La atmósfera
La atmósfera terrestre es la parte gaseosa de la Tierra, siendo por esto
la capa mas externa y menos densa del planeta. Esta
constituida por varios gases que varían en cantidad según la
presión a diversas alturas. Esta mezcla de gases que forma la
atmósfera recibe genéricamente el nombre de aire. El 75% de masa
atmosférica se encuentra en los primeros 11 km de altura, desde la
superficie del
mar. Los principales elementos que la componen son el
oxígeno (21%) y el nitrógeno (78%).
La atmósfera protege la vida sobre la Tierra absorbiendo gran parte de
la radiación solar ultravioleta en la capa de ozono. Ademas,
actúa como
escudo protector contra los meteoritos, los cuales se trituran en polvo a causa
de la fricción que sufren al hacer contacto con los gases.
Durante millones de años, la vida ha transformado una
y otra vez la composición de la atmósfera. Por ejemplo; su
considerable cantidad de oxígeno libre es posible gracias a las formas
de vida -como son las plantas- que convierten el dióxido de carbono en
oxígeno, el cual es respirable -a su vez- por las demas formas de
vida, tales como los seres humanos y los animales en general.
Contaminacion admosferica
El nombre de la contaminación atmosférica se aplica por lo
general a las alteraciones que tienen efectos perniciosos en los seres vivos y
los elementos materiales, y no a otras alteraciones
inocuas. Estas alteraciones implique molestias o riesgo para
la salud de las personas y de los demas seresvivos, bienes de cualquier
naturaleza. así como que puedan atacar a distintos
materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables.
Mecanismos de contamonacion
Naturales
Los incendios forestales emiten partículas, gases y sustancias que se
evaporan en la atmósfera, son los llamados Compuestos Organicos
Volatiles, tambien conocidos como
COVs o VOCs, por sus siglas en inglés, (Volatile Organic Compounds).
Partículas de polvo ultra finas creadas por la erosión del suelo cuando el agua y el
clima sueltan capas del
suelo, aumentan los niveles de partículas en suspensión en la
atmósfera.
Los volcanes arrojan dióxido de azufre y cantidades importantes de roca de lava pulverizada conocida como cenizas volcanicas.
El metano se forma en los procesos de pudrición de
materia organica y daña la capa de ozono. Puede acumularse
en el subsuelo en altas concentraciones o mezclado con
otros hidrocarburos formando bolsas de gas natural.
Generados por el hombre
Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los
procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como
en automóviles y calefacciones residenciales
• dióxido y monóxido de carbono, CO2
• monoxido de nitrógeno NO2
• dióxido de azufre SO2
• acido sulfúrico, H2SO4
• nitrometano CH3NO2
• metano CH4
• Ozono O3
Gases contaminantes de la atmósfera
Monóxido de carbono
Es uno de los productos de la combustión incompleta. Espeligroso
para las personas y los animales, puesto que se fija en la hemoglobina de la
sangre, impidiendo el transporte de oxígeno en el organismo.
Ademas, es inodoro, y a la hora de sentir un
ligero dolor de cabeza ya es demasiado tarde. Se diluye muy facilmente
en el aire ambiental, pero en un medio cerrado, su
concentración lo hace muy tóxico, incluso mortal. Cada año, aparecen varios casos de intoxicación
mortal, a causa de aparatos de combustión puestos en funcionamiento en
una habitación mal ventilada.
Los motores de combustión interna de los automóviles emiten
monóxido de carbono a la atmósfera por lo que en las areas
muy urbanizadas tiende a haber una concentración excesiva de este gas
hasta llegar a concentraciones de 50-100 ppm, tasas que son peligrosas para la
salud de las personas.
Dióxido de carbono
La concentración de CO2 en la atmósfera esta aumentando de
forma constante debido al uso de carburantes fósiles como fuente de
energía[2] y es teóricamente posible demostrar que este hecho es
el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra - efecto
invernadero-[2] La amplitud con que este efecto puede cambiar el clima mundial
depende de los datos empleados en un modelo teórico, de manera que hay
modelos que predicen cambios rapidos y desastrosos del clima y otros que
señalan efectos climaticos limitados.[2] La reducción de
las emisiones de CO2 a la atmósfera permitiría que el ciclo total
del carbono alcanzara el equilibrio a través de losgrandes sumideros de
carbono como son el océano profundo y los sedimentos.
