Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009 Una historia de contaminantes

2 Contenido de la charla Comparativa de la Tierra con otros planetas Nitrógeno y oxígeno Temperatura Contaminantes troposféricos

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4 Nitrógeno N  N energía de enlace = 944 kJ/mol 78% de la atmósfera inerte Gas a 25 O C, líquido a –196 O C 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 O C, líquido a –183 O C La principal fuente de O 2 es la fotosíntesis 6CO 2 + 6H 2 O + luz solar  C 6 H 12 O 6 + 6O 2 2H 2 O 2  2H 2 O + O 2 TGH

7 La fuente de la vida, por el Dr. Adrian Mulholland

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9 Química Atmosférica Urbana 10 km NO, NO 2, VOC VOCs ? 0 km Compuestos 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 CaC 2 + 2H 2 O  Ca(OH) 2 + C 2 H 2 C 2 H 2 + (5/2)O 2  2CO 2 + H 2 O CH 3 OH + (3/2)O 2  CO 2 + 2H 2 O La atmósfera oxida los VOCs usando radicales libres

12 Los VOCs son descompuestos por el radical OH, generado por la luz solar

13 Medidas del NO 2 en la atmósfera de Bristol Datos del 21 de enero de 2001: La combustión es la principal fuente de NO 2 TGH

14 NO 2 + luz solar  O * + NO < ~ 400 nm O* + O 2  O 3 TGH Smog fotoquímico

15 Smog fotoquímico en Bristol: 27/07/2001

16 Medidas de CO 2 en Bristol El CO 2 se ha medido durante varios años en la cima de la colina Old Park.

17 Medidas de CO 2 en Bristol

18 Medidas a largo plazo de CO 2 En Mauna Loa se han venido realizando medidas de CO 2 durante muchos años, las cuales muestran que el nivel de CO 2 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 CO 2 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 (CH 4 ) y óxido nitroso (N 2 O)

24 Incremento global de la temperatura

25 Impactos del calentamiento global Impactos asociados con cambios en: –Precipitaciones –Nivel del mar –Condiciones meteorológicas extremas

26 Modelo de simulación del clima reciente Sólo influencias naturales (variabilidad solar, volcánica etc.) Sólo influencias antropogénicas (cambios inducidos por humanos) The Met Office

27 Simulación del calentamiento global : Factores naturales y humanos Observado Simulado por modelo Incremento temperatura o C Hadley Centre

28 Impacts of Climate on the world: Temperature

29 Impacts of Climate on the World: Rainfall

Cuñas de estabilización

Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año Emisiones históricas 2105 La cuña de estabilización – Dos escenarios

La cuña de estabilización – Dos escenarios Emisiones históricas Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año

Trayectoria predicha actualmente Trayectoria plana Emisiones históricas Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año

Triángulo estabilización Objetivo CO 2 fácil ~850 ppm Objetivo CO 2 difícil ~500 ppm Trayectoria predicha actualmente Emisiones históricas Trayectoria plana Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año

GtC/y 7 GtC/y Siete “cuñas” Trayectoria predicha actualmente Emisiones históricas 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

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38 Gracias a Bristol ChemLabS British Council Universitat de València