COMPOSICIÓN

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. La atmósfera es planeta, es una parte del mismo en estado gaseoso, siendo, imprecisa la definición de atmósfera como capa de aire que envuelve a la Tierra, porque así parece excluirse de ésta.
El aire es una mezcla mecánica de gases y no una combinación química, aunque, algunos de los gases por separado son combinaciones químicas (el vapor de agua, el CO₂).

Características de los gases

	El nitrógeno es el componente principal, es un gas inerte. Es el gas atmosférico más abundante, a pesar de su abundancia, su importancia en muchos procesos atmosféricos y de la biosfera es mucho menor que la del oxígeno y la de otros gases, porque en estado molecular es inerte. Cabe mencionar que por las descargas eléctricas de las tormentas, se combina con el oxígeno, dando NO y NO2, que , disuelto en el agua, aporta nitrógeno a los suelos, aumentando su fertilidad.
	El oxígeno es un gas muy activo que reacciona con otros elementos fácilmente y los oxida. Desempeña un papel atmosférico y, sobre todo en la biosfera de primer orden. Existen dos procesos que son fuente de oxígeno en la Tierra: la fotosíntesis (el principal) y la escisión molecular del agua estratosférica.
	El vapor de agua (H2O) es un componente vital en la atmósfera, constituye un 1% de volumen, pero es muy variable ya que se encuentra en un ciclo global complejo. La cantidad es pequeña y depende de la temperatura del aire, hay mayor proporción de vapor de agua en el aire caliente.
	En virtud de la ley de Dalton relativa a las mezclas de gaseosas, la proporción entre dichos gases varía como sus densidades: el nitrógeno y el oxígeno van disminuyendo y hacia los 20 km de altitud su cantidad es muy reducida; sin embargo, el hidrógeno y el helio, al ser más ligeros, alcanzan mayor altitud y su proporción aumenta considerablemente a los 20 km.
	El argón, este gas noble es inerte y se produce por la desintegración radiactiva del potasio 40 en el manto y en la corteza; se desprende a través de los volcanes.
	El dióxido de carbono (CO2) es liberado desde el interior de la tierra y producido por la respiración de los seres vivos, los procesos del suelo, las combustiones y la evaporación oceánica. Es disuelto en los oceános y consumido por la fotosíntesis. Interviene en el calentamiento de la atmósfera en el proceso llamado efecto invernadero.
	El metano (CH4) se produce en procesos anaeróbicos, en los humedales naturales, arrozales, en la extracción del carbón y petróleo, en la combustión de la biomasa y en losvertederos.
	El óxido nitroso (N2O) se produce mediante mecanismos biológicos en los océanos, en la combustión industril, coches, aviones incendios.
	El ozono (O3) se produce cuando se disgregan las moléculas de oxígeno debido a la radiación ultravioleta del Sol. Se destruye por reacciones que incluyen óxido de nitrógeno y cloro.
	Los clorofluorocarbonos (CFC) han aparecido en la atmósfera recientemente debido a la fabricación de aerosoles, limpiadores, acondicionadores del aire...Las moléculas se elevan hacia la estratosfera siendo descompuestas por procesos fotoquímicos dando lugar a cloro.
	Los halocarbonos son gases totalmente antropogénicos y últimamente han aumentado mucho debido a su uso como sustituto de los CFC.
	Compuestos del nitrógeno proceden de la combustión de combustibles fósiles, calefacciones, automóviles, y otros medios de transporte son los responsables de las emisiones de óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). La quema de la biomasa y los rayos son otras fuentes importantes.
	Compuestos de azufre, el azufre atmosférico es casi enteramente antropogénico: el 90 % procede de la combustión del carbón y petróleo y también por la fundición del cobre. La vida del dióxido de azufre (SO2) y el H2S en la atmósfera es muy corto, aprox. de un día. Pero, el dióxido de azufre se transporta con facilidad a grandes distancias, y sale de la atmósfera a través de la lluvia ácida.
	En la atmósfera también hay aerosoles, partículas suspendidas de sal marina, polvo de minerales, humo y materia orgánica. Los aerosoles penetran en la atmósfera por procesos naturales (sal marina, partículas minerales, volcánicas, incendios forestales y desechos biológicos) y también antropogénicos (polvo industrial, hollín, quema de la biomasa...)

Hasta los 88 km aprox. por encima del nivel del mar la composición de la atmósfera es sustancialmente la misma que al nivel del suelo. El movimiento continuo producido por las corrientes atmosféricas contrarresta la tendencia de los gases más pesados a permanecer por debajo de los más ligeros.

