COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Atmósfera: parte gaseosa de la Tierra Altura de unos
10.000 km En equilibrio entre la atracción gravitatoria y
la expansión gaseosa Composición de la
atmósfera: Mezcla de gases (aire) Partículas
sólidas y líquidas en suspensión (aerosoles)
Partículas en suspensión: parte baja de la
atmósfera Tamaños inferiores a 25 micras mayor
tiempo de residencia en la atmósfera, según
condiciones climáticas
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Tipos de
partículas en la atmósfera: Partículas de
polvo del suelo (viento) Partículas salinas (marinas)
Humos y cenizas de combustiones y volcanes Microorganismos,
esporas y polen Agua + partículas de condensación=
nubes La cantidad (densidad) y el tipo (composición) de
gases en la atmósfera varía con la altura.
Variación de la densidad con la altura. Presión
atmosférica La presión atmosférica y la
densidad atmosférica descienden con la altura Capas
inferiores, más densas.
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Variación de la composición de gases con la altura.
Homosfera: capa atmosférica desde el nivel del mar hasta
los 100 km de altitud Heterosfera: capa atmosférica desde
los 100 km hasta el límite exterior Homosfera:
Composición química uniforme Aires seco: sin
partículas sólidas, líquidas y vapor de
agua
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Variación de la composición de gases de la
homosfera. Concentración del vapor de agua: un 4% del aire
cercano al suelo y casi ausente a partir de los 10 – 12 km
Ozono: muy concentrado entre 15 – 35 km Heterosfera: Sin
composición de gases uniforme y baja densidad.
Ordenación según el elemento dominante:
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Agua en la
atmósfera: Predomina en la troposfera Las nubes y niebla
es agua líquida, el vapor no se ve Humedad del aire:
cantidad de vapor de agua en el aire Formas de indicar la humedad
del aire: Humedad absoluta: masa de vapor de agua contenida en un
m3 de aire en g/m3 (10-12 g/m3) Presión parcial de vapor
de agua (ep): parte de la presión atmosférica
realizada por el agua que contiene. Presión de
saturación del vapor de agua (eps): presión del
aire saturado de agua. Disminuye con la temperatura Punto de
rocío: tª de frío para que un volumen de aire
se sature con el agua
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Humedad
relativa (HR): cociente entre la ep y la eps en porcentaje.
Escarcha: formación de rocío a menos de 0 ºC.
Niebla: cuando el enfriamiento afecta a una capa grande de aire o
por incorporación de aire de una fuente caliente Nubes:
condensación del vapor de agua sobre los núcleos
higroscópicos (sal) Tipos de nubes:
CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Formación de las precipitaciones: lluvias, nieve y
granizos. Nieve: constituidos por cristales de hielo Granizo:
capas concéntricas de hielo, sobre gotas de agua
líquida congelada (por ascensión) Capas de la
atmósfera según su comportamiento térmico:
Troposfera: Capa inferior, hasta los 12 km. 75% de la masa
atmosférica, vapor de agua y partículas
Fenómenos atmosféricos, con turbulencias horizontal
y vertical Gradiente térmico vertical: 6,5 ºC/km
Límite superior: tropopausa (ecuador 16 km y polos 8
km)
CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Estratosfera: Hasta 50 km Contiene al ozono, que retiene los
rayos u.v, luego aumento de temperatura. Movimientos horizontales
pero no verticales. Capa superior estratopausa Mesosfera: Hasta
los 80 km Disminución de la temperatura hasta -90 ºC
en la mesopausa Descenso de la presión atmosférica
a 0,01 mb
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Termosfera: Hasta 500 km Parte inferior principalmente de N y la
superior de O atómico Absorción de rayos X y ?
cargan + a los átomos, luego aumenta la Tª Electrones
sueltos forman la capa ionizada (campos eléctricos)
Densidad muy baja (casi vacío luego poco calor)
Formación de las auroras boreales y australes en los polos
al chocar partículas del Sol y la capa ionizada
Límite superior termopausa Exosfera: Hasta el espacio
Atmósfera tenue de átomos de O, H y He El H y el He
pueden escapar al espacio
LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA Radiación solar y
terrestre: Es una radiación electromagnética de
ondas y corpúsculos unidos La longitud de onda
varía Cualquier cuerpo con temperatura mayor de 0 ºK
emite radiación Ley de Planck: las longitudes de onda que
emite un cuerpo son inversamente proporcionales a la temperatura
de la emisión.
CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Radiación solar: El espectro solar se divide en 3
regiones: Radiación visible Rayos X, gamma y ultravioletas
Radiación infrarroja
CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA La
absorción del espectro solar por la atmósfera se
divide según sus capas: El O3 absorbe las radiaciones u.v.
de onda corta El O2 la radiaciones u.v. de onda larga La
radiación del visible atraviesa la atmósfera El
agua abosorbe la radiación infrarroja
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Radiación terrestre: El suelo y el agua emiten
radiación absorbida de la solar La radiación
terrestre se absorbe en la atmósfera por CO2 y vapor de
H2O Gases de efecto invernadero El efecto invernadero natural por
la emisión de la atmósfera a la Tierra Balance
energético global de la Tierra: Se ha mantenido más
o menos constante en la Tierra, salvo en cambios
climáticos Constante solar: energía que llega desde
el Sol hasta la parte superior de la atmósfera. Unidad de
superficie en ángulo recto con la radiación 2
cal/cm2 Distribución de la energía solar que llega
al exterior de la atmósfera:
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA 28%
reflejada por las nubes, superficie terrestre y atmósfera
al exterior (albedo) O3 absorbe 3%, vapor de agua y
partículas 17% y nubes 5% (total 25%) Superficie terrestre
absorbe 47%: 21% continentes, 25,8% océanos y 0,2%
vegetales 47 % de la energía absorbida en la Tierra se
devuelve en onda larga, por convección (transporte de masa
y energía): 18% de radiación de onda larga
(pérdida neta entre la de la Tierra y la atmósfera)
24% como calor latente ligado a la evaporación. La
condensación aumenta la tª del aire 5% por
conducción directa a la atmósfera (calor sensible).
Pérdida neta según esté más caliente
Tierra o atmósfera
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
Función reguladora y protectora de la atmósfera: La
atmósfera como filtro protector: Absorción
selectiva de la radiación solar (con radiaciones letales)
Termosfera: absorción de rayos X y gamma Estratosfera:
absorción de rayos u.v. (letales) Destrucción y
formación continua del ozono O2 + hn (< 240 nm)
—-> O +
O
Formación del ozono O + O2 ——————->
O3
O3 + hn (< 320 nm) —-> O +
O2 Destrucción
del ozono O + O3 ——————> O2 +
O2 Los u.v. mayores de 290 nm
llega a la Tierra y estimula la formación de melamina y el
bronceado (reacción de protección)
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA La
atmósfera como reguladora del clima: El albedo + polvo en
suspensión + nubes= enfriamiento de la Tierra Efecto
invernadero natural, aumenta la temperatura de la Tierra (15
ºC) Sin efecto invernadero natural, temperatura media Tierra
-18 ºC La circulación general de la atmósfera
y océanos distribuye la energía solar entre el
ecuador y las latitudes más altas
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Distribución
latitudinal de la energía solar. La radiación solar
llega perpendicular a la Tierra en puntos entre el trópico
de Cáncer y el de Capricornio a lo largo del año
Causa: inclinación del eje de la Tierra Consecuencia:
estaciones
DINÁMICA ATMOSFÉRICA La cantidad de
insolación depende de: Tiempo de exposición
Ángulo de incidencia de los rayos solares. A menos
ángulo de inclinación, menos intensidad de
insolación. 2 motivos: A más inclinación,
más superficie para la misma insolación A
más inclinación, más recorrido por la
atmósfera y más absorción
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Poca variación
estacional en el Ecuador (excedente de calor) Mayor
variación estacional a medida que nos alejamos a los Polos
(déficit) Circulación atmosférica y
oceánica, distribuyen las variaciones
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Movimientos verticales de la
atmósfera. Debidos a la diferencia de temperatura,
según la altura P=?·R·T, a más
temperatura con igual presión, menos densidad Aire
frío tiende a bajar y el caliente a subir Curva de estado:
representación de la variación de la Tª con la
altura Inversión térmica: lugares de la troposfera
donde el gradiente vertical sufre perturbaciones por la presencia
de aire frío.
