LGK GF777 La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémica Clase 3:Fotooxidantes atmosféricos y la capacidad oxidativa de la atmósfera GF 777 Otoño 2002

LGK GF777 Contenidos de hoy Ozono y sus múltiples roles –UV –IR –OH Formación de ozono en la tropósfera Producción y destrucción fotoquímica de ozono: el rol pivotal de los óxidos de nitrógeno (NOx) Distribución global de ozono “Smog” fotoquímico

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¿Por qué ozono? OO O h h Absorbe radiación UV Absorbe radiación IR Químicamente reactivo (OH)

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Nomenclatura

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Formación de OH El radical OH es el “detergente” de la atmósfera... el agente que le da su carácter oxidativo

LGK GF777 Ozono troposférico, lo bueno Absorbe radiación UV Absorbe radiación IR Químicamente reactivo Absorbe radiación UV y así protege los tejidos vivos Colabora en el calentamiento global del planeta (lo hace habitable) Es responsable de la capacidad de limpieza de la troposfera

LGK GF777 Ozono troposférico, lo malo Absorbe radiación UV Absorbe radiación IR Químicamente reactivo Hay regiones donde está aumentando y colabora en el calentamiento global “extra” del planeta En grandes cantidades es corrosivo e irritante Su desbalance puede inducir cambios en otras especies

LGK GF777 OO O h h

Fotoquímica En presencia de radiación solar y óxidos de nitrógeno (NO x ), la oxidación de CO, CH 4 e HC da lugar a la formación de ozono En ausencia de NO x, los mismos procesos conllevan a la destrucción de ozono

LGK GF777 Fotoquímica Producción CO+OH ->H+CO 2 H+O 2 -> HO 2 +M HO 2 +NO -> OH+NO 2 NO 2 +h ( NO+O O+O 2 +M -> O 3 + M Neto: CO+2O 2 +h -> CO 2 +O 3 Destrucción CO+OH ->H+CO 2 H+O 2 -> HO 2 +M HO 2 +O 3 -> OH +2O 2 Neto: CO +O 3 ->CO 2 +O 2

LGK GF777 LA ÚNICA FORMA DE PRODUCIR OZONO EN LA TROPÓSFERA:

LGK GF777 En atmósferas limpias P O 3 D O 3

LGK GF777 “Smog” Fotoquímico (atmósferas sucias) Muchas actividades humanas que dan lugar a emisiones de precursores de ozono (NO x e HC) Condiciones meteorológicas que permiten la acumulación de los precursores de ozono P O 3 D O 3

LGK GF777 P O 3 D O 3

LGK GF777 Flujo desde la estratósfera (11.2) Flujo hacia la superficie (-4.9) Producción fotoquímica (19.4) Ozono en la tropósfera Destrucción fotoquímica (-25.7) Budget: Crutzen et al, 1999 (Tellus) molec/cm 2 s

LGK GF777 Intrusión de ozono en conexión con una baja segregada (Rondanelli et al, 2002-JGR) VP vs O 3 H2OH2O

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Y en urbes como Santiago, ¿qué pasa?

LGK GF777 Ozono O 3 en la atmósfera urbana Intrusión desde arriba Precursores (HC, CO, NO x ) Producción Fotoquímica Deposición seca h <410 nm

LGK GF777 O3O3 DYMOS : Dynamic models for smog analysis c/o U. Católica -GMD-Berlín (>1999)

LGK GF777 Y se depone sobre las superficies Efectos sobre la salud: irrita ojos y vías respiratorias, causa cefaleas etc.

LGK GF777 Y se depone sobre las superficies Daña a los vegetales Abedul

LGK GF777 Resumen sobre O 3 troposférico O 3 absorbe radiación IR =>es un gas de invernadero O 3 absorberadiación UV y da lugar a radicales Junto a radiación solar y vapor de agua forma OH => controla la capacidad de limpieza de la atmósfera En grandes cantidades causa irritación y daña a los vegetales Las actividades humanas han dado lugar a aumento en sus concentraciones a escala urbana y regional (e.g., Santiago)