Propiedades de la Atmósfera PDF

PROPIEDADES DE LA ATMOSFERA Profesora: Ana Burgos Departamento de Física Aplicada Universidad de Valladolid Origen y evolución de la atmósfera La atmosfera primitiva surgió de los gases emitidos por los volcanes Dos reacciones químicas contribuyeron a la evolución de la composición atmosférica:...

PROPIEDADES DE LA ATMOSFERA Profesora: Ana Burgos Departamento de Física Aplicada Universidad de Valladolid Origen y evolución de la atmósfera La atmosfera primitiva surgió de los gases emitidos por los volcanes Dos reacciones químicas contribuyeron a la evolución de la composición atmosférica: 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑂2 ՜ 𝐶𝐻2 𝑂 + 𝑂2 𝐶𝐻2 𝑂 + 𝑂2 ՜ 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑂2 La atmosfera se divide en capas La homosfera se compone fundamentalmente de Nitrógeno, Oxigeno y Argón Los gases atmosféricos están bien mezclados hasta una altitud de 85 km (homosfera) y tienen composición variable a partir de esa altitud (heterosfera) Para hacer mediciones precisas de la composición atmosférica, los científicos recogen aire en frascos y lo analizan en un laboratorio Composición de la Homosfera ✓ N2 y O2 son los constituyentes dominantes (>99%) ✓ Ar, con un 0.93%, está presente en concentraciones mucho mayores que otros gases nobles (Ne, He, Kr y Xe) ✓ El pequeño contenido restante (0.04%) corresponde a los llamados gases Traza (expandido en la figura aparte). De los gases Traza, el CO2 es el más abundante con un 0.035 %, o sea, 350 ppm. Su contenido ha ido en aumento hasta alcanzar en la actualidad un valor alrededor de 420 ppm ✓ Una parte de los gases traza (CO2 ,CH4, N2O, CO y clorofluorocarbonos (CFCs)) tienen moléculas con estructuras muy efectivas en retener la radiación saliente. Por eso son llamados gases de efecto invernadero (GEI) ✓ Vapor de agua es un componente muy variable 0-5%. El vapor de agua es también GEI y además juega un papel fundamental en otros procesos vitales ✓ O3 es también un componente muy variable. Una concentración > 0.1 ppm es considerada peligrosa para la salud humana Ejercicio: Calcular a partir de la tabla anterior, la masa molar del aire seco, esto es sin considerar el vapor de agua Si cogemos una muestra de aire que contiene un numero de moles n y de masa M, su masa molar es: 𝑚 σ 𝑛𝑖 𝑀𝑖 𝑀= = σ 𝑛𝑖 𝑛 𝑀 = 0.78084 ∗ 28.013 + 0.20946 ∗ 32 + 0.00934 ∗ 39.95 + 0.00033 ∗ 44.01 = 𝟐𝟖. 𝟗𝟔 𝒈/𝒎𝒐𝒍 Reconocemos de entre los gases ‘Traza’ aquellos causantes del efecto invernadero Dióxido de carbono, Metano Y Otros GEI Dominio: Atmósfera Subdominio: Composición atmosférica Área Científica: Ciclo del carbono y otros GEI Producto ECV: CO2 troposférico (4h) CH4 troposférico (4h) CH4 estratosférico (diario) Reconstrucción a partir de núcleos de hielo (NOAA) Media mensual de CO2 en Mauna Loa Observatory, Hawaii (Curva de Keeling) Masa y presión atmosféricas La presión atmosférica en un punto de la superficie terrestre se define como el peso por unidad de superficie de la columna de aire situada sobre él. Consideremos un área A, cada capa de la columna de atmosfera sobre A contribuye con un peso dW: La atmosfera real no es homogénea (ρ y g varían con la altura), de forma que el peso de la columna sobre la superficie de área A es: ∞ 𝑊 = 𝐴 න 𝜌𝑔𝑑𝑧 0 Y la presión en la superficie p0: ∞ 𝑊 𝑝0 = = න 𝜌𝑔𝑑𝑧 𝐴 0 Unidades comunes de presión atmosférica: ρ densidad del aire, g aceleración de la gravedad, dz espesor de la capa de aire Variación de la presión atmosférica y de la densidad con la altura En forma diferencial: Sustituimos ρ a partir de: 𝜌 = 𝑝𝑀/𝑅𝑇 Integrando, obtenemos la variación de la presión con la altura: Formula Barométrica