Post on 16-Feb-2020
La Química, el Cambio Climáticoy el Ozono Estratosférico
Mario MolinaMiembro del Colegio Nacional
Universidad de California, San Diego
Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente
Coloquio Fronteras de la QuímicaAño Internacional de la Química
Ciudad de México
1° de diciembre de 2011
ConcentracióndeOzono
Altitud(kilómetros)
Altitud
(millas)Ozono
Estratosférico
OzonoTroposférico
Elozonoaumentaporcontaminación
OOhO 2
32 OOO M
23 OOhO
223 OOOO
Mecanismo de Chapman
NO+O3 NO2+O2NO2 +ONO+O2O3 +hν O+O2
2O3 3O2
Agotamientodelacapadeozonoenlospolos
Propiedades físicas de algunos CFCs
Compuesto Fórmula Presión de Vapor (atm)
260K 300K
Punto de ebullición
CFC-11 CFCl3 0.22 1.12 23.8°C
CFC-12 CF2Cl2 1.93 6.75 -29.8°C
CFC-113 CFCl2CClF2 0.08 0.47 47.7°C
Cl+O3 ClO+O2ClO +OCl+O2O3 +hν O+O2
2O3 3O2
ClO +ClO ClOOClClOOCl +hѵ 2Cl+O22(Cl+O3 ClO +O2)
_________________________________________
2O3 3O2________________________________________________________________________________________
HCl +ClONO2 Cl2 +HNO3
QuímicaEstratosféricaPolar
Hielo:
ProgramadeMedioAmbientedelasNacionesUnidas(UNEP)
AcuerdointernacionalparaelcontroldelasemisionesdeCFCs
PROTOCOLO DE MONTREAL RELATIVO A LAS
SUSTANCIAS QUE AGOTAN LA CAPA DE OZONO
1987
ResultadosdelProtocolodeMontreal
Fuente: Newman et al., What would have happened to the ozone layer if chlorofluorocarbons (CFCs) had not been regulated? Atmos. Chem. Phys. Discuss., 2008.
Ozonototal(UnidadDobson)
Cantidadobservada
ProyecciónconProtocolo
ProyecciónsinProtocolo
Año
Balance energético de la tierra
E = h v Efecto fotoeléctrico de Einstein
Energía total emitida = ϭ T4 ϭ: Constante de Stephan-Boltzmann
Energía emitida = Ley de distribución de Planck2πh v3/c2
ehv/kT - 1
Luz solar
Ener
gía
Radiación terrestre
Longitud de onda (μm)
Emisión
4006008001000120014001600Númerodeonda(cm‐1)
CO2
H2O
O3
EmisiónalespacioenelinfrarrojoDesiertodelSahara
BióxidodecarbonoenlaAtmósfera:elPulsodelPlaneta
C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O
6CO2 +6H2O+hѵ C6H12O6+6O2
CH4 +2O2 CO2 +2H2O
2C8H18 +25O2 16CO2 +18H2O
C+O2 CO2
Fuente:CharlesDavidKeeling,ScrippsInstitutionofOceanography
Bióxidodecarbonoenlaatmosfera:1957‐ 1978
Fuente:IPCCAR4,WG1SPM,2007
Gasesdeefectoinvernadero
ConcentracionesdeCO2 yCH4
enlosúltimos10,000años
Tiempo (Antes del 2005)
Reconstruccióndelatemperaturamediadelosúltimos1100años
Fuente:CommitteeonSurfaceTemperatureReconstructionsfortheLast2,000Years.NationalResearchCouncil.2006
Perforaciones (Huang et al. 2000)Factores múltiples (Mann & Jones 2003)
Factores múltiples (Hegert et al. 2006)
Factores directos (HadCRUT2v)
Longitud de glaciares (Oerlemans et al. 2005)Factores múltiples (Moberg et al. 2005)
Anillos de árboles (Esper et al. 2002)
VariacióndeTem
peratura(°C)
Año
TemperaturayconcentracióndeCO2enlosúltimos450milaños
Fuente: GRID-UNEP
ConcentraciónyProyeccionesdedióxidodecarbono
Añosantesdelpresente
ConcentracióndeCO2(ppm
v)
Emisionesnorelacionadasconlaenergía
Emisionesrelacionadasconlaenergía
EmisionesdeGasesdeEfectoInvernaderoporsector
Consumo eléctrico industrial8.50%
Transporte13.50%
Consumo eléctrico en Vivienda y
Oficinas 15.20%Procesos
industriales27.50%
Deforestación18.20%
Agricultura13.50%
Residuos 3.60%
Fuente:WorldGHGEmissions Flow Chart.WRI.2000
Fuente:Climate Analysis Indicators Tool.WRI.2010
CrecimientodelasemisionesglobalesdeCO2
0
5
10
15
20
25
30
3518
5018
6018
7018
8018
9019
0019
1019
2019
3019
4019
5019
6019
7019
8019
9020
0020
06
Gton CO
2
Triángulosdeestabilización:Cómoresolverelproblemadelclima
S.Pacala &R.Socolow
• Mejorarlaeficienciaenergética
• Mejorareficienciadeplantasgeneradorasdeelectricidad
• Sustituircarbónporgasnatural
• CapturayalmacenamientodeCO2• Fisiónnuclear
• Electricidadeólica
• Energíasolar
• Biocombustibles
• Administracióndebosques
Triángulos de estabilización
Emisiones por quema de combustibles fósiles
Emis
ione
s po
r com
bust
ible
s fó
sile
s (G
tC/a
ño)
Emis
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Año
Año
Una nueva ruedaSinPolíticas
Políticasclimáticasbajoincertidumbre‐ 2009
Fuente:MIT,2009
EstabilizacióndelCO2 a550ppm:
Accionesnecesariasparaenfrentarelcambioclimático
• Establecer un precio a las emisiones de carbono paraque el mercado pueda trabajar en encontrar lasreducciones más baratas, a través de un nuevo acuerdointernacional para el periodo post‐Kyoto.
• Incrementar la inversión en investigación, desarrollo ydemostración de tecnologías en energía.
• Expandir la cooperación internacional para laimplementación de tecnologías en energía avanzadasen países en desarrollo.
• Acelerar las medidas “ganar‐ganar”.
Fuente:UnitedNationsPopulationDivision,WorldUrbanizationProspects,2010.
(2011)
(1930)
(1960)
(1975)
(2000)
(1800)
(1987)
7milmillones
PoblaciónMundial