Mecanismos de Destrucción y Recuperación de la Capa de Ozono Estratosférico

Sp reservorio=sp qimica stable,q no va destruir cataliticamnt el ozono,recciona lentamente.Pero tiene en reserva sp q si son potencialmente catalíticas en la destruccn d O3.Ejemplo:
el NHO3(NHO3+hv→OH(sp q si destruye O3)+NO2)es difícil q se d xq es muy stable.Se dice q el 50%dl N en la atm esta como NHO3.El mayor reservorio d Cl es el HCl,muy estable pero puede reaccionar(OH+HCl→H20+Cl)dando Cl radical.No son reaccions aditibas,no xq ls concentracions sean dobles la destrucción d 03 sera doble.
El Br destruye mucho ozono(mucha + q el Cl),pero como hay muy poca concentración el total destruido es menor.No es muy estable./Las sp reservorio stan en grandes cantidades xq son muy stables.-para el nitrógeno la fuente es el N2O.-para ls sp hidrogenadasla fuente es H20(de la oxidacn d ch4) o CH4.-pa sp cloradas naturales la fuente es CH3Cl-para el Br es el CH3Br(muchas incógnitas,no se sabes sus fuentes/sumideros al 100%).Los sumideros d estas sp son ls sp muy stables q no reaccionan en el camino d la troposfera,p.Ejem:HOCl,HCl,HBr,ClONO2son ls sp solubles q el agua precipita ala troposfera.

Perturbacions d fenomns naturals q modificn la ccantidd d O3 en la atm=tormentas solares,cambio en la intensidd d radiacn UV,oscilacns climáticas QBOySAO,fenomns como el niño y ls eurpcions volcanics.No lo alteran d forma muy grand pero si significativa.En trópico varia 6%/año,en latitudes 60ºvaria un 30%.

Tormenta solar

Explosión en el sol,emiten protones.Llegan ala atm latitudes altas,pueden disociar el nitrogen.No es muy importante.

Cambio en intensidd d UV

El ángulo dl zenit ifluye.Pero tmb el sol cabía la propia intensdd d su radiación.Cada 11 años y cada 27dias(x la rotacn)el sol cambia d cara y crea ciclos d radiacn d UV(canbia 1-2%).

QBO

Quasi bienal oscilations:

SAO

Semi anual oscilations:son fenomens q producen un cambio en la velocdd dl viento.Si gira al este cambia al oeste.Supera un cambio del 4%norte y 2%al sur en el QBO,y 4-8%en el SAO.

El niño

Pued provocar s lo largo d su trayectoria en cambio dl 5%.