de la altura Utilizando datos reales, el cociente Mg/RT no varía demasiado con la altura y se le da el nombre de altura de escala H 𝐻 = 𝑅𝑇/𝑀𝑔 Con lo que: 𝑧 p(z)=𝑝0 exp − 𝐻 La altura de escala H representa la altura a la cual la presión superficial disminuye en un factor e y suele estar en torno a 7 km La variación de la presión atmosférica con la altura sigue una ley exponencial, una variación similar se puede dar para la densidad del aire The globally averaged surface pressure is P=1 atm=101325 Pa. Estimate the mass of the atmosphere (RT=6360 km) 6 2 𝑊 𝑃 ∗ 𝐴 101325 ∗ 4 ∗ π ∗ ሺ6.36 10 ൯ 𝑚= = = = 5.3 ∗ 1018 𝑘𝑔 𝑔 𝑔 9.80665 Por comparación, esto es aproximadamente una millonésima parte de la masa total del planeta (MT=6x1024 kg) Puede objetarse que, al considerar la atmósfera completa, la superficie va aumentando, y que sería más correcto hallar la masa empleando un modelo de capas. Sin embargo, no es necesario; la razón es que la mayor parte de la masa de la atmósfera ocupa una fina capa alrededor de la superficie terrestre, por lo que podemos utilizar el radio terrestre para todos los puntos de la atmósfera. Escape de los componentes más ligeros En la alta atmosfera, las moléculas están tan separadas entre sí que, si alguna tiene velocidad suficiente para superar la fuerza de la gravedad, escapa de la atmosfera. Está claro que los componentes más ligeros tienen mayor probabilidad de tener velocidades altas y conseguir escapar EJERCICIO: Calcular la velocidad de escape de una molécula cercana a la superficie terrestre y de otra situada a una altura h=500 km por encima de la superficie. Datos: G = 6.67x10−11 𝑁𝑚22 𝑘𝑔 𝑅𝑇 = 6370 𝑘𝑚 𝑀𝑇 = 5.974 𝑥 1024 𝑘𝑔 Respecto a la velocidad de las moléculas en un gas, ésta presenta un rango de valores con distinta probabilidad de acuerdo a la función de distribución de velocidades dada por Maxwell. Esta distribución depende de la Temperatura y de la masa molecular del gas Gráfica: a) distribución de velocidades para el N2 para tres temperaturas diferentes, b) distribución de velocidades para tres gases diferentes a T=300K De la distribución estadística de Maxwell es útil calcular tres parámetros: la velocidad más probable, la velocidad media y la velocidad cuadrática media cuyas formulas aparecen en la gráfica, R es la constante de los gases, M la masa de un mol de gas y T la temperatura absoluta del gas La velocidad ‘más probable’ o ‘típica’ de las moléculas de un gas representa el valor de un gran conjunto de moléculas; sin embargo, puede haber moléculas con velocidades mucho mayores, como lo muestra la curva ‘maxwelliana’ (fig). Por tanto, aunque la velocidad típica sea menor que la velocidad de escape, habrá siempre un porcentaje de moléculas con velocidades mayores y que, en consecuencia, escapan . EJERCICIO: Las leyes de la estadística establecen como un criterio adecuado para que un planeta retenga su atmósfera durante mucho tiempo, el requisito de que la velocidad de escape no supere en más de 6 veces a la velocidad típica (vescape > 6vtípica). De acuerdo con esto: ✓ Comparar la velocidad más probable y la velocidad de escape para los átomos de H y O y razonar en base al criterio anterior la abundancia de H y O en la atmósfera ✓ Encontrar una fórmula para la temperatura mínima que debe tener un gas para escapar del campo gravitatorio de un planeta en función de la masa, del radio del planeta y de la masa de la molécula Estructura vertical de la atmósfera La atmósfera terrestre es una capa relativamente muy delgada, el 99,9% de su masa está comprendida en los primeros 48 km de altitud y a partir de ahí el 0.1% restante. Las variaciones verticales en la presión y densidad