Inversión térmica, smog y lluvia ácida

inversión térmica:

La inversión térmica consiste en el aumento de la temperatura con la altitud. Usualmente, en la troposfera, la temperatura disminuye con la altura a razón de aproximadamente 6,5 ºC/km. Las inversiones térmicas actúan como tapaderas que frenan los movimientos ascendentes de la atmósfera. En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior.
El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente superior. Al disminuir tanto la convección térmica como la subsidencia atmosférica, disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire.
Esto ocurre especialmente en invierno en situaciones anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente ocluido, cuando se da una oclusión de frente frío.
Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura.
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la inversión puede persistir durante días y días.
La contaminación atmosférica permite ver claramente la altura de la inversión, por ejemplo, como una gran boina oscura de partículas de contaminación retenidas sobre las ciudades.
Cuando se emiten contaminantes al aire en condiciones de inversión térmica, se acumulan (aumenta su concentración) debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los contaminantes ocurren demasiado lentos, provocando graves episodios de contaminación atmosférica de consecuencias graves para la salud.
La inversión térmica es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al comprimir la capa de aire frío a los contaminantes contra el suelo la concentración de los gases tóxicos puede incrementar en incluso 14 veces. Cuando existen condiciones de inversión térmica y se emiten contaminantes al aire se acumulan (aumenta su concentración), debido a que permanecen retenidos, provocando una contaminación atmosférica de consecuencias graves para la salud de los seres vivos. La concentración de los gases tóxicos puede llegar a ser hasta 10 veces más alta que cuando no existe inversión térmica.

Smog

El smog es una combinación de humo, niebla y diversas partículas que se encuentra en la atmosfera de los lugares con elevados índices de contaminación. El fenómeno se produce cuando el aire se estanca por un periodo extendido de alta presión y las partículas contaminantes quedan flotando en las capas atmosféricas inferiores por su mayor densidad.
Cuando se produce, debido a los rayos del sol, la catalización de las partículas orgánicas volátiles y de los óxidos de nitrógeno que emanan los automóviles, se genera lo que se conoce como smog fotoquímico. Esto deriva en la formación de nitrato de peroxiacilo y de ozono, que provoca la irritación del sistema respiratorio y molestias en los ojos.
El smog se genera en las ciudades donde circulan muchos vehículos a motor y donde existe una intensa actividad industrial, ya que estos factores generan contaminación atmosférica. El fenómeno se intensifica en los días soleados y calurosos debido a que las capas superiores del aire se vuelven más gruesas. En las localidades que tienen montañas a su alrededor también se intensifica la formación de smog: las sustancias contaminantes no circulan.
La Ciudad de México, San Pablo (Brasil), Buenos Aires (Argentina), Lima (Perú), Santiago de Chile, Nueva York (Estados Unidos), Los Ángeles (Estados Unidos) y Pekín (China) son algunas de las ciudades con mayor nivel de smog.

Aunque se trate de un fenómeno tan común en muchas ciudades de gran importancia a nivel mundial, las consecuencias del smog no son para nada despreciables. En primer lugar, puede generar problemas en el sistema respiratorio, sobre todo a aquellos individuos que padecen asma; dependiendo de la intensidad de esta enfermedad, puede resultar imposible resistir un día entero en una urbanización donde el smog sea parte indivisible del paisaje.
Pero no es necesario sufrir un trastorno previo para que el smog afecte nuestra respiración, ya que produce daños en las membranas de los pulmones, y esto deriva en malestar, dolores, irritación en la garganta y tos, además de dificultar la hidratación de los ojos.En el peor de los casos, una exposición considerable y continua al smog puede derivar en un cáncer de pulmón de una gravedad similar o tal vez mayor a la que resulta del consumo de tabaco. Sobra decir que una ciudad con este problema no es amigable para aquellas personas con vocaciones tales como el canto, la locución, la actuación o los deportes en general, aunque nadie debería vivir en estas condiciones.
Como si todo esto fuera poco, no debemos olvidar que el resto de los seres vivos también sufren las consecuencias del smog. Los demás animales, algunos de los cuales llevamos a vivir a las ciudades sin preguntarles si es lo que realmente quieren, deben respirar esta combinación letal de humo y niebla, y por eso desarrollan problemas que jamás deberían enfrentar en la naturaleza. El caso de las plantas, desde un punto de vista egoísta, también nos afecta, ya que el smog no les permite brindarnos los beneficios que los caracterizan.

Lluvia ácida 

Lluvia con ácidos disueltos, principalmente ácido sulfúrico y nítrico, procedentes de combustibles fósiles y de motores de explosión. La lluvia ácida es un tipo de precipitación que se caracteriza por contener sustancias contaminantes, como ácidos sulfúricos y ácidos de nitrógeno, que causan efectos nocivos sobre el medio ambiente. Su nivel de pH es menor al de la lluvia normal (5.65), siendo que oscila entre el nivel 5 y 3, lo cual obedece a la presencia de ácidos que se forman a partir del dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno.
Los contaminantes atmosféricos son los que originan la lluvia ácida. Si bien tanto la capa vegetal en descomposición como los volcanes en actividad eruptiva pueden liberar algunos químicos que propicien la formación de precipitaciones ácidas, la principal causa de la emisión de sustancias tóxicas a la atmósfera está asociada al factor humano y su actividad industrial.
En este sentido, la quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, en la industria y en las diversas actividades humanas (fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción, automóviles) libera dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera. Estos compuestos, al entrar en contacto con el agua, el oxígeno y otras sustancias, reaccionan formando soluciones diluidas de ácido nítrico y ácido sulfúrico. A continuación, se desplazan grandes distancias con ayuda del viento antes de precipitarse en forma de lluvia, rocío, llovizna, granizo, nieve o niebla.
La lluvia ácida tiene efectos nocivos para el medio ambiente. Cuando esta cae a tierra, en forma de precipitaciones, afecta todas las superficies con que entra en contacto, y fluye a través de la superficie, entrando en los acuíferos.
Por su carácter corrosivo, deteriora las superficies de las construcciones y edificaciones, afecta los suelos y los cultivos, las selvas y los bosques. Sin embargo, donde es más dañino su efecto, es en las aguas, pues eleva la acidez en los ríos, lagos, lagunas, arroyos, pantanos, etc., afectando la vida de muchos organismos acuáticos, lo que, a su vez, deriva en un estado de desequilibrio ambiental.
Si lo desea, también puede ver nuestro artículo sobre equilibrio ambiental.