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Tipos de inversión: A
ras del suelo, en invierno y por la mañana (superficie
más fría) La capa de inversión impide subir
el aire y lo presiona hacia abajo Con inversión
térmica baja se impide la dispersión de
contaminantes atmosféricos
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Los movimientos verticales
forman las borrascas y anticiclones: Borrasca, bajas presiones,
ciclón o depresión: son zonas donde el aire sube
Formación de nubes y precipitación, asociadas a
nubes En latitudes bajas (depresiones cálidas) y medias
(frías), dispersan la contaminación Altas
presiones, anticiclón: zonas donde el aire no asciende
sino desciende Sin nubes, tiempo soleado y seco Anticiclones
subtropicales (descensos dinámicos) y fríos
(enfriamiento en la capa baja de la atmósfera, en polos e
inviernos de latitudes medias) Mala dispersión de
contaminantes
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Movimientos horizontales en la
atmósfera. Movimiento compensatorio del aire de los
anticiclones a las borrascas Este movimiento se denomina viento.
Zona de divergencia: aire del centro del anticiclón hacia
fuera Zona de convergencia: aire de fuera hacia el centro de la
borrasca Frentes: zonas de contacto entre aire frío y
caliente (borrascas) La trayectoria no es rectilínea, sino
espiral, debido a la fuerza de Coriolis
DINÁMICA ATMOSFÉRICA
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Fuerza de Coriolis:
Dirección de giro de la Tierra: de Oeste a Este Un punto
en los polos da una vuelta en un día y otro en el ecuador
también El punto de los polos recorre menos trayectoria Un
viento del punto A hacia el norte se adelanta al giro de la
Tierra, luego desviación hacia el este Un viento del punto
A hacia el sur se retrasa al giro de la Tierra, luego
desviación hacia el oeste Los fluidos en un movimiento
horizontal se desplaza a la derecha en el H. norte y a la
izquierda en el H. sur
DINÁMICA ATMOSFÉRICA
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Circulación del aire en
los anticiclones y en las borrascas:
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Interpretación del mapa
de isobaras: Isobaras: líneas que unen puntos de igual
presión Indican la posición de los A y B, luego la
dirección y velocidad del viento. Viento circula de los
anticiclones a las borrascas. Isobaras muy juntas, cambio
rápido de presión y vientos fuertes (B). Isobaras
separadas, cambio lento de presión y vientos
débiles (A). La curvatura de las isobaras en las B es
irregular, en los A es regular Los triángulos son los
frentes fríos y los semicírculos frentes
cálidos
DINÁMICA ATMOSFÉRICA
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Esquema general de la
circulación atmosférica H. norte: El aire asciende
en el ecuador y se dirige hacia el NE A los 30º latitud en
la parte alta de la troposfera se dan los vientos del O y el
resto baja a la superficie (cinturón anticiclónico
subtropical) Del cinturón subtropical salen vientos al
ecuador dirección O (vientos alisios) y a los polos
dirección E (vientos del oeste) Los alisios se juntan el
la zona de convergencia intertropical (ZCIT) Los vientos con
dirección NE ascienden a los 60ª (zona bajas
presiones templada) Vientos superficiales de los polos en
dirección SO llegan también a las bajas presiones
templadas y ascienden (frente polar, mezcla aire caliente y
frío).
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Esquema general de la
circulación atmosférica H. norte: El frente polar y
la ZCIT en verano va hacia el N. y en invierno al S. Los vientos
del O entre 35 y 45º van a gran velocidad (corriente en
chorro) Corriente en chorro en verano gran velocidad y
trayectoria recta, en invierno más lento y muy sinuoso,
pudiendo dejar aire frío en latitudes cálidas (gota
fría)
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Diagramas climáticos:
Variables del tiempo atmosférico: Tª, presión,
vientos y precipitaciones. Los diagramas indican las relaciones
entre tª y precipitación en un año.
DINÁMICA ATMOSFÉRICA Tipos de climas: Los
cinturones de viento y la presión forman los macroclimas
La variabilidad de la circulación del viento, la
continentalidad, la altitud y la influencia de las corrientes
marinas forman los mesoclimas El estudio del clima a nivel local
crea los microclimas Hay varios tipos de clasificaciones del
clima: Según la tª, precipitaciones y tipo de
vegetación: Sistema de Köppen Según la
latitud: Sistema de Strahler Cada macroclima posee un diagrama
climático propio, que lo diferencia del resto de
macroclimas.
