prof. dudley shallcross acrg tim harrison bristol chemlabs 2009
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Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009. Una historia de contaminantes. Comparativa de la Tierra con otros planetas Nitrógeno y oxígeno Temperatura Contaminantes troposféricos. Contenido de la charla. 3 gases más abundantes en la atmósfera de cada planeta - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Prof. Dudley Shallcross ACRG
Tim Harrison Bristol ChemLabS
2009
Una historia de contaminantes
2 Contenido de la charlaContenido de la charla• Comparativa de la Tierra
con otros planetas
• Nitrógeno y oxígeno
• Temperatura
• Contaminantes troposféricos
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 %)
4 Nitrógeno
NN energía de enlace = 944 kJ/mol
78% de la atmósfera inerte
Gas a 25 OC, líquido a –196 OC
TGH
5
El reto de los montoncitos de desechos bacterianos, por el Dr. Hazel Mottram
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
7
La fuente de la vida, por el Dr. Adrian Mulholland
8
9 Química Atmosférica Urbana 10 km
NO, NO2, VOC
VOCs
?
0 kmCompuestos tanto de origen biogénico como antropogénico
1 km
Tropopausa
Capa límite
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
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
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
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
14
NO2 + luz solar O * + NO < ~ 400 nm
O* + O2 O3
TGH
Smog fotoquímico
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
16 Medidas de CO2 en Bristol
El CO2 se ha medido durante varios años en la cima de la colina Old Park.
17 Medidas de CO2 en Bristol
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
19 The efecto invernadero en aumento
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
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
22
Coro de ranas, por el Dr. Simon Hall
23 Metano (CH4) y óxido nitroso (N2O)
24Incremento global de la temperatura
25 Impactos del calentamiento global
• Impactos asociados con
cambios en: – Precipitaciones– Nivel del mar– Condiciones meteorológicas
extremas
19412004
26
Modelo de simulación del clima reciente
Sólo influencias naturales(variabilidad solar,
volcánica etc.)
Sólo influencias antropogénicas
(cambios inducidos por humanos)
The Met Office
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
28Impacts of Climate on the world: Temperature
29Impacts of Climate on the World: Rainfall
Cuñas de estabilización
20552005
14
7
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
1955
0
Emisioneshistóricas
2105
La cuña de estabilización – Dos escenarios
20552005
14
7
1955
02105
La cuña de estabilización – Dos escenarios
Emisioneshistóricas
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
14
7
0
Trayecto
ria pre
dicha actualm
ente
Trayectoria plana
205520051955 2105
Emisioneshistóricas
Miles de millones de toneladas de carbón
emitido por año
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
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
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
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
38 Gracias a
Bristol ChemLabS
British Council
Universitat de València
www.chemlabs.bris.ac.uk/outreach