son mucho mayores que las variaciones temporales y horizontal. Por lo tanto, es útil definir una atmósfera estándar, que representa la estructura horizontal y temporal media de la atmósfera en función de la altura. Las ‘atmosferas Estándar’ son modelos de la atmósfera terrestre que permiten obtener los valores de presión, temperatura, densidad y concentración de componentes atmosféricos en función de la altitud para diferentes zonas del planeta Perfil atmosférico Estándar de T a nivel global The 1976 U.S. Standard Atmosphere temperature profile Perfiles atmosféricos Estándar de varias variables para 5 zonas del planeta The 6 model atmospheres differ most significantly in their temperature profiles and in their H2O and O3 profiles illustrated in figures. The 1976 U.S. Standard Atmosphere temperature profile provides an effective median for the set of profiles. Capas de la atmósfera según criterio térmico En función del comportamiento con la altura de la temperatura atmosférica, se divide la atmósfera en cinco capas: Tropósfera, Estratósfera, Mesósfera , Termósfera y Exosfera. ❖ Troposfera (capa de la Homosfera donde se desarrolla la vida) ✓ Su espesor varía entre los 9 Km sobre los polos y los 18 Km sobre el ecuador; su altura media es 12 Km. Su límite superior se llama TROPOPAUSA ✓ Contiene un 80% de la masa de la atmosfera y prácticamente todo el vapor de agua ✓ En los 500 metros iniciales se concentra el polvo en suspensión (desiertos, volcanes y contaminación. Este polvo actúa como núcleos de condensación que facilitan el paso del vapor de agua atmosférico a agua líquida ✓ La temperatura es máxima en su parte inferior (15 ºC de media) y a partir de ahí disminuye con un gradiente térmico vertical promedio: dT/dz=−6.5 ºC/km hasta llegar a -70 ºC en el límite superior ✓ Hay importantes flujos convectivos de aire, verticales y horizontales, producidos por las diferencias de presión y temperatura que dan lugar a los fenómenos meteorológicos ✓ Dentro de la troposfera existen, a veces, capas delgadas en las cuales T aumenta con z. Son llamadas INVERSIONES TERMICAS y los movimientos verticales de aire en ellas están inhibidos ✓ La tropopausa es discontinua en latitudes de unos 30º y unos 60º en cada hemisferio, justo donde aparecen las corrientes en chorro Formación de una gota fría o DANA Las corrientes en chorro suelen ser aprovechadas por los vuelos intercontinentales para aprovechar el empuje del viento en la zona (150 Km/h-450 Km/h) ❖ Estratosfera ✓ Se extiende desde la tropopausa hasta un limite de 50 Km de altura y esta limitada por una capa denominada ESTRATOPAUSA ✓ La absorción de la radiación UV por las moléculas de ozono es responsable de las altas temperaturas en la estratosfera cuyo máximo valor es de unos 0 ºC a los 50 km (altura de la estratopausa) ✓ Los procesos nubosos son poco importantes por lo que los contaminantes permanecen mas tiempo en la estratosfera que en la troposfera ✓ Existen movimientos horizontales de aire, pero no verticales debido al aumento de temperatura con la altura Simulación de un globo como el que trasladará a ASTHROS. (NASA) ✓En esta capa se genera la mayor parte del ozono atmosférico que se concentra entre los 15 y 30 Km (capa de ozono u ozonosfera) La NASA estudiará el cosmos desde un globo tan grande como un campo de fútbol Equipado con un telescopio de última generación, será lanzado en 2023 hasta una distancia de 40 kilómetros de la superficie terrestre Detectado un rayo azul que asciende por la estratosfera Astrofísicos de la Universidad de Valencia y otros centros europeos han detectado, por primera vez en la historia, un jet o chorro azul desde el primer microsegundo