Erupcions volcanics

Ls + importantes Pinatubo(1991)y el Chinchón.El del pinatubo d ls + importantes. No xq la erupción sea muy fuerte tiene q variar en el O3,En el pinatubo se emitieron 20millons d toneldas d SO2,also 2 meses la mayor parte se oxido formando H2SO4 en aerosol,abia 100veces + aerosol d lo abitual,fue muy duradero,al d¡siguiente año todavía era 40veces + d lo normal.La Tªbajo 0.5ºen todo el planeta.Lo primero q se detecto fue una gran disminución d NO2(-35%)en la atm.La ausencia d NO2en la estratosfera inplica q sta raccion no tubiera lugar(NO2++ClO+M→ClONO2+M-----ClONO2+H2O+aerosol→HOCl+HNO3)disminuyendo el reservorio d Cl y activando el ciclo de cloro,paso lo mismo cn el hidrgeno.Se perdió un total d 20% d O3. Las nubes d aerosol se situaban a 22km max al sur y <22km al norte,por loq la perdida d O3 fue menor en el sur.En l norte había menos aerosol x lo q se perdió + O3.Impacto dela actividd humana sobre el O3 estratosferic:ls cambios en la estratosfera(globales, en la troposfera(locales).Xq la estratosfer esta estratificad,no hay casi intercambio,lo q s emite se qeda hay,esparciéndolo por todo el planeta.Halocarbonos=bromados y clorados(Cl:
4ppmla razón d mezcla en la atm d ls cuales 0.5 sn de origen natural,el resto umano,CFC,disolvents clorados(CCl4)o metilcloroforo(H3CCl3).Nomenclatura d CFC(CFC-XYZ--X=Nºd C-1;Y=Nºde H+1;Z=Nºde atmos d Flúor).CFCs sp muy inertes,no reccionn cn nada,x eso produjeron mucho,en 1995bajo la prduccn x ls protocols.Tods ls CFCproducidos llegaran ala atm,en la estratosfera sufren la fotolisis(CF2Cl2+hv→CF2Cl+Cl).(Br:ls principals fuentes d la atm son CH3Br y halones. El CH3Br tiene 50%origen humano,los halones 100%(sist d extinción fuego).Nomenclatura d halones(Halón XYZW--X=Nº d C;Y=Nº de Flúor;Z=Nºde Cl;W=Nº de Br).Hay mucho menos halones q CFCs.Ls fuentes y suideros d ls halones no stan eqilibrados,no se a echo balance d masa.Son muy stables,hasta q llegan a la estratosfer y sueltan el Br.Un átomo d Br es 60veces mas eficiente destruyendo O3 q uno d Cl.Esto es xq el Br no forma sp reservorios.Estos dos átomos se ayudan a destruir el O3,xq tienen ciclo combinado.La destruccn d ozono depende d:1)cantidd d hidrocarburos q se emite.2)q cantidad llega ala estratosfera.3)la efectibidd d la fotodisocn./cuanto+ átomos d Cl tenga mas fácil se rompe el enlace y a menos altura se rompe.Son ls +efectivos para destruir ozono(se fotodisocia cn longituds d onda + grands a menos altura,evitand así también q el ozono se vuelva a formar xq necesitn longituds d onda + corta).CLP=Factor d riesgo.Chlorine Loading Potenctial.Mide la cantidad d Cl q una sp puede llevar a la stratosfera.Es una medida relativa xq se compara cn el CFCl3(CFC-11). ODP=Ozone Depletion Potential.OPDx=CLPx*fx/fCFC-11.Medir el factor d disociación es muy difícil,se calculn en base a models,Si la molc tiene Br,este ODPse multiplica por 60. Tampoco son muy precisos,xq dependn dl modelo.EESC=Equivalent effective stratopheric chlorine.

