introduccion

La ingeniería ambiental es la rama que estudia los problemas del medio ambiente de forma científica tomando en cuenta los diferentes tipos de contaminación, llevando acabo un estudio exhaustivo, para poder encontrar una solución a dichos problemas.

Uno de los principales puntos de la ingeniería ambiental es el estudio de la atmósfera, su estudio es de suma importancia, ya que nos permite saber las diferentes fases o capas que esta contiene a un nivel determinado y a su ves las condiciones climáticas en las que se encuentran, también nos permitirá saber su presión y temperatura permitiéndonos conocer los contaminantes que se encuentren en ella y poder determinar sus características.

En general se cree que el sistema solar se creo a partir de una nube interestelar de gas y polvo, que se conoce como "nebulosa solar primordial," hace unos 4,6 millones de años. La atmósfera de la Tierra y los otros planetas terrestres, como Venus y Marte, se piensa que se formaron como resultado de la liberación de compuestos volátiles atrapados desde el mismo planeta. La atmósfera primitiva de la Tierra se cree que ha sido una mezcla de dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y vapor de agua (H2O), con pequeñas cantidades de hidrógeno (H2), siendo una mezcla similar a la emitida por los volcanes hoy en día.

La composición de la atmósfera actual se parece muy poco a la composición  de la atmósfera primitiva, la atmósfera primitiva de la tierra era una ligera mezcla química mientras que en la actualidad la atmósfera es fuertemente oxidante. Estudios geoquímicos hacen referencia  al hecho de que el oxígeno atmosférico se sometió a un aumento dramático en la concentración hace unos 2300 millones de años (Kasting 2001).

El oxigeno se cree que se produjo a causa de los organismos procariotas  los cuales en aquel entonces eran los únicos capaces de hacer una fotosíntesis oxigenada.

La atmósfera de la Tierra está compuesta principalmente de los gases N2 (78%), O2 (21%), y Ar (1%), cuyas abundancias son controlados en escalas de tiempo geológicas por la biosfera, la absorción y liberación de material de la corteza, y la desgasificación de la interior. El vapor de agua es el constituyente más abundante; se encuentra principalmente en la atmósfera inferior y su concentración es muy variable, alcanzando concentraciones tan altas como 3%. La evaporación y la precipitación controlan su abundancia los componentes restantes representan menos del 1% de la atmósfera, estos gases desempeñan un papel muy importante en el balance radiactivo de la tierra y en las propiedades químicas de la atmósfera, la distribución de los gases a cambiado considerablemente en los últimos años.

 Los primeros estudios referentes a la atmosfera de la tierra fueron hechos por Joseph Priestley, Antoine Laurent Lavoisier, y Henry Cavendish intentaron determinar los componentes químicos de la atmósfera, gracias a su esfuerzo determinaron los principales componentes de la atmósfera que son, N2, O2, vapor de agua, el CO2.

Las observaciones han demostrado que la composición de la atmósfera está cambiando en la escala global hecho que se demuestra en los últimas pruebas realizadas las cuales registran incrementos dramáticos en concentraciones de gases como el CO2, el metano (CH4), óxido nitroso (N2O), y diversos compuestos que contienen halógenos, estos gases de efecto invernadero actúan como aislantes térmicos atmosféricos. Ellos absorben la radiación infrarroja desde la superficie de la Tierra y reiradian una parte de esta a la superficie. La aparición de un agujero en la capa de ozono es un claro ejemplo de lo perjudicial que pueden ser estos gases y su capacidad para afectar la atmosfera. Las observaciones han documentado la desaparición prácticamente completa de ozono en la estratosfera antártica durante la primavera austral, un fenómeno que se ha denominado el agujero de ozono antártico. Los aerosoles pueden afectar las concentraciones del ozono estratosférico y han sido implicados en la morbilidad y mortalidad humana en las zonas urbanas.

Debido al crecimiento de la población a nivel mundial se a detonado el uso de varios componentes químicos que afecta el clima y las diferentes capas de la atmosfera las concentraciones de CO2 en la tierra han ido incrementando lo cual tiene efecto en la naturaleza y en la forma en el que el ser humano lleva acabo sus actividades, en resumen las actividades de los seres humanos representa la mayor parte de cambios en las concentraciones de gases en la atmosfera llevando acabo actividades como la combustión de carbón y aceites para la energía y el transporte.

La radiación solar, las nubes, las corrientes oceánicas y la circulación atmosférica se entrelazan de una manera compleja y caótica para producir nuestro clima. Hasta hace poco, el clima se suponía que tendría que cambiar en una escala de tiempo mucho más prolongado que nuestras vidas y las de nuestros hijos la liberación de gases de efecto invernadero en la atmósfera tiene el potencial de dar lugar a un aumento de la temperatura de la Tierra por varios grados Celsius. La temperatura media de la Tierra subió alrededor de 0,6 ° C en el último siglo. Se ha estimado que una duplicación de CO2 a partir del crecimiento industrial de 280 ppm en volumen podría conducir a un aumento de la temperatura global promedio de 01.05 a 04.05 ° C. A 2 ° C esto afectaría el comportamiento de la tierra y produciría el clima más cálido visto en la Tierra en 6000 años si se diera un aumento de temperatura de 4,5 ° C pondría al mundo en un régimen de temperatura elevado como en la era mesozoica, la era de los dinosaurios.

Gran parte de la variación en la magnitud prevista de los efectos climáticos potenciales resultantes del aumento de los niveles de gases de efecto invernadero depende de las estimaciones del tamaño y la dirección de las diversas evaluaciones que pueden ocurrir en respuesta a una perturbación inicial del clima. Las retroalimentaciones negativas tienen un efecto que amortigua la tendencia al calentamiento; retroalimentaciones positivas refuerzan el calentamiento inicial. Un ejemplo de un mecanismo de retroalimentación calentamiento por efecto invernadero implica vapor de agua. Como calienta el aire, cada metro cúbico de aire puede contener más vapor de agua, puesto que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero, este aumento de la concentración de vapor de agua aumenta aún más el efecto invernadero. A su vez, el aire más cálido puede contener más agua, y así sucesivamente. Este es un ejemplo de una respuesta positiva, proporcionando un mecanismo físico para multiplicar el impulso inicial para el cambio más allá de su valor inicial.

Algunos mecanismos proporcionan una retroalimentación negativa, lo que disminuye el impulso inicial. Por ejemplo, el aumento de la cantidad de vapor de agua en el aire puede conducir a la formación de más nubes. De bajo nivel, las nubes blancas reflejan la luz del sol, evitando así la luz solar llegue a la Tierra y el calentamiento de la superficie. El aumento de la cobertura geográfica de nivel nubes bajos reduciría el calentamiento de efecto invernadero, mientras que el aumento de la cantidad de nubes altas, nubes podría potenciar el efecto invernadero. Esto es porque las altas, nubes convectivas absorben energía desde abajo a temperaturas más altas de lo que irradian energía en espacio desde la parte de arriba, por lo tanto atrapando eficazmente la energía. No se sabe con certeza si el aumento de las temperaturas se llevará a más nubes bajas o más nubes altas.