de su génesis hasta su propagación por encima de las nubes. El descubrimiento, realizado desde la Estación Espacial Internacional, puede ayudar a los estudios sobre el circuito eléctrico global de la atmósfera y el calentamiento de sus capas altas. Así nace un rayo azul y asciende por la estratosfera (agenciasinc.es) ❖ Mesosfera ✓ Capa que se extiende entre los 50 y 80 km. La temperatura disminuye con la altitud alcanzándose la mínima de −90 ºC a unos 80 km, esto es en el límite superior, llamado MESOPAUSA. La mesopausa es la capa más fría de la atmosfera ✓Contiene sólo cerca del 0.1 % de la masa total del aire y está formada fundamentalmente por O2, N2 y CO2 casi en la misma proporción que los gases de la troposfera si bien, otros componentes más pesados de la atmosfera ya no están presentes ✓Es una capa protectora, al igual que la ozonosfera, nos protege de las radiaciones solares dañinas (UV) y nos protege de las masas rocosas celestes que entran en la atmósfera de la Tierra. Los meteoros y asteroides arden como resultado de la fricción con las moléculas de aire y se convierten en “estrellas fugaces” ✓En la mesosfera empiezan a aparecer los primeros iones por descomposición solar de los óxidos de nitrógeno: capa D de la ionosfera ✓Se dan diversos fenómenos ópticos: un tipo especial de nubes, llamadas “nubes noctilucentes” y un tipo especial de relámpago, conocido como “rayo duende” Meteoros que se dirigen a la tierra provocando, al desintegrarse, destellos de luz llamados estrellas fugaces (Créditos:NASA) Duendes y Elfos en la Mesosfera Nubes noctilucentes en la Mesosfera (satellite misión AIM) Launched on April 25, 2007, AIM orbits around Earth in a nearcircular, sun-synchronous orbit, which is a low-altitude orbit that passes over any given point on Earth at approximately the same local time. AIM can look down on the polar mesospheric clouds from above; these clouds, referred to as PMCs (Polar Mesospheric Clouds), form in the coldest part of the atmosphere, about 50-90 km above the polar regions, every summer. Recorded sightings of these silvery-blue, noctilucent or "night-shining" clouds (NLCs) were first reported in 1885 at high latitudes. They have been increasing in frequency and extending to lower latitudes over the past four decades PMCs observadas desde la superficie These AIM images span Dec. 8–Dec. 19, 2020, starting with AIM’s first observations of the Antarctic noctilucent cloud season AIM Mission Overview | NASA ❖ Termosfera ✓ Se extiende desde 80 km a 500 km por encima de la superficie. La temperatura se mantiene invariable alrededor de −80 ºC en los primeros 10 km y después empieza a subir alcanzando valores extremos de algo más de 2.000 °C. La capa limite se denomina TERMOPAUSA ✓ Debido a esa baja densidad de gases, las moléculas están tan separadas entre sí que no pueden transmitir ni el calor ni el sonido ✓ La termosfera es el lugar de la estación espacial internacional (ISS) que orbita la tierra. Aquí también se encuentran satélites de baja órbita terrestre ✓ El aire en la termosfera es un captador de energía solar (mediante los procesos de fotoionización de átomos y fotodisociación de moléculas de N2 y O2), así absorbe la mayor parte de la radiación de alta energía del Sol (rayos X y UV extremos) funcionando como un filtro, evitando que esta radiación llegue a la tierra ✓ En la termosfera hay una gran cantidad de iones libres, existiendo en concreto dos capas con especialmente alta concentración de iones denominadas capas E y F (F1 y F2). Estas capas afectan a la propagación de las ondas de radio Fenómenos ópticos en la Termosfera Auroras y Airglow son fenómenos que se dan en la