¿De qué se compone el aire de la troposfera?

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El aire es una mezcla de varios gases dominantes y muchísimos gases traza ( que se encuentran en muy pequeña cantidad), algunos de los cuales son muy importantes para nuestro sistema climático.

La fase gaseosa

El problema más obvio que tenemos con el aire es que no lo podemos ver, lo que no quiere decir que no exista. Si ves el rocío en el césped por la mañana, sabes que desaparecerá cuando se intensfique la radiación solar. Las gotitas de agua no desaparecen por arte de magia, simplemente se evaporan y cambian su estado de la fase líquida a la fase gaseosa. Este cambio de forma visible a invisible se entiende mejor con el agua.

raising dew

1. El rocío de la mañana – Valle Virgen de Osttirol
foto: Elmar Uherek

El aire seco está formado pr un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 1% de argón aproximadamente. Estos gases pueden pasar a fase líquida pero las temperaturas necesarias para esto son inferiores a -150 °C y nunca observamos esto en la naturaleza. Por lo tanto el aire es un gas, y es invisible para nosotros.

Partículas

Cuando vemos fotos de una tormenta de arena en el Sáhara hay mucha arena y polvo en el aire: lo mismo ocurre cuando las emisiones industriales y de los coches se liberan al aire. Incluso los aires más puros, de zonas remotas como la Antártida o de los océanos, contienen pequeñas partículas.

main composition of the air

2. Composición de la atmósfera
nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y argón (Ar)
autor: Elmar Uherek

Las partículas del aire pueden estar formadas por ácido sulfúrico, vapor de agua u otros compuestos, que se condensan. Las partículas son importantes en nuestro sistema climático, ya que son necesarias para formar las nubes y pueden retener la radiación que emite la Tierra.

aerosols from the Mediterranean sea

3. Aerosoles del Mar Mediterráneo
Imagen de Microscopio Electrónico
Autor: Grupo de Investigación del Dr. Helas, MPI Mainz
http://www.mpch-mainz.mpg.de/~kosmo/remgallery/medsea/medsea.htm

El vapor de agua

Para hablar de la composición del aire hablaremos de aire seco sin nada de agua. Los principales gases(nitrógeno, oxígeno y argón) representan casi el 100% del aire seco y sólo restan pequeñas cantidades de gases traza(siendo el más importante el dióxido de carbono con un 0.037%). Sin embargo, el vapor de agua se distribuye de una forma muy irregular; dependiendo de las condiciones climáticas y de la temperatura, el contenido de vapor de agua varía entre 0.1% y 4% en la troposfera, y disminuye casi a cero por encima de la tropopausa (estratosfera). El aire frío tendrá menos vapor de agua que el caliente.

total column water vapour

4. Visión global de la columna de vapor de agua total en Julio de 1989
Fuente: NASA proyecto de vapor de agua NVAP
http://www.cira.colostate.edu/climate/NVAP/nvapcira.html

Gases traza

Aunque cueste imaginarlo, muchos procesos climáticos dependen de los gases traza, que sólo están presentes en muy bajas cantidades (entre un millón y un billón de moléculas). Utilizaremos la unidad ppm (partes por millón), lo que significa que 1ppm es una molécula entre un millón de moléculas. Es más correcto utilizar 1mol/mol en lugar de 1 ppm ( pero representa la misma relación de concentraciones). La fracción de dióxido de carbono (que es un gas de efecto invernadero) aumentó desde 280 ppm en la época preindustrial, hasta 370 ppm hoy en día, y continúa aumentando debido a las actividades humanas, especialemente por la combustión de carburantes (petróleo, gasolinas...). Otros dos gases de efecto invernadero importantes son el metano (1.7 ppm) y el ozono (que varía alrededor de los 0.04 ppm). Además hay miles de gases orgánicos e inorgánicos que emiten las plantas, las industrias, o que se forman por procesos químicos en la atmósfera. Todos ellos contribuyen a procesos químicos complejos sobre todo en la troposfera.

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Para leer más sobre partículas: 
Nubes y partículas - Bases - Unidad 2

Sobre esta página:

autor: Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry - Mainz / Alemania 
1. supervisor científico: Dr. Katja Mannschreck - GAW Hohenpeissenberg – 07-08-2003 
2. supervisor científico: Dr. Gerd Folberth - Meteorological Service of Canada / Univ. of Victoria – 10-08-2003
corrección pedagógica: Michael Seesing - Uni Duisburg – 02-07-2003
última modificación: 12-06-2004

Last modified: Thursday, 28 February 2019, 11:47 AM