Prof. Dudley Shallcross ACRG Tim Harrison Bristol ChemLabS 2009

1. Prof. Dudley Shallcross ACRGTim Harrison Bristol ChemLabS2009 Una historia de contaminantes

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

3. 3 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 %) VenusCO2 (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 NN 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

9. Química Atmosférica Urbana 10 km Tropopausa Capa límite 1 km NO, NO2, VOC VOCs ? 0 km Compuestos tanto de origen biogénico como antropogénico

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. Los VOCs son descompuestos por el radical OH, generado por la luz solar O3 + luz solar O * + O2  < ~ 330 nm O* + H2O OH + OH OH + R-H  R + H2O

13. Medidas del NO2en la atmósfera de Bristol Datos del 21 de enero de 2001: La combustión es la principal fuente de NO2 TGH

14. Smog fotoquímico NO2 + luz solar O * + NO  < ~ 400 nm O* + O2 O3 TGH

15. Smog fotoquímico en Bristol: 27/07/2001

16. Medidas de CO2en 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 Secretos en el hielo 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.

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)

24. Incremento global de la temperatura

25. Impactos del calentamiento global • Impactos asociados con cambios en: • Precipitaciones • Nivel del mar • Condiciones meteorológicas extremas 1941 2004

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. 1.0 Observado Simulado por modelo 0.5 Incremento temperatura o C 0.0 Hadley Centre 1850 1900 1950 2000 Simulación del calentamiento global 1860-2000:Factores naturales y humanos

28. Impacts of Climate on the world: Temperature

29. Impacts of Climate on the World: Rainfall

30. Cuñas de estabilización

31. La cuña de estabilización – Dos escenarios Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año 14 Emisiones históricas 7 0 2105 1955 2005 2055

32. La cuña de estabilización – Dos escenarios Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año 14 Emisiones históricas 7 0 2105 1955 2005 2055

33. Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año 14 Trayectoria predicha actualmente Emisiones históricas 7 Trayectoria plana 0 2105 1955 2005 2055

34. Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año Objetivo CO2 fácil 14 ~850 ppm Trayectoria predicha actualmente Triángulo estabilización Emisiones históricas 7 Trayectoria plana Objetivo CO2 difícil ~500 ppm 0 2105 1955 2005 2055

35. Miles de millones de toneladas de carbón emitido por año 14 14 GtC/y Trayectoria predicha actualmente Siete “cuñas” Emisiones históricas 7 GtC/y 7 Trayectoria plana 0 2105 1955 2005 2055

36. 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

37. 3 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 %) VenusCO2 (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 t.g.harrison@bris.ac.uk d.e.shallcross@bris.ac.uk www.chemlabs.bris.ac.uk/outreach