear) y las ondas de radio son rebotadas
la troposfera
la capa más importante donde esta: el movimiento del aire por corrientes que liberan los contaminantes que luego pueden causar daño en sitios donde no se produjeron, es la capa más densa, hasta los 10 km de altura por encima del nivel del mar hasta la tropopausa, vapor de agua y por tanto nubes, efecto invernadero, los gases van hacía los polos
contaminación y temperaturas
la contaminación concentrada es peor y en las costas las temperaturas se mantienen mas constantes que en los centros
Reaccion de sintesis
la creación del ozono O3 : O2 + O = O3 + calor
mal de pierda
la degradación de una pierda (monumentos, estatua y construcciones) o erosión causada por contaminantes y la lluvia acida ya sea humeda o seca toledo sufre mal de piedra por todos los coches que hay y el coliseo en roma que se esta deteriorando
Reacción de catálisis
la destrucción del ozono por fotolitos o reacción con el oxigeno: O3 + O = O2 + O2
topografia
la forma de la superficie de la tierra
calor en las cuidadas
la isla de calor crea un mini efecto invernadero, menos corrientes de viento entre los edificios, afecto albedo disminuye por la contaminación, más entropía, plantas escasas y por tanto poca evotranspitración
contaminación y corrosion
la lluvia acida afecta a los metales, las piedras y la pintura el ozono troposferico afecta a la pintura el H2S afecta a las gomas y los cauchos
efectos de la lluvia ácida en la salud
la lluvia acida no causa daños a los humanos aunque los contaminantes que lo producen (SO2 y NOx) si dependiendo en el tiempo y la cantidad a la que se esta expuesto uno puede dar lugar a daños pulmonares, enfermedades o incluso muerte prematura (un millón de personas mueren al año por la contaminación atmosférica, más que del cancer)
los sistemas cuarticos mas afectados que los terrestres por la lluvia acida
la piel de los anfibios (indicadores de sustentabilidad) es permeable y por tanto afectada más directamente, los lagos en roca no caliza como granito, el efecto es mayor porque son piedras acidas que aumentan los efectos mientras que la caliza y otras piedras alcalinas lo neutralizan, eutrofización, estresando a los arboles lo que puede causar sequías, plagas, enfermedades, parasitos y más, retardar crecimiento, dañar o muerte de los bosques, microbiota del suelo se puede afectar causando una perdida de nutrientes, aumentar solubilidad y empobrecer el suelo, empobrece la productividad y germinación de las plantas, e inhibe la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno y lo empobrece de nitratos y finalmente compuestos metales tóxicos se pueden arrastrar por la cadena trofica
efecto albedo
la radiación que refleja una superficie, si es mayor la temperatura es menor, existe un equilibrio dinámico entre este efecto y el invernadero, con un cambio brusco puede llegar a haber una catástrofe natural en las condiciones ambientales y el albedo de la tierra es del 30% y solo el 70% de la radiación entra, el resto se refleja al espacio de vuelta
radiación
la radiación solar esta hecha de ondas de distintas longitudes y partículas ionizadas del viento sola. Las ondas están principalmente compuesta por luz visible, UV y calor infrarroja el calor es de longitud larga porque es la forma más gastada de la energía la radiación es muy dañina para la salud biológica tanto como para los organismos fotosinteticos (especialmente la fitoplancton que es la base de las redes traficas acuáticas) y a los tejidos vivos humanos (cataratas, cancer de piel, mutaciones durante la división celular otros efectos)
ejemplo de un equilibrio dinamico
la ruptura y creación del ozono que ha sido perturbada por las actividades humanas
de que depende la frecuencia y la severidad de la niebla contaminante en una area?
la topografia local, climatologia, densidad poblacional y el uso de combustibles fósiles
PPCs
las partículas de los desodorantes que se tuvieron que prohibir que se comen la capa de ozono
como se fija e oxigeno?
