1 Intercambio de gases entre la atmósfera y el océanoJorge Zavala Hidalgo Curso Interacción Océano-Atmósfera CCA-UNAM

2 Solubilidad de gases Los gases atmosféricos generalmente están cerca del valor de saturación cuando se encuentran cerca de la superficie del océano. En muchos casos incluso se encuentran sobresaturados debido a la disolución de burbujas producidas por el rompimiento de las olas.

3 Solubilidad de gases La solubilidad es una medida de la cantidad de gas que puede contener el mar por unidad de volumen. La saturación, que es el producto de la solubilidad y la presión parcial atmosférica, incluye el efecto de la composición actual de la atmósfera

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6 Solubilidad de gases Para gases inertes la solubilidad es función de su peso molecular. Algunos gases, como el CO2, CH4 y el NO2, son muy reactivos en agua y por ello el océano puede absorber más de estos gases

7 Solubilidad de gases Como toda el agua en el mar alguna vez estuvo en contacto con la atmósfera es de esperarse que en ausencia de fuentes o sumideros la concentración en todo el océano sea la misma. Algunos gases son consumidos o generados dentro del océano por lo que su concentración varia

8 Solubilidad de gases Los procesos biológicos consumen y generan gases como el CO2, el O2 el N2O, el CH4 o el dimetil sulfuro. La solubilidad depende inversamente de la temperatura y directamente de la presión. Depende poco de la salinidad.

9 Intercambio de gases en la interfazEl flujo F de un gas a través de la interfaz está dado por F = kT(Pa-Ps) Pa y Ps son las presiones parciales del gas en la atmósfera y el océano respectivamente, kT, es la velocidad de transferencia. kT tiene unidades de velocidad y es función de la rapidez del viento

10 Intercambio de gases en la interfazA valores grandes de la rapidez del viento esta domina el intercambio de gases por el entrainment en las burbujas. A velocidades bajas la capacidad de reacción química del CO2 produce un intercambio mayor que por ejemplo el O2. La transferencia de calor entre los dos medios. Si el aire es húmedo y el flujo de calor latente está dirigido hacia el océano, produciendo condensación en el agua, el flujo del gas se inhibe.

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12 Intercambio de gases en la interfazPa y Ps son las presiones parciales del gas en la atmósfera y el océano respectivamente Pm = 0.5( Pa+ Ps) y Tm = 0.5( Ta+ Ts), R es la constante de los gases ideales

13 El Ciclo del Carbono (gigatoneladas)

14 Incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera

15 Reacción química del CO2 en el océanoReacción química del carbonato de calcio con el CO2 y el agua

16 pCO2

17 Anomalía total de CO2

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19 Perfil vertical de oxígeno

20 O2 – O2sat