ATMOSFERA

Tema
3.
Química
de
la
alta
atmósfera


Tema
3.
Química
de
la
Alta
Atmósfera


A.  Química
de
la
Estratosfera


Capa
de
Ozono.
Química
del
Ozono





Ciclo
de
Chapman





Ciclos
catalí=cos





Factores
que
influyen
en
la
concentración
de
Ozono





(naturales
y
antropogénicos)





Consecuencias
de
la
disminución
de
Ozono


Agujeros
de
ozono
polares




Peculiaridades
de
la
meteorología
polar





Composición
química
de
la
estratosfera
antár=ca





Nubes
estratosféricas
polares





Estratosfera
Ár=ca


 
Disminuciones
de
ozono
globales


 
Acuerdos
Internacionales
sustancias
afectan
las
concentraciones
de
ozono

B.  Química
de
la
Ionosfera


Iones
en
la
atmósfera


Auroras



Química
iónica
en
la
atmósfera





Mecanismos
de
ionización 










Química
en
la
región
F




Química
en
la
región
E





Química
en
la
región
D








Tema
3.
Química
de
la
Alta
Atmósfera


A. 
Química
de
la
Estratosfera


 



1.  Capa
de
ozono.
Química
del
ozono.

Química
de
la
estratosfera
dominada
por
la
química
del
ozono.
Ozono:
griego
ozein.

Molécula
angular.
Gas
reac=vo
y
oxidante.
Condensa
a
‐112
°C.
Alótropo
de
Oxígeno
de
alta

energía.
Conversión
a
O2
libera
energía.
El
paso
de
O2
a
O3
requiere
energía:
fotones
UV:

escudo
UV.
A
pesar
de
ser
inestable,
su
velocidad
de
descomposición
es
muy
lenta.
Sin


embargo
existen
sustancias
que
pueden
catalizar
este
proceso.


Juega
un
papel
vital
ya
que
absorbe
la
radiación
UV
de
λ
100‐290
nm
(UV‐C)


Radiación
letal.
También
absorbe
UV
de
λ
290‐320
nm
(UV‐B)
)

radiación
biológicamente

ac=va.
Sin
ozono
la
vida
en
la
=erra
tal
y
como
la
conocemos
no
exis=ría.
Tema
3.
Química
de
la
Alta
Atmósfera


Origen
de
la
capa
de
ozono

 atmósfera
rica
en
oxígeno
(fotosíntesis)

En
toda
la
atmósfera.
Máxima
concentración
entre
15‐30
km
(Estratosfera).

Influye
en
la
meteorología
de
las
capas
altas
de
la
atmósfera.
(Inversión
térmica).

La
can=dad
total
de
ozono
atmosférico
se
expresa
en
términos
de
Unidades
Dobson
(UD).
En
honor
a
GMB
Dobson.
Diseña
un
instrumento
estándar
para
la
determinación
de
ozono

basado

en
la
medida
de
radiación
UV
a
4

λ.
Columna
de
O3


 se
comprime
(0
°C,
1
atm).

1
UD
equivale
0.01
mm.
Los
niveles
usuales
de
O3
oscilan
entre
230‐500
UD.

Debido
a
los
vientos
estratosféricos,
el
O3es
transportado
desde
las
regiones
tropicales
a
las


polares.
[O3]
=
250
DU
(trópicos);
[O3]
=
450
DU
(subpolares).
Excepto
cuando
aparecen
agujeros.


Radiación
UV:
Tema
3.
Química
de
la
Alta
Atmósfera


λ
<
120
nm
es
filtrado
en
la
estratosfera
y
por
encima
de
ella,
por
O2
y
otros
gases,
como
N2.

120
<
λ
<
220
nm.
O2
por
encima
de
estratosfera
filtra
la
mayor
parte;


el
resto
lo
filtra
en
estratosfera.

220
<
λ
<
290
nm
es
filtrado
fundamentalmente
por
O3
en
estratosfera.


Colabora
O2
en
las
λ
más
cortas
del
intervalo.

290
<
λ
<
320
nm
es
filtrado
en
parte
por
O3
en
estratosfera.

Un
10‐30%
(dependiendo
de
la
la=tud)
penetra
hasta
la
superficie
de
la
Tierra.

O3
no
es
completamente
efec=vo
en
proteger
del
UV‐B
(280‐320
nm).

320
<
λ
<
400
nm
(UV‐A).
ningún
componente
de
la
atmósfera
limpia
absorbe


dímero
CITOSINA‐GUANINA
:

significa=vamente.

PNAS,
2005
vol.
102,
17903‐17906

La
mayor
parte
llega
a
la
superficie


de
la
Tierra.

Es
menos
dañino
biológicamente.


Ciclo
de
Chapman
Tema
3.
Química
de
la
Alta
Atmósfera


1930,
Primer
modelo
que
intenta
dar
cuenta
del
perfil
de
concentración
de
ozono
en


la
atmósfera.
Esquema
está=co.
Basado
únicamente
en
especies
oxigenadas.
No
catalí=co.























O2
+
hν
→
O
+
O
 





(1)


















O
+
O2
+
M
→
O3
+
M
 



(2)


(libera
mucho
calor,
Testratosfera
>
T
de
las
capas
superiores
e
inferiores)










O3
+
hν
→
O2
+
O






(3)










O
+
O3
→
2
O2







(4)










[
O
+
O
+
M
→
O2
+
M
]




(5)


(5)
es
una
reacción
demasiado
lenta
para
jugar
un
papel
relevante
en
química
estratosférica.

(1)  y
(3)
pueden
generar
O(1D)


 lo
normal
es
que
se
desexciten
colisionando


O(3P).
...