FLUJO ACTÍNICO

La luz solar dirige la química de la atmosfera al desasociar un numero de moléculas en fragmentos que son usualmente altamente reactivos

Ya sea que una molécula pueda ser disociada en la atmosfera depende de la probabilidad de un

encuentro entre un fotón de energía apropiada y la molécula.

La cantidad radiativa pertinente por reacciones fotoquímicas es el flujo de fotón incidente en la molécula desde todas las direcciones, ya que no le importa a la molécula de que dirección provenga el fotón.

El flujo radiativo desde todas las direcciones en un volumen de aire es llamado flujo actínico

(actínico significa capaz de causar reacciones fotoquímicas).

Se usa el símbolo l para el flujo actínico para distinguirlo de la irradiancia El es usualmente expresado en unidades de:

𝐹𝑜𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠𝑐𝑚2𝑠

El flujo espectral actínico, l(λ), expresa la dependencia de longitud de onda del flujo actínico; l(λ) tiene unidades de:𝐹𝑜𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠

𝑐𝑚2𝑠𝑛𝑚

Para calcular la tasa de reacción fotoquímica atmosferica es necesario determinar la intensidad total de luz incidida en un volumen de aire dado de todas direcciones.

La intensidad de la luz que impacta un volumen de aire incluye no solamente radiación solar directa, la luz, ya sea directa del sol o reflejada de la superficie terrestre, que es esparcida en el volumen por gases y partículas al igual luz reflejada directamente de la superficie terrestre.

El flujo actínico está relacionado pero NO es igual a la irradiancia.

La relación entre las dos cantidades ha sido ilustrada cuidadosamente por

Madronich (1987).

La cantidad de la luz incidente (incidencia de luz) en la superficie superior de la capa depende de la dirección de incidencia de la luz, definida por las coordenadas esféricas θ, Ф.

Esta dependencia es especificada por la radiancia espectral L(λ θ, Ф)

El numero de fotones entrando a la capa ( a través de ds en tiempo dt, desde el angulo dω) esL(λ θ, Ф) cos θ ds dω dt dλ

𝐹𝑜𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠𝑐𝑚2𝑠𝑛𝑚𝑠𝑟

LA TASA DE FOTO DISOCIACIÓN DE UNA ESPECIE A ESTA ESCRITA COMO:

Donde :nA es el concentración del numero molecular (moléculas/ cm3)jA es el coeficiente de la tasa fotodisociacion (s-1) jA depende de la luz disponible y la naturaleza de

la molecula A, expresada en términos del producto de la probabilidad que un foton sea absorbido y la probabilidad de disociación seguida dela absorción de un foton.Después de entrar en la capa en la figura fotones

pueden interactuar con moléculas de A en la capa y ser absorbidas. Para una capa infinitesimalmente delgada, la ley de Lamber-Beer puede ser usada para calcular el número de fotones absorbidos en el tiempo dt en el rango de longitud de onda d λ como:

σA(λ)nAm(θ)L(λ,θ,Ф) cos θ ds dω dt dλDonde:σA(λ) es la sección transversal de absorción (cm2) de la molécula A y m(θ) es la longitud de camino mostrada en la figura.

m(θ)= dz/cos θ.

Por cada fotón absorbido, la probabilidad de que molecula sea disociada es :

ФA(λ).( Esto se conoce como rendimiento cuantico)

Por lo tanto el numero de moléculas disociadas en tiempo dt en en rango de longitud de onda d λ es:

ФA(λ) σA(λ)nA L(λ, θ, Ф) ds dz dω dt dλ

El número total de disociaciones dNA que ocurren en un volumen en un intervalo de tiempo dt es obtenido al integrar sobre todos los ángulos solidos, sobre la superficie superior de la capa, y sobre todas las longitudes de onda:

El primer factor en el lado derecho (RHS) es solo el volumen total de la capa, que puede llevarse al lado izquierdo (LHS) junto con dt para producir

Como se indico, la cantidad en el RHS que multiplica a nA es jA.

El flujo actínico espectral es entonces la cantidad radiativa que maneja la fotodisociacion, esto es, la cuantidad que multiplica Ф A(λ)σA(λ) para producir el producto que cuanto integramos sobre todas las longitudes de onda produce el coeficiente de tasa de fotodisociacion.

El flujo actínico espectral l(λ) es entonces

Es importante distinguir el flujo actínico de la irradiancia espectral.

La irradiancia espectral E(λ) es la energía radiante que atraviesa la superficie ( por unidad de superficie área, tiempo y longitud de onda) y es calculada de L(λ, θ,Ф) por (4.14)

El factor cosθ refleja el cambio en el área proyectada de la superficie como el ángulo de incidencia es variada. Este factor no aparece en la expresión para el flujo actínico debido a que el área proyectada y las longitudes de trayectoria compensan exactamente. A medida que el ángulo de incidencia es cambiado desde arriba ( θ = 0 °) a casi mirando ( θ → 90 ° ), la energía ( irradiancia ) incidente sobre la capa disminuye , pero el flujo actínica se mantiene sin cambios debido a que la menor intensidad se compensa exactamente por la longitud de trayectoria más larga de la luz a través de la capa

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Sera la suma de los que inciden sobre la misma procedencia del espacio exterior, de los reflejados por la superficie terrestre y de los dispersados por los componentes de la atmosfera

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