Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.
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Prof. Dudley Shallcross ACRG
Tim Harrison Bristol ChemLabS
2009
Una historia de contaminantes
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2 Contenido de la charlaContenido de la charla• Comparativa de la Tierra
con otros planetas
• Nitrógeno y oxígeno
• Temperatura
• Contaminantes troposféricos
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33 gases más abundantes en la atmósfera de cada planeta
Júpiter H2 (93%) He (7%) CH4 (0.3 %)
Saturno H2 (96%) He (3%) CH4 (0.45 %)
Urano H2 (82%) He (15%) CH4 (2.3 %)
Neptuno H2 (80%) He (19%) CH4 (1-2 %)
Venus CO2 (96%) N2 (3.5%) SO2 (0.015 %)
Marte CO2 (95%) N2 (2.7%) Ar (1.6 %)
Tierra N2 (78%) O2 (21%) Ar (0.93 %)
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4 Nitrógeno
NN energía de enlace = 944 kJ/mol
78% de la atmósfera inerte
Gas a 25 OC, líquido a –196 OC
TGH
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5
El reto de los montoncitos de desechos bacterianos, por el Dr. Hazel Mottram
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6 Oxígeno
O=O energía de enlace = 496 kJ/mol
21% de la atmósfera
Gas a 25 OC, líquido a –183 OC
La principal fuente de O2 es la fotosíntesis 6CO2 + 6H2O + luz solar C6H12O6 + 6O2
2H2O2 2H2O + O2
TGH
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7
La fuente de la vida, por el Dr. Adrian Mulholland
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8
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9 Química Atmosférica Urbana 10 km
NO, NO2, VOC
VOCs
?
0 kmCompuestos tanto de origen biogénico como antropogénico
1 km
Tropopausa
Capa límite
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10 ¿Qué les ocurre a los VOCs (compuestos orgánicos volátiles)?
• Las plantas y los árboles emiten un amplio abanico de
materiales orgánicos: alquenos, alcoholes, carbonílicos,
ácidos.
• Los vehículos emiten hidrocarburos y especies aromáticas
Muchas de estas especies son insolubles y no se pueden
arrastrar cuando llueve, ¿cómo se eliminan? TGH
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11 Combustión a altas temperaturas
Los VOCs pueden quemarse en el aire
(combustión) y oxidarse en el proceso
CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2
C2H2 + (5/2)O2 2CO2 + H2O
CH3OH + (3/2)O2 CO2 + 2H2O
La atmósfera oxida los VOCs usando radicales
libres
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12
O3 + luz solar O * + O2 < ~ 330 nm
O* + H2O OH + OH
OH + R-H R + H2O
Los VOCs son descompuestos por el
radical OH, generado por la luz solar
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13 Medidas del NO2 en la atmósfera de Bristol
Datos del 21 de enero de 2001: La combustión es la principal fuente de NO 2
TGH
NO Bristol 20th January 2001
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 3 6 9 12 15 18 21 24
Hour
NO
pp
b
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14
NO2 + luz solar O * + NO < ~ 400 nm
O* + O2 O3
TGH
Smog fotoquímico
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15 Smog fotoquímico en Bristol: 27/07/2001
Ozone episode 27th July 2001 Bristol area
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
hour of day
NO
an
d O
3 p
pb
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
CO
pp
m
NO
O3
CO
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16 Medidas de CO2 en Bristol
El CO2 se ha medido durante varios años en la cima de la colina Old Park.
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17 Medidas de CO2 en Bristol
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18 Medidas a largo plazo de CO2
En Mauna Loa se han
venido realizando
medidas de CO2
durante muchos
años, las cuales
muestran que el
nivel de CO2 ha ido
aumentando a un
ritmo constante
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19 The efecto invernadero en aumento
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20
Secrets in the Ice
Las capas acumuladas de nieve guardan
registro de las condiciones
medioambientales
Registro que se mantiene compactado
como hielo.
• Taladra el núcleo de hielo y ponle
fecha.
Secretos en el hielo
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21 Niveles de CO2 durante los últimos 1000 años
Los gases son extraídos de las burbujas atrapadas en el hielo y proporcionan datos de las
concentraciones atmosféricas en el pasado
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22
Coro de ranas, por el Dr. Simon Hall
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23 Metano (CH4) y óxido nitroso (N2O)
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24Incremento global de la temperatura
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25 Impactos del calentamiento global
• Impactos asociados con
cambios en: – Precipitaciones– Nivel del mar– Condiciones meteorológicas
extremas
19412004
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26
Modelo de simulación del clima reciente
Sólo influencias naturales(variabilidad solar,
volcánica etc.)
Sólo influencias antropogénicas
(cambios inducidos por humanos)
The Met Office
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27Simulación del calentamiento global 1860-2000:
Factores naturales y humanos
Observado
Simulado por modelo
Incre
men
to t
em
pera
tura
o C
0.0
0.5
1.0
1850 1900 1950 2000
Hadley Centre
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28Impacts of Climate on the world: Temperature
![Page 29: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/29.jpg)
29Impacts of Climate on the World: Rainfall
![Page 30: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/30.jpg)
Cuñas de estabilización
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20552005
14
7
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
1955
0
Emisioneshistóricas
2105
La cuña de estabilización – Dos escenarios
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20552005
14
7
1955
02105
La cuña de estabilización – Dos escenarios
Emisioneshistóricas
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
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14
7
0
Trayecto
ria pre
dicha actualm
ente
Trayectoria plana
205520051955 2105
Emisioneshistóricas
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
![Page 34: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/34.jpg)
14
7
0
Triángulo
estabilización
Objetivo CO2 fácil
~850 ppm
Objetivo CO2 difícil
~500 ppm
205520051955 2105
Trayecto
ria pre
dicha actualm
ente
Emisioneshistóricas
Trayectoria plana
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
![Page 35: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/35.jpg)
14
7
0
14 GtC/y
7 GtC/y
Siete “cuñas”
205520051955 2105
Trayecto
ria pre
dicha actualm
ente
Emisioneshistóricas
Trayectoria plana
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
![Page 36: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/36.jpg)
Opciones tecnológicas actuales para conseguir una cuña
• Aumentar el ahorro de combustibles• Reducir la dependencia de los coches• Edificios más eficientes• Aumentar la eficiencia de las centrales
energéticas• Descarbonización de electricidad y combustibles• Sustitución de gas natural por carbón• Captura y almacenaje de carbono• Fisión nuclear• Electricidad eólica• Electricidad fotovoltaica• Biocombustibles
![Page 37: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/37.jpg)
373 gases más abundantes en la atmósfera de cada planeta
Júpiter H2 (93%) He (7%) CH4 (0.3 %)
Saturno H2 (96%) He (3%) CH4 (0.45 %)
Urano H2 (82%) He (15%) CH4 (2.3 %)
Neptuno H2 (80%) He (19%) CH4 (1-2 %)
Venus CO2 (96%) N2 (3.5%) SO2 (0.015 %)
Marte CO2 (95%) N2 (2.7%) Ar (1.6 %)
Tierra N2 (78%) O2 (21%) Ar (0.93 %)
TGH
![Page 38: Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes.](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/5665b4701a28abb57c91770a/html5/thumbnails/38.jpg)
38 Gracias a
Bristol ChemLabS
British Council
Universitat de València
www.chemlabs.bris.ac.uk/outreach