la magnitus naterior(EESC)ns da cuanto cloro tenems en la atm pero loq qerems saber es cuanto O3 se destruye.1997 MOntreal=ls paies desarrolados tenían q dejar d preducciond halogenos en 1994.Lo mismo d CFC-11,12,113dl año 1966,no desarrolados asta2010. 30millones d kg d CFCproducidos ilegalmente. HCFC y HFC son los sustitutos d los CFCs,con ODPs muy  bajos. //efectos tienen N2O,CH4,CO2sobre la atm(destruc d O3):no es fácil stablecer una relación direxta entre la concentracn d stas sp y la destrucc d O3. Por ejemplo, el CH4 puede crear sp q destruyen el ozono o reservotios d sp destructoras. El metano d la estratosfera condiciona el ozono d la atm,una mayor cantidad d CH4 en la troposfera(act.Humana)hace q disminuya el Nªd radicales OHen la troposfera,reaccionando cn menos sp,como no reacionan pueden llegar ala estratosfera(pudiendo reaccionar cn el ozono destruyéndolo).Una mayor presencia d metano en la estratosfera acortara el proceso d recuperación dl O3,cuanto + N2Ohaya en la estratosfer mayor destruccn d ozono en la estratosfera.Mayor CO2 se recuperara mas ozono,aunq haya + efecto inernadero(para la capa d ozono es beneficioso).Agujero d ozono en la Antártida=el mínimo absoluto d la capa d ozono fue en 2006-agujero d29millones d km2,se considera agujero d en la capa d O3cuando es <220DU. El valor + peqeño medido asta la fecha es d 88DU(1994),El nivel normal es d 300DU.El agujero tiene carácter estacional,en primavera,muy variable d un año a otro. Hoy en dia la formaciond ozono se atribuye a 2 fenómenos meterologicos d la estratosfera(el xq d la variación entre años):1)PSC(polar stratospheric clouds):se forman a Tª muy bajas(<-80º),los años muy fríos se formn y disminuyen el ozno.2)Vórtice(vortex):el aire circula hacia el oeste a velocidd muy grande(>100m/s),esta circulación hace q l q este dentro qde aislado dl exterior.Tenems un núcleo d aire muy frio,lo q faborece la creación d los PSC.Esto en invierno,cuando sube la Tªel vórtice desaparece./Se pueden distingir 2tipos d ,los tipo 1 son ricas en HNO3 y son peqeños y ls d tipo 2 son mas grandes(>10μm)y abunda el hielo.Para q se formen nubes d PSCtenems q star a menos de 200ºK,el núcleo staria formado ácido sulfuric y NAT(ácido nítrico).Si después sigue bajando la Tªpuede actuar como núcleo d condensacn d H2O(nube d tipo 2).Otra diferencia entre nubes d tipo 1 y 2 es q las tipo 1 provocan desnoxificacion y las tipo 2 desnitrificacion.Dexnoxificacion(eliminan óxidos d nitrogen(NOx→HNO3→PSC 1)Pero si aumenta la Tªes reversible,se liberan óxidos d nitr)Desntrificacion(elimina compuestos nitrogenados,pesan mucho y caen d la estratosfera).Reacción en la capa d ozono=sn muy particulares,solo pasan aquí.En 65º norte:cambio muy brusco d ClO,esto es por el vórtice,q llega alos 65º.Dentro dl vórtice se observa unagran disminución d nivel d ozono. Lo cntrario dl ClO,EXISTE UNA Relación DIRECTA entre las concentraciones d ClO y O3.Dentro dl vórtice hay una deshidratación(hay menos agua)porq forman parte d las nubes.Pasa igual con el NOx.Reaccions qimicas en la capa: Ls sp reservorio dl Cl (HCl y ClONO2)reaccionan entre si (HCl+ClCONO2→Cl2+HNO3) en la superficie d las PSC. Esta reacción es clave para entender la dismonucion dl O3.El Cl2 puede reaccionar dando Cl.Aun y todo ste no es el principal destructor dl ozono en la capa d ozono,La cantidad d ClONO2no es solo tenporal tambin es esoacial,alrededor d nubes PSC.,SI un alo la Tªno es muy baja no forman nubes y no s destruye tanto ozono.Q pasa en el Ártico?En el norte la Tªal invierno es + alta(>10º)esto e sxq la orbita d la tierra hace q el invierno dl norte sea + calido.Estos 10ºcondicionan todo el agujero d la capa.Como hace +calor se forman mucahs menos nubes destryndose - O3.En el polo norte el fenómeno d la capa es mucho + varible,La Tª se tiene en cuenta es el d la estratosfera.Es difícil determinar si la perdida d O3es natural o antropogenic.Es importante establecer la correlación (perdida d ozon y actividd human)porq en el norte hay zonas muy pobladas bajo la influencia del ozono Ártico.LAS diferencias entre polo sur y norte:dentro d vórtice tenems gran cantidad d compuestos clorados y pocos d óxidos d nitrogn.Se suele medir la `[] d N2O,así calcularems en teoría cuanto NOx teórico tendríamos q tener.Si después d medir esperimntalment hay meno NOx de lo calculado se ha dado una desnitrificacion.La cantidad d HNO3 en el Ártico es mayor q en la Antártida,ya q se evapora(en el sur esta en las nubes).La deshidratación d la Antártida es mucho menor q en el Ártico.Por lo q no se forman PSC2. La deshidratación x compuestos bromados es bastante + importante en términos realtivos en el Ártico q en el sur.Las cantidades d OClO tienen relación cn las cantidades d BrO. Una mayor presencia d compuestos bromados aumenta también la de cloro(BrO+ClO→Br+Cl+O2)Esta reacción es mayor en el Ártico,transcurre a mas vel por mayor Tª.

Variaciond O3 en la estratosfer

Inpacto d actividad humana en la abundancia d O3 en la estratosfera.Es muy difícil xq la meteorlogia hace variar muvho el O3.Cada década se pierde en el 3-6%(invierno-pribavera)hemisferio norte y un 10%en el sur.Y entre 1-3%(verano-otoño)en el H.Norte y 2-5%en el sur.