climatologia

TEMA 1 - Química estratosférica. La capa de ozono.
¿Dónde está y qué es la estratosfera?
La atmósfera terrestre se divide en una serie de capas caracterizadas por cómo
varía la temperatura en su seno.
La troposfera es la de más interés en ecología ya que forma parte de la
biosfera. Es donde vuelan las aves, donde se generan las nubes, donde se
producen las lluvias, los vientos, los rayos yrelámpagos, los cambios de
temperatura en función de los importantes movimientos verticales de las masas
de aire. El límite superior de la troposfera es variable: unos 9 Km en los polos y
unos 18 en el ecuador. En esta capa, la temperatura del aire disminuye mucho
con la altura.

La estratosfera es la capa que existe justo encima, hasta unos 50 Km. En ella,
la temperatura aumenta con laaltura hasta llegar a unos cero grados
centígrados. En esta capa los movimientos verticales son mucho menos
importantes que los horizontales, que pueden llegar hasta los 200 Km por hora.
Es por eso que los aviones comerciales suelen volar en esta zona. En esta
capa, por tanto, se puede difundir un contaminante muy rápidamente, justo lo
que pasa con los CFC's que destruyen el ozono.Distribución del ozono en la atmósfera

El ozono se encuentra mayoritariamente entre los 15 y los 35 Km de altura. Su
concentración en la atmósfera se mide en Unidades Dobson (UD), que equivale
a un espesor de 0.01 mm de ozono puro a la densidad que tendría si se
encontrase a la presión de 1 atm y a cero grados centígrados. La cantidad
media de ozono en la atmósfera es de 350 UD, correspondiente a unespesor
de tan solo 3.5 mm en condiciones normales. Dada la baja concentración de
ozono en la atmósfera, incluso en la zona de mayor concentración, sería más
adecuado hablar de pantalla de ozono en lugar de capa de ozono.

Este gráfico muestra el perfil de temperaturas promedios en la atmósfera terrestre. Las
temperaturas en la termosfera son muy sensibles a la actividad solar y puedenvariar
desde 500°C a 1500°C.

El ozono, de fórmula O3, es un gas que absorbe gran parte de las radiaciones
solares de más alta energía, siendo estas muy perjudiciales para la vida en la
tierra. 'Absorber' es solo una forma de hablar. Se dice aquí en el sentido de que
la radiación solar rompe el ozono haciéndole perder energía y convirtiéndose
así en una radiación inocua para la vida en laTierra. El ozono se genera en la
estratosfera a partir de una primera reacción que consiste en la disociación de
la molécula de oxígeno por acción de la radiación UV. La reacción que tiene
lugar es la siguiente
O2 + h ν

2 Oat

∆Ho = +495 kJ mol–1

donde hν se refiere a la energía del fotón incidente a través de la ecuación de
Planck (E = hν). Einstein demostró a su vez que los fotones sonpartículas, y se
pudo reescribir la ecuación como E = hc/λ, a partir de la ecuación de De Broglie,
que sirve para ondas. Como h y c son constantes (constante de Planck y
velocidad de la luz), podemos relacionar la energía que absorbe un mol de
materia (E) cuando recibe un mol de fotones de una determinada longitud de
onda (λ). De esta forma tenemos
E = 119627/λ kJ mol–1 nm
Una reacción quetiene lugar por acción de la radiación electromagnética se
denomina reacción fotoquímica.
Aparte, de la ecuación anterior se observa que el proceso es endotérmico y
requiere +495 kJ por mol de moléculas para que tenga lugar. Como la energía
de enlace está cuantizada, podemos relacionar la energía de enlace con la
energía de la radiación incidente necesaria para producir la rotura del enlace.Así
λ = 119627 kJ mol–1 nm/495 kJ mol–1 = 241 nm
lo que significa que cualquier radiación con una longitud de onda menor o igual
a 241 nm (es decir, más energética) sería capaz de romper la molécula de
oxígeno. Fotones de menor energía (longitud de onda mayores) tan solo
contribuyen a aumentar la temperatura del oxígeno (movimiento molecular).
Una vez que se dispone de oxígeno atómico,...