las plantas fijan el oxigeno en el almidón (cadenas muy largas de carbono) y la glucosa
que afectan las erupciones volcánicas
las temperaturas de las generaciones próximas (más humo, más nubes bajas, más reflejan, más efecto albedo, disminuyen las temperaturas
Bromuro de metilo
liberan atomos de bromo y es un compuesto orgánico halogenado que se puede encontrar en la pesticidas y es uno de los gases responsables de deteriorar la capa de ozono además de que puede resultar en efectos agudos (corto plazo) en las personas
Halones
liberan atomos de cloro y son gases extintores bastante nocivos para los humanos
efecto indirecto sobre los nutrientes
lixiviación de los nutrientes de las plantas
H2SO4 o lluvia acida
lluvia con un pH inferior a 5,6 (lluvia normal ligeramente acida por reaccionar con el CO2) esta causa efectos adversos en los seres vivos y ecosistemas
la contaminación transfronteriza
los efectos negativos de la lluvia ácida no tienen porque producirse en las naciones donde se produjeron, dando lugar a esto como entre Mexico y EEUU o EEUU y Canada las nubes que contienen los contaminantes pueden ser arrasadas por el viento viajando hasta 500 km al día los conflictos de las naciones producidos pueden varia dependiendo en el EVS de la nación
anticiclon polar (vortice polar)
los gases están concentrado donde las capas de la atmósfera bajan evitando que los gases se puedan mezclar con otros en esta zona los abundantes CFCs destruyen el O3 y por eso es mas fino en los polos. Además no hay muchos NO2 para destruir los CFCs y los pocos que hay reaccionan con H2O dando lugar a lluvias acidas de acido nitrico aquí los N2O son beneficiosos pero no hay los suficientes
aumento del nitrógeno atmosférico
los seres vivos convierten a los NOx del medio a través de reacciones metabólicas en N2 atmosférico
HCFCs
los substitutos de los CFCs cuando se prohibieron y estos liberaban átomos de cloro incluso más dañinos que los de los CFCs aunque tenían una vida menor y no daña a la capa de ozono, ha demostrado ser un gas del efecto invernadero
estrategias de gestión de la contaminación que causa nieblas contaminantes
modificar la actividad humana para consumir menos combustibles fósiles (como andar, bici, transporte público), regular y reducir los contaminantes en el punto de emisión mediante impuesto fiscales y otros reglamentos, uso de convertidores catalíticos para depurar los gases de escape de los vehículos de contaminantes primarios, regular la calidad de los combustibles fósiles por parte del gobierno, adopción de medidas de limpieza como la reforestación, resembrar y la conservación de areas para capturar dióxido de carbono
densidad atmosferica
más abajo, más densidad y más arriba menos (por eso es más difícil respirar en lo alto)
presión atmosférica
más bajo la presión y el volumen disminuye (se comprime) y más arriba menos presión y más volumen (se expande) como las botellas en el avión
fuentes de contaminación
naturales (partículas, polvo, óxidos de azufre, polen, virus y otros componentes derivados del suelo, el mar, los volcanes y las plantas) antropogenicos (el trafico, el CO2, los residuos, quema de rastrojos, refinería de petróleo, ganadería, agricultura y más)
exosfera o magnetosfera
no es una capa de la atmosfera, muy poca densidad, entre los 600 y 10000 km y es más débil en los polos por lo que en esa zona hay más radiación y la capa de ozono en parte es más finita el sol esta emitiendo vienta solar continuamente con componentes como el O, He y H... como la tierra es un iman enorme se crea una barrera magnética o un campo magnético que deflect las particles que vienen cargadas del viento solar, y si no existiera esas partículas ionizadas con mucha fuerza arrasarían la atmósfera del planeta
gradiente adiabatico
no existe un intercambio de calor, solo del suelo hacia arriba pero no en contacto con otras columnas porque son demasiado grandes un ejemplo de esto serian las focas y otros animales expuestos al frío porque aunque estén en superficies frías por su masa corporal al ser tan agrandes se mantienen sus temperaturas corporales calientes
inicuo
no hacen daño
la capa de ozono
nos protege de la radiación aunque si nos lleguen los rayos UV la capa de ozono es muy finita (15-30 km y ahora incluso más) y no hay un agujero sino que es aún más finita donde los polos y por eso allí se exponen a más radiación esta encima de la troposfera, dentro de la estratosfera
aspectos positivos del ozono
nos protege de los rayos UV, modera la temperatura y se utiliza como un tratamiento de enfermedades y para esterilizar porque mata a las bacterias patógenas
tipos de partículas
polvos (partículas solidas procedentes de la trituración de las rocas, cenizas volcánicas o partículas arrasadas por el viento), humos (pequeñas partículas originadas por combustión), nieblas (suspensiones de líquidos en forma de gases que se condensan a partir de un gas evaporado) y aerosoles (nubes de partículas liquidas microscópicas o submicroscopicas suspendidas en el aire ya sea en solido o liquido)
como se distinguen las capas de la atmósfera?