Monóxido de nitrógeno
También llamado óxido de nitrógeno (II) es un gas incoloro y poco soluble en agua que se produce por la
quema de combustibles fósiles en el transporte y la industria. Se oxida muy rapidamente convirtiéndose en
dióxido de nitrógeno, NO2, y posteriormente en acido
nítrico, HNO3, produciendo así lluvia acida.
Dióxido de azufre
La principal fuente de emisión de dióxido de azufre a la
atmósfera es la combustión del carbón que contiene
azufre. El SO2 resultante de la combustión del azufre se oxida y forma acido
sulfúrico, H2SO4 un componente de la llamada lluvia acida que es
nocivo para las plantas, provocando manchas allí donde las gotitas del acido han
contactado con las hojas.
Metano
El metano, CH4, es un gas que se forma cuando la
materia organica se descompone en condiciones en que hay escasez de
oxígeno; esto es lo que ocurre en las ciénagas, en los pantanos y
en los arrozales de los países húmedos tropicales. También
se produce en los procesos de la digestión y defecación de los
animales herbívoros.
El metano es un gas de efecto invernadero que
contribuye al calentamiento global del planeta
Tierra ya que aumenta la capacidad de retención del calor por la atmósfera.
Ozono
El ozono O3 es un constituyente natural de la
atmósfera, pero cuando su concentración es superior a la normal
se considera como
un gas contaminante.
Su concentración a nivel delmar, puede oscilar alrededor de 0 mg kg-1. Cuando la contaminación debida a los
gases de escape de los automóviles es elevada y la radiación
solar es intensa, el nivel de ozono aumenta y puede llegar hasta 0 kg-1.
Las plantas pueden ser afectadas en su desarrollo por
concentraciones pequeñas de ozono. El hombre también
resulta afectado por el ozono a concentraciones entre 0,05 y 0,1 mg kg-1,
causandole irritación de las fosas nasales y garganta, así
como sequedad de las mucosas de las vías respiratorias superiores.
Efectos de los gases de la atmósfera en el clima
Smog .
Efectos climaticos: generalmente los contaminantes se elevan o flotan
lejos de sus fuentes sin acumularse hasta niveles
peligrosos. Los patrones de vientos, las nubes, la lluvia y la temperatura
pueden afectar la rapidez con que los contaminantes se alejan de una zona. Los
patrones climaticos que atrapan la contaminación
atmosférica en valles o la desplacen por la tierra pueden, dañar
ambientes limpios distantes de las fuentes originales.
La contaminación del aire se produce por toda
sustancia no deseada que llega a la atmósfera. Es un
problema principal en la sociedad moderna. A pesar de que la
contaminación del aire es generalmente un
problema peor en las ciudades, los contaminantes afectan el aire en todos
lugares. Estas sustancias incluyen varios gases y partículas
minúsculas o materia de partículas que pueden ser perjudiciales
para la salud humana y el ambiente. La contaminación puedeser en forma
de gases, líquidos o sólidos. Muchos contaminantes se liberan al
aire como resultado del comportamiento
humano. La contaminación existe a diferentes niveles: personal, nacional
y mundial.
Efecto invernadero
evita que una parte del calor recibido desde el sol
deje la atmósfera y vuelva al espacio. Esto calienta
la superficie de la tierra. Existe una cierta cantidad de gases de
efecto de invernadero en la atmósfera que son absolutamente necesarios
para calentar la Tierra, pero en la debida proporción. Actividades como la quema de combustibles
derivados del
carbono aumentan esa proporción y el efecto invernadero aumenta. Muchos
científicos consideran que como consecuencia se esta
produciendo el calentamiento global. Otros gases que contribuyen al problema
incluyen los clorofluorocarbonos (CFCs), el metano, los óxidos nitrosos
y el ozono.
Daño a la capa de ozono
El ozono
es una forma de oxígeno O3 que se encuentra en la atmósfera
superior de la tierra. El daño a la capa de ozono se produce principalmente
por el uso de clorofluorocarbonos (CFCs). La capa fina
de moléculas de ozono en la atmósfera absorbe algunos de los
rayos ultravioletas (UV) antes de que lleguen a la superficie de la tierra, con
lo cual se hace posible la vida en la tierra. El agotamiento del ozono produce niveles mas altos de
radiación UV en la tierra, con lo cual se pone en peligro tanto a
plantas como a
animales.
Efectos nocivos para la salud
Muchos estudios han demostradoenlaces entre la
contaminación y los efectos para la salud. Los aumentos en la
contaminación del aire se han ligado a quebranto
en la función pulmonar y aumentos en los ataques cardíacos.