Termosfera División en capas según la presencia de iones Neutrosfera Zona inferior de la atmósfera (0-80 km), donde las partículas (átomos y moléculas) no se encuentran ionizadas. La radiación solar que llega a esa parte de la atmosfera no es lo suficientemente energética como para ionizar los gases Ionosfera Se extiende desde los 80 a 500 km de altitud, coincidiendo aproximadamente con la Termosfera. En esa zona los rayos X y los γ son absorbidos por las moléculas de nitrógeno y oxígeno, lo que genera iones de carga positiva y electrones Interacción radiación-materia Fotoionización La radiación solar suficientemente energética (λ ≤ 100 nm, rayos γ , X) consigue arrancar los electrones de sus átomos. Esta radiación se emplea en este tipo de procesos, de forma que no alcanza la tierra. Los procesos de ionización dan lugar a grandes concentraciones de electrones libres Proceso Energía de ionización (kJ/mol) N2 + hv→ N2+ + e1495 + O2 + hv → O2 + e1205 + O + hv → O + e1313 NO +hv → NO+ + e- 890 λmáx (nm) 80.1 99.3 91.2 134.5 Fotodisociación del oxigeno molecular El oxígeno se fotodisocia por radiación UV de pequeña λ (UV-C) Grafica que muestra el coeficiente de absorción del oxígeno molecular en función de la longitud de onda del fotón incidente ✓ El O disociado es fundamental en las reacciones de formación de O3 ✓ La energía mínima del fotón es la energía de disociación del O2 , 495 kJ/mol , lo que supone longitudes de onda del fotón inferiores a 240 nm (UV-C). Hacer el correspondiente cálculo (datos: h= 6.63x10-34Js; NA= 6.022x1023 ) Fotodisociacion del ozono El ozono se fotodisocia por radiación UV de λ intermedia (UV-B) El ozono tiene un máximo de absorción en los 255 nm y no absorbe nada mas allá de las 310 nm. ✓ Estas reacciones eliminan el resto de las radiaciones perjudiciales para la tierra ✓ Los mecanismos naturales de destrucción del ozono son lentos en contra de los procesos catalíticos de destrucción del mismo, descubiertos en los años 60 Los rangos de alturas en las que se producen los procesos mencionados así como las longitudes de onda que intervienen en cada proceso aparecen en la figura Los fotones que llevan suficiente energía para producir estas reacciones son absorbidos y cualquier exceso de energía se emplea como energía cinética de los productos, incrementando así la temperatura del gas. Los fotones que producen esta llamada ‘Absorción continua’ pertenecen a la zona rayos γ, X y UV del espectro. La mayoría de los fotones con λ>0.310μm (relativamente cerca del VIS) llegan hasta la superficie Perfiles de O, O2 y O3 en altura y reacciones de formación del O3 Absorción mediante líneas: A parte de la ‘absorción continua’ asociada a los procesos vistos, los fotones pueden ser absorbidos por otras causas por las moléculas del aire. Existe una absorción selectiva o mediante líneas que ocurre para fotones de menor energía en la zona visible e IR del espectro. Esta asociada a cambios en los niveles energéticos discretos de las moléculas. La energía de una molécula del gas es: Eo es la energía asociada a la configuración electrónica, Ev and Er son las energías vibracional y rotacional y Et es la energía de translación asociada con el movimiento caótico de las moléculas EJERCICIO: En la figura, se muestra la distribución de los niveles cuantizados del N2 referente a la energía de rotación de la molécula. Elegir dos niveles cualesquiera y calcular la frecuencia del fotón absorbido en el caso de que se produzca el salto energético; ¿en que rango espectral se encuentra? h=6.63x10−34 J·s 1 eV=1.6022x10-19J 𝜐= 𝐸𝐵 − 𝐸𝐴 ℎ líneas de absorción de los gases atmosféricos: Transiciones orbitales: parte UV y VIS