Química de la atmósfera
[1] Es un campo multidisciplinar de investigación y está conectada con la química ambiental, la física, la meteorología, los modelos informáticos, la oceanografía, la geología, la vulcanología y otras disciplinas.
La investigación en este campo está también muy conectada con otras áreas de estudio como la climatología.
[2] Algunos ejemplos de temas que han sido estudiados por la química de la atmósfera son la lluvia ácida, el smog fotoquímico y el calentamiento global.
Los antiguos griegos consideraban al aire como uno de los cuatro elementos, pero los primeros estudios científicos de la composición atmosférica comenzaron en el siglo XVIII.
A finales del siglo XIX y comienzos del XX el interés se desplazó hacia los constituyentes que aparecían en concentraciones muy pequeñas.
Un hito particularmente importante para la química atmosférica fue el descubrimiento del ozono por Christian Friedrich Schoenbein en 1840.
En el siglo XX, la ciencia atmosférica pasó de estudiar la composición del aire a considerar cómo habían cambiado con el tiempo las concentraciones de gases traza en la atmósfera y los procesos químicos que crean y destruyen los componentes del aire.
[nota 1] Estudios posteriores sobre la cuestión del ozono condujeron a la obtención del premio Nobel de Química en 1995 a Paul Crutzen, Mario Molina y Frank Sherwood Rowland.
El progreso en esta disciplina es debido a la interacción entre estos componentes que forman un todo completo.
Esto estimulará nuevos modelos y estudios de laboratorio que incrementarán nuestra comprensión científica hasta el punto en que podamos explicar nuestras observaciones.
Las observaciones de la química atmosférica son esenciales para nuestra comprensión.
Estas observaciones se hacen desde observatorios como Mauna Loa y en plataformas móviles a bordo de aviones (como la Facility for Airborne Atmospheric Measurements[5] del Reino Unido), barcos y globos.
Las observaciones de la composición de la atmósfera se hacen cada vez más desde satélites como el European Remote Sensing Satellite que portan instrumentos como el Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) y el Measurements of Pollution in the Troposphere (MOPITT) que nos dan una imagen global de la contaminación y la química del aire.
Las observaciones en superficie tienen la ventaja de suministrar registros a largo plazo con gran resolución temporal pero están limitadas al espacio horizontal y vertical desde el que se realizan dichas observaciones.
Las medidas de interés incluyen reacciones en fase gaseosa, sobre superficies y en el agua.
La fotoquímica también es importante para cuantificar la velocidad con la que la luz del Sol divide a las moléculas, los productos que se forman y algunos datos termodinámicos como los coeficientes de la ley de Henry.
[nota 2] Los modelos numéricos resuelven las ecuaciones diferenciales que gobiernan las concentraciones de sustancias químicas.
En los modelos numéricos hay que compensar el número de sustancias y reacciones químicas contempladas frente a la representación del transporte y mezcla en la atmósfera.
Los modelos pueden usarse para interpretar observaciones, comprobar la comprensión de las reacciones químicas y predecir las concentraciones de compuestos químicos en la atmósfera.
Un enfoque importante de actualidad consiste en convertir los módulos de química atmosférica en una parte de los modelos del sistema global terrestre en los que se pueden estudiar los enlaces o relaciones entre clima, composición atmosférica y la biosfera.
Algunos modelos se construyen con generadores de código automático como Autochem o Kinetic PreProcessor.
La troposfera es la región inferior de la atmósfera y en ella tienen lugar algunos procesos básicos como:[6]
El ozono es el gas más interesante desde el punto de vista químico en la estratosfera.