por sus propiedades, concentraciones y efectos
funciones de la atmosfera
proteger de la radiación, meteoritos y el viento solar regular con el efecto invernadero y distribuir energía terrestre modelar el paisaje y el movimiento del agua (erosion y helifraccion)
contaminantes primarios
provienen directamente de la fuente de emisión y se encuentran en el mismo estado de cuando se emitieron estas pueden ser naturales (volcanes, incendios, etc.) o antropogenicos (combustion de combustibles fósiles que crea CO2 y otros)
radiación UV
radiación ionizada que puede atravesar el ADN
radiación / luz visible
radiación noionizada que no atraviesa el ADN
NO y O2
reaccionan a la vez con cadenas volatiles para crear NO2, O2 y PAN (producto químico tóxico habitual en el smog)
gestión de la contaminación para reducir la producción y liberación de las sustancias que reducen la capa de ozono
reciclado de refrigerantes, alternativas a los plásticos con gas insultado, pesticidas, propelentes y aerosoles halogenados y el desarrollo de alternativas sin propelentes
gestionado la contaminación
reducir el consumo de combustibles fósiles (vehículos eléctricos a largo plazo o prohibir CFCs a corto plazo) cambiar a fuentes de energía renovable recoger, limpiar y restaurar
estrategias de gestión de la contaminación por deposición
reducir el uso de los combustibles fósiles mediante grupos de presión y el gobierno, utilizar convertidores católicos para eliminar el dióxido de azufre de los centrales térmicos y de los vehículos y distribuir caliza a los lagos para neutralizar el efecto y re colonizar los sistemas deteriorados
la estratosfera
se extiende desde la tropopausa hasta la capa de ozono (50 km de altura), es más densa y por tanto menos gases, el calor aumenta contrario a la troposfera ya que esta al lado de la capa de ozono y la radiación solar directa aquí vuelan los aviones y al hacerlo contribuyen al agujero de la capa de ozono por los gases que emiten
contaminantes secundarios
se forman a partir de los primarios cuando experimentan una serie de reacciones con otras sustancias químicas presentes en la atmósfera en presencia de la luz solar
inversión termica
se produce debido a una falta de movimiento del aire cuando una capa de aire frío y denso se queda atrapada debajo de una capa de aire caliente menos denso esto provoca que se acumulen concentraciones de contaminantes del aire cerca del suelo en lugar de ser disipados por los movimientos "normales" del aire cuando el calor esta abajo y el frío encima y hay corrientes de aire con la convección esta inversion es más propensa cuando es invierno y el cielo esta despejado T aumenta V aumenta P aumenta T aumenta P aumenta V dimsinuye
metano CH4
se produce principalmente por la ganadería y crea ozono a nivel troposferico
nubes
si son altas aumentan el efecto invernadero al absorber calor y si son bajas aumentan el efecto albedo al reflejar la radiación
efecto toxico indirecto
solubilidad de metales en los peces,
gradiente adiabatico seco
suponiendo que no hay agua en la atmosfera, GVT (como varía la temperatura en función de la altitude)es 0,65 grados cada 100m y por eso a medida que subimos hace más frío en la troposfera
nocivos
toxicos/dañinos
evotranspiración
transpiración por las estomas de las plantas al refrescarse por eso hay menos calor en zonas vegetaras
monóxido de carbono
tóxico, afinidad y se une a nuestra sangre en lugar del O2 se produce por la oxidación del metano y las combustiones incompletas
ozono estratosferico
un componente clave del sistema atmosférico que protege a los sistemas vivos de de los efectos negativos ultravioleta que llegan del sol es un gas de olor picante y retiene 90% de la radiación UV
ozono troposferico
un contaminante secundario que se forma cuando las moléculas de oxigeno reaccionan con atomos de oxigeno liberados del dióxido de nitrógeno en la presencia de La Luz solar contribuye al calentamiento de la superficie, daños a la salud humana, elevadas concentraciones causan smog fotoquimico
efecto invernadero
un fenomeno natural y necessario que mantiene las temperaturas adecuadas (15 grados centigrados ) para los seres vivos y la existencia del agua pero que los humanos estamos agravando esta localizado en la troposfera y se debe a los siguientes gases: vapor de agua H2O (evaporación natural), CO2 (combustibles fósiles como de petróleo y carbon y de erupciones volcánicas), metano CH4 (fermentaciones de bacterias como de la producción del arroz y de los tractos intestinales del ganado, escapes de desposados naturales y conducciones industriales), óxidos de nitrógeno NOx (uso masivo de fertilizantes nitrogenados en la agricultura, tubos de escape, motores de aviones, quema de biomasa y centrales térmicas) y clorofluorcarbonos CFCs y HCFCs (compuestos químicos artificiales en pequeñas concentraciones atmosféricas, aislantes electrónicos y producción de aluminio) y el ozono troposferico, SOx el 50% de la radiación es absorbida, dispersada o reflejada por la atmosfera y las nubes antes de llegar a la atmosfera el 4% de la radiación se refleja el 57% es absorbida y se utiliza en la fotosíntesis, calentar la tierra, el mar y la evaporación esto se debe a que ahora a aumentado la capa de gases que permitía que la tierra tuviese una temperatura moderada
CFCs
un gas organico halogenado que se emplea en los aerosoles, plásticos con gas insulfado, pesticidas los compuestos halógenos de estos incluyen el flúor, cloro, bromo y yodo
qué es la atmosfera?
un sistema dinámico al tener entradas, salidas flujos y reservas y estar sometido a cambios a lo largo del tiempo geológico ademas que es esencial para la vida en la tierra
el PNUMA
una fundación esencial para facilitar información y crear y evaluar acuerdos internacionales para la protección del ozono estratosferico
oxido nitroso N2O
una media de 17 años, suben hasta la troposfera y se rompe por reacciones fotoquimicos (convirtiéndose en O2 y N y luego juntándose de nuevo) que es malo para el medio ambiente por que es uno de los principales gases del efecto invernadero y de la destrucción de la capa de ozono
columnas de calor
una superficie negra, al absorber calor, tiene una mayor que una superficie blanca que lo refleja