Transiciones vibracionales: IR cercano-medio Transiciones rotacionales : IR y MW Exosfera ✓ Se considera a partir de los 500 km; la influencia de la Tierra en el enrarecido ambiente espacial consiste prácticamente en la desviación del viento solar y rayos cósmicos (protones, partículas alfa,…) por el campo magnético terrestre ✓ En esta capa se produce el fenómeno de las auroras polares (boreal y austral) y se sitúan los cinturones de Van Allen Las partículas que forman el viento solar son desviadas hacia los polos por el campo magnético terrestre Cinturones de Van Allen https://youtu.be/CKUNT2Qshk4 • Anillos toroidales donde se concentran gran cantidad de partículas cargadas procedentes del viento solar • El cinturón interior se extiende desde unos 500 a 5000 km por encima de la superficie de la Tierra. El cinturón exterior e extiende desde unos 15 000 hasta 58 000 km • Afectan a satélites de órbitas altas/medias, como pueden ser los geoestacionarios, situados a unos 36 000 km de altitud. Origen desconocido del Campo Magnético Terrestre el campo magnético terrestre es igual a menos relativamente cerca de la superficie al de un dipolo magnético. Recordemos lo que es un dipolo magnético. Aunque los detalles de la producción de ese campo magnético no se conocen , el movimiento de fluidos conductores en su interior y la rotación de la Tierra son elementos claves de la teoría Desplazamiento del polo norte magnético El polo norte magnético de la tierra se está desplazando de Canadá a Siberia con una tasa de 10 kilómetros por año al comienzo del siglo XX llegando a 40 kilómetros por año en el 2003. Inversión de los polos La última inversión de que se tiene dato fue la inversión magnética de Brunhes-Matuyama aproximadamente hace 780 000 años y ocurrió en aproximadamente 100 años, es decir, que el campo se puede mantener estable durante millones de años y en un tiempo relativamente corto empezar a disminuir y darse la vuelta. dipolo magnético Vapor de agua en la atmósfera ✓ Es un constituyente altamente variable: desde 10 ppm en las regiones mas frías de la tierra hasta un 5% en volumen en regiones cálidas ✓ De todos los gases variables, el VA es el más importante. No sólo tiene importancia el ciclo hidrológico, sino que contribuye con el 80 % al efecto invernadero, excediendo la influencia del CO2. La diferencia entre ambos es que el último sigue aumentando mientras que se asume que la concentración del VA es estable y no contribuye al cambio climático. (realmente no hay muchos análisis en la actualidad sobre esto) ✓ La cantidad de vapor de agua presente en el aire atmosférico puede ser expresada de diferentes formas mediante los parámetros de humedad (e, h) ✓ Se define la presión de vapor, e, como su presión parcial dentro de la mezcla, de forma que la presión total del aire es: p = ps+ e, siendo ps la presión del ‘aire seco’ ✓ Se dice que el aire está saturado cuando la fase vapor esta en equilibrio con la liquida. Para cada temperatura, se define la presión de vapor saturante es; se define la humedad relativa como: h(%)=100(e/es) Aerosoles atmosféricos Aerosol marino (tiempo de residencia 4 días) ✓Son pequeñas partículas sólidas o líquidas en suspensión en la atmosfera ✓Tienes efectos cruciales en la transmisión de la radiación solar a través de la atmosfera ✓Son esenciales en el papel de la formación de nubes ✓El mar y los volcanes (figuras) son fuentes naturales Large volcanic eruptions may lift sulfate aerosols into the stratosphere, which usually cools the global climate for the following year or two ✓ Fuentes Biológicas (producidos por organismos vivos) Corteza Terrestre (polvo del suelo, erupciones volcánicas, aerosol