Niveles altos de contaminación atmosférica según el
Índice de Calidad del Aire de la Agencia de
Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en
inglés) perjudican directamente a personas que padecen asma y otros
tipos de enfermedad pulmonar o cardíaca. La calidad general del
aire ha mejorado en los últimos 20 años pero las zonas urbanas
son aún motivo de preocupación. Los ancianos y los niños
son especialmente vulnerables a los efectos de la contaminación del
aire.
En la atmósfera el mantenimiento del equilibrio entre la
recepción de la radiación solar y la emisión de
radiación infrarroja devuelve al espacio la misma energía que
recibe del Sol. Esta acción de equilibrio se llama balance
energético de la Tierra y permite mantener la temperatura en un estrecho
margen que posibilita la vida ([1] )
En un período suficientemente largo el sistema climatico debe
estar en equilibrio, la radiación solar entrante en la atmósfera
esta compensada por la radiación saliente. Pues si la
radiación entrante fuese mayor que la radiación saliente se
produciría un calentamiento y lo contrario produciría un
enfriamiento 2] Por tanto, en equilibrio, la cantidad
de radiación solar entrante en la atmósfera debe ser igual a la
radiación solar reflejada saliente mas la
radiacióninfrarroja térmica saliente. Toda alteración de
este balance de radiación, ya sea por causas naturales u originado por
el hombre (antropógeno), es un forzamiento radiativo y supone un cambio
de clima y del tiempo asociado 3]
Los flujos de energía entrante y saliente interacionan en el sistema
climatico ocasionando muchos fenómenos tanto en la
atmósfera, como
en el océano o en la tierra. Así la
radiación entrante solar se puede dispersar en la atmósfera o ser
reflejada por las nubes y los aerosoles. La superficie terrestre puede
reflejar o absorber la energía solar que le llega. La energía
solar de onda corta se transforma en la Tierra en calor. Esa energía no
se disipa, se encuentra como calor sensible o calor latente, se puede almacenar
durante algún tiempo, transportarse en varias formas, dando lugar a una
gran variedad de tiempo y a fenómenos turbulentos en la atmósfera
o en el océano.Finalmente vuelve a ser emitida a la atmósfera
como energía radiante de onda larga 2] Un
proceso importante del balance de calor es el efecto albedo, por el que algunos
objetos reflejan mas energía solar que otros. Los objetos de
colores claros, como
las nubes o la superficies nevadas,
reflejan mas energía, mientras que los objetos oscuros absorben
mas energía solar que la que reflejan. Otro ejemplo de estos
procesos es la energía solar que actúa en los océanos, la
mayor parte se consume en la evaporación del agua de mar, luego esta
energía es liberada en la atmósfera cuando el vapor deagua se
condensa en lluvia 4]
La Tierra, como todo cuerpo caliente superior al cero absoluto, emite
radiación térmica, pero al ser su temperatura mucho menor que la
solar, emite radiación infrarroja por ser un cuerpo negro. La
radiación emitida depende de la temperatura del cuerpo. En el
estudio del NCAR han concluido una oscilación anual media entre
15,9 °C en julio y 12,2 °C en enero compensando los dos
hemisferios, que se encuentran en estaciones distintas y la parte terrestre que
es de día con la que es de noche. Esta oscilación de temperatura
supone una radiación media anual emitida por la Tierra de 396 W/m2.[5]
La energía infrarroja emitida por la Tierra es atrapada en su mayor
parte en la atmósfera y reenviada de nuevo a la Tierra. Este
fenómeno se llama Efecto Invernadero y garantiza las temperaturas
templadas del planeta.[6] Según el estudio anterior de la NCAR, el Efecto
Invernadero de la atmósfera hace retornar nuevamente a la Tierra 333
W/m2.[7]
Globalmente la superficie de la Tierra absorbe energía solar por valor
de 161 w/m2 y del Efecto Invernadero de la Atmósfera recibe 333 w/m2, lo
que suma 494 w/m2, como la superficie de la Tierra emite (o dicho de otra
manera pierde) un total de 493 w/m2 (que se desglosan en 17 w/m2 de calor
sensible, 80 w/m2 de calor latente de la evaporación del agua y 396 w/m2
de energía infrarroja), supone una absorción neta de calor de 0,9
w/m2, que en el tiempo actual esta provocando el calentamiento de la
Tierra.[8
