Contaminación atmosférica GF3022

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Contaminación atmosférica GF3022"

María Josefa Villalobos Benítez
hace 6 años
Vistas:

Contaminación atmosférica GF3022 Laura Gallardo laura@dgf.

1 Contaminación atmosférica GF3022 Laura Gallardo Dispersión y transformaciones Emisiones Remoción

2 Procesos de dispersión interesantes

3 Hoy: Procesos de remoción Definiciones Deposición húmeda Deposición seca Sedimentación gravitacional (Sumideros físicos) Procesos Parametrizaciones Medición g

4 Procesos de deposición de gases y partículas pequeñas Deposición Húmeda (Hidrometeoros) Deposición Seca U-

5 La sedimentación es importante para partículas grandes > 10um

6 Si las partículas son pequeñas la sedimentación deja de ser importante pero sí lo es el movimiento browniano (se comportan como gases y difunden) Robert Brown ( ) Albert Einstein

7 Coeficiente de difusión (Mov. Browniano)

8 ?

9 Deposición Seca F dep Resistencia Aerodinámica a los flujos turbulentos Resistencia Aerodinámica a los flujos viscosos/laminares Resistencia Fisiológica/Química Gas o partícula pequena acercándose a la superficie de la hoja

10 Análogo de Ley de Ohm F dep ΔV IR R a (aerodinámica) R b (laminar) V I R Georg Ohm R c (fisiológica) F dep =C/R=C v dep Por convención a 10 m

11 Como son resistencias en serie:

12 Si se trata de partículas, cuando éstas son grandes : r a (aerodinámica) R S (sedimentación) r b (laminar) 0 r c (fisiológica)

13 Cerca de la capa laminar: Partículas Partículas Gases/Partículas /Brownian Partículas/Gases

14 Resistencia aerodinámica (Estabilidad/Capa Límite)

15 Resistencia laminar (Difusión molecular)

16 En el caso de partículas hay que considerar inercia:

17 Resistencia fisiológica

18 Deposición seca sobre vegetación (Biología, afinidad química, solubilidad )

19 Y es importante considerar la superficie subyacente

20 Típicamente EMEP 1998

21 Tiempo de recambio c/r deposición seca M S F dep =C/R=C v dep Por convención a 10 m H H v dep τ dep_seca v dep

22 Tratamiento en modelos En los modelos se parametriza en términos de una velocidad o tasa de deposición según el medio subyacente, la estabilidad, etc. y típicamente se impone como condición de borde inferior. K zz c z z z 0 c z z 0 * v dep

23 Deposición Seca No hay métodos estandarizados de medición Los resultados son difíciles de extrapolar

24 Método de cámara: control de flujos de salida y entrada balance de masa

25 Medición de gradientes de concentración: alta resolución espacial F w C z C K z

26 mezcla turbulenta y química La distribución de las trazas es sensible a las parametrizaciones Particularmente cuando hay química de por medio Ganzeveld et al, 2008 IGAC Newletters GF 3022 LGK 2011

27 Así que se tiene: Otro mecanismo es el eficiente

28 Tiempo de recambio? Santiago, 31/ AM Estimar el tiempo de recambio c/r deposición seca de: PM y CO Cómo se comparan estos flujos con las respectivas emisiones?

29 Pausa (10 min)

30 Deposición Húmeda Remoción de gases y aerosoles por hidrometeoros Gotas de nubes Gotas de neblina Lluvia Nieve Transformaciones de fase y reacciones químicas

31 Qué es una nube? Mezcla de gotas de agua líquida y/o hielo y aire suspendida en la atmósfera

32 Agua atmosférica y lluvia El agua (H 2 O) es un compuesto con una estructura dipolar que se presenta en la atmósfera en fases sólida, líquida y gaseosa Gota de nube (10mm, 10 6 ) Gota de lluvia (1000 mm,1) Núcleo de condensación (0.1 mm, 10 6 )

33 Tamaños muy distintos

34 Para que llueva Las gotas deben crecer. Esto requiere colisiones y coalescencia interacciones entre gotas de agua y cristales de hielo Para que se den estos procesos se necesita: Aerosoles Movimiento verticales (ascenso y descenso)

35 Hilding Köhler (1921)...: el agua NO condensa espontáneamente en a atmósfera...debe haber solutos/aerosoles

36 Los reactores nubosos

37 Múltiples fases Gas Aerosol Agua condensada: Agua líquida Lluvia Nieve Hielo Granizo Agua subcongelada

38 Múltiples escalas Seinfeld and Pandis, 1998

39 Para que gases y aerosoles sean removidos por hidrometeoros: Se requiere la presencia de agua en estado condensado Los hidrometeoros deben ser capaces de atraparlos Deben llegar a la superficie subyacente

40 Deposición húmeda In cloud scavenging Difusión Ley de Henry (Solubilidad) Sub-cloud scavenging Solubilidad Inercia Colisiones

Ley de Henry A(gas) H A A(liq) H p A A William Henry 1775-1836 A(liq)

41 Ley de Henry A(gas) H A A(liq) H p A A William Henry A(liq) Solubles H A Líquido Gas

42 Deposición Húmeda Envuelve una amplia gama de escalas y procesos, desde la microescala (10-6 m) hasta la macroescala (10 6 m) Estos procesos requieren ser parametrizados! C t C Típicamente Coeficiente de remoción/ scavenging (solubilidad, hidrometeoros)

43 Tratamiento en modelos: e.g., EMEP/MATCH Ref. EMEP 2/1998 In cloud scavenging Sub-cloud scavenging Gas Partículas

44 Tiempo de recambio c/r deposición húmeda M S τ λ 1 1 Τ T entre eventos 1/l caracteriza cada evento

45 Wet only collector Hay métodos estandarizados de medición! F=C w P

Concentración y deposición de sulfato en el NE de EEUU Deposición 1983-1994

46 Concentración y deposición de sulfato en el NE de EEUU Deposición (kg/ha) Deposición (kg/ha) Concentración (mg/l) Concentración (mg/l)

47 Próximamente Modelos gaussianos Modelos 0, 1, 2, 3, 4 D Evaluación de modelos c t v. c c.v -.( c' v' ) Q S +CI & CB

48 Lecturas Seinfeld & Pandis, 1998/2006 Cap. 19 & Cap ep_2008_igac_39.pdf

Documentos relacionados

GF3003 Ciencias Atmosféricas. Laura Gallardo Klenner Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile Primavera 2010

GF3003 Ciencias Atmosféricas. Laura Gallardo Klenner Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile Primavera 2010 GF3003 Ciencias Atmosféricas Laura Gallardo Klenner Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile Primavera 2010 HOY: Termodinámica (3) Curvas de Köhler Nubes y precipitación Crecimiento de gotas