marino) Antropogénicas (polvo de las carreteras, quemas, procesos industriales) In situ (formados en la propia atmosfera, son los llamados aerosoles secundarios) https://youtu.be/YtJzn8A725w Sal marina, arena y ceniza volcánica son los tres tipos mas comunes de aerosoles Las imágenes con microscopio electrónico de barrido (no igual escala) muestra la variedad de tipos de aerosoles. De izquierda a derecha: ceniza volcánica, polen, sal marina, y hollín Cuando se producen erupciones volcánicas, se inyectan grandes cantidades de gases sulfúricos a la estratosfera, donde se transforman en aerosoles de sulfatos que enfrían la Tierra (los efectos se suelen notar durante 1 o 2 años). 1.- Las sales de sulfato reflejan casi toda la radiación solar que inciden sobre ellos aumentando así el albedo terrestre y enfriando la atmosfera 2.- Actúan como NCC formando diminutas gotas de agua que dan lugar a nubes densas y muy reflectantes The six-month Bardarbunga eruption produced sulfur emissions during its peak period comparable to all the human emissions from Europe. This aerial photograph was taken Sept. 4, 2014. Credit: peterhartree / Flickr NASA’s MODIS instrument captures images in the visible and infrared wavelengths of light, showing details of cloud cover and reflected solar radiation around the fissure in the Bardarbunga volcano. This satellite image was captured Nov. 9, 2014. Credit: NASA ✓ Transporte https://youtu.be/pC_WQGirEAA ✓ Sumideros En promedio, las partículas salen de la atmósfera a la misma velocidad que entran. Partículas pequeñas: Fenómeno de coagulación, las partículas pequeñas se unen para formar otras mas grandes, afecta a aquellas con diámetro < 0.2 µm. Partículas grandes: son eliminadas mediante precipitación, se denomina: ▪ deposito húmedo si precipitan debido al agua: por un lado actúan como NCC (rainout), por otro son arrastrados por las gotas al caer (washout) ▪ Deposito seco o sedimentación ✓ Influencia sobre la visibilidad La visibilidad es la máxima distancia a la cual un objeto es claramente perceptible desde el horizonte. La presencia de partículas provoca una disminución de la misma debida a los procesos de absorción y dispersión (scattering) de la luz por dichas partículas. El primero es importante para partículas alrededor de 1 µm mientras que el segundo lo es para un rango mas amplio, entre 0.2 y 2 µm SMOG: smoke+fog, designa cualquier forma de polución severa (principalmente en zonas urbanas) Concentraciones y distribución de tamaños La figura muestra el número de partículas en la atmósfera, dN, con un diámetro entre D y D+dD; se extraen las siguientes conclusiones: • las concentraciones caen muy rápidamente a medida que crece el tamaño; una gran cantidad de ellos tienen diámetros <0.2 µm que se denominan núcleos de Aitken ( o núcleos de condensación) • la concentración total de Núcleos de Aitken es claramente mayor en el aire urbano (curva negra), después en el continental (roja) y por último en el marino (azul) • La concentración de partículas con diámetro >2 µm (grandes y gigantes) son similares en los tres entornos • Estas curvas se ajustan bastante bien a una función potencial: • Los coeficientes C y β se pueden obtener mediante regresión lineal de datos experimentales; linealizando la anterior ecuación: Donde C está relacionado con la concentración y β con el tipo de aerosol. Β varia entre 2 y 4 y para un aerosol continental de diámetro D>0.2µm , la ecuación anterior se ajusta bastante para β=3 (llamado distribución de Junge) ✓ Tiempos de residencia El tiempo de permanencia o residencia en la atmósfera depende del tamaño y del mecanismo que utilicen para su eliminación