Las variaciones en su composición se deben principalmente a la altura, la latitud, la estación y el tiempo cronológico.

               Variaciones con la altura

Las variaciones que se dan con la altura están relacionadas con la localización de las fuentes de los dos principales gases no permanentes: el vapor de agua y el ozono.
El vapor de agua constituye un volumen de hasta un 4 % de la atmósfera ( aprox. un 3 % de peso) cerca de la superficie.
Por encima de los 10 a 12 Km es sólo 3-6 partes por millón en volumen.
El vapor de agua es sumistrado a la atmósfera por evaporación del agua superficial o por la transpiración de las plantas.
Es trasladado hacia arriba por la turbulencia atmosférica.

El ozono se concentra principalmente entre los 15-35 km.
El ozono (un isótopo del oxígeno con tres átomos en cada molécula) está presente en la parte más baja de la atmósfera en cantidades muy pequeñas. La capa atmosférica que va de los 20 a los 48 km tiene un mayor contenido en ozono (0,001 %), producido por la radiación ultravioleta procedente del Sol.

Estos átomos separados pueden combinarse individualmente con otras moléculas de oxígeno para crear ozono:

(Siendo M el equilibrio del momento o impulso y la energía que proporciona la colisión con un tercer átomo o molécula)
Estas colisiones son rarísimas a 80-100 km debido a la bajísima densidad de la atmósfera.
Distintas proporciones de ozono son arrastradas hacia la superficie terrestre por las perturbaciones atmosféricas y las corrientes descendentes. En las capas bajas de la atmósfera, la actividad del hombre incrementa la cantidad de ozono, que se convierte en un contaminante que ocasiona graves problemas.
La capa de ozono se ha convertido en motivo preocupante desde hace unas décadas, cuando se descubrió que los clorofluorocarbonos (CFC), estaban siendo echados a la atmósfera en grandes cantidades. La preocupación se centra en que estos compuestos pueden destruir el ozono que protege la superficie de la Tierra del exceso de la radiación ultravioleta del Sol.
Estos productos químicos, que contienen cloro, son liberados a la atmósfera, ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, tras lo cual el cloro reacciona con las moléculas de ozono y las destruye.

               Variaciones con la latitud y la estación

Las variaciones de la composición con la latitud y la estación son importantes en el vapor de agua y el ozono.

El contenido en la atmósfera de vapor de agua está relacionado con la temperatura del aire. Es mayor en verano y en las latitudes bajas. Existen excepciones como en los desiertos tropicales de todo el mundo.

El contenido de ozono es bajo sobre el ecuador y alto en las latitudes subpolares en primavera.Si la distribución fuese sólo el resultado de procesos fotoquímicos, el máximo se daría cerca del ecuador en junio, y por lo tanto esta distribución anómala tiene que deberse al transporte de ozono hacia los polos. Se almacena durante la noche polar, y da lugar a una capa rica en ozono a principios de primavera en condiciones naturales. Esta característica primaveral ha sido perturbada en la Antártida por el llamado agujero de ozono, deconociendo con certeza qué tipo de circulación es responsable.

El contenido de dióxido de carbono del aire ( promedio de 360 partes por millón) tiene una gama estacional mayor en las latitudes altas del hemisferio norte, este hecho viene asociado con la fotosíntesis y la descomposición de la biosfera. Los valores estivales bajos están relacionados con la asimilaciónde CO₂ por los mares fríos polares.

               Variaciones con el tiempo cronológico

La cantidad de dióxido de carbono, otros gases invernadero y partículas de la atmósfera pueden estar sujetas a variaciones a largo plazo. La revolución industrial trajo un aumento en casi todos ellos. Las actividades industriales, la calefacción y el transporte generan casi 5 x 1020 J/ año de energía. El consumo de petróleo y gas natural son responsables del 60 % de la energía mundial y el carbón del 25 % aprox. Factores relacionados con la agricultura también contribuyen a modificar la composición de la atmósfera a largo plazo. El CO2, dióxido de carbono. Las principales reservas de carbono son los sedimentos de piedra caliza y los combustibles fósiles que se hallan en la tierra y los océanos.

La atmósfera contiene aprox. 750 x 10¹² Kg de carbono, que corresponde a una concentración de CO₂ de 360 ppm (partes por millón).
El CO₂ atmosférico es el resultado de la solución/disolución en el océano y la fotosíntesis/ respiración y descomposición de los seres vivos.
El tiempo promedio para que una molécula de CO₂ se disuelva en el océano o sea captada por las plantas es de 4 años aprox.
La actividad fotosintética implica a 50 x 10¹² Kg de carbono anuales, lo que corresponde el 7% del carbono atmosférico.