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planeta tierra 1 atmosfera terrestre planeta tierra 1 atmosfera terrestre Document Transcript

  • La AtmósferaLa Atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la TierraLa mayoría de los gases atmosféricos se encuentran en los primeros 5 Km de altitudLos fenómenos meteorológicos en los 12 primeros, el resto muy tenueCapa importante en modelado y vidaOrigen- Características- Composición actual- Divisiones atmosféricas- Interacción de la atmósfera con radiación y viento solar- Dinámica atmosféricaOrigen y modificaciones de la atmósfera a lo largo de la historia del planetaEn su inicio la Tierra carecía de atmósfera. Volátiles escaparon de la parte interna del sistema solaral empezar el Sol brillarLa atmósfera tiene su origen en emisiones volcánicasLa atmósfera primitiva se supone compuesta de CO2, N2 y vapor de agua como en otros planetasinternos y emisiones volcánicas actualesA lo largo de la evolución de la Tierra se secuestró el CO2 y se produjo oxígeno por organismosfotosintéticosParte del N2 puede que sea también de origen biológicoCaracterísticas de la atmosferaLa atmósfera es una capa gaseosa que envuelve completamente la TierraEs muy tenue. En la superficie, donde es mayor la presión sólo supone algo más de 1 Kg/m3La cantidad de gases disminuye rápidamente con la altitud90% de la atmósfera en los primeros 16 Km Altitud Presión (Km) (Atm) 0 1 6 1/2 16 1/10 30 1/100 50 1/1000 70 1/10000Su límite es impreciso. A unos 10.000 Km se iguala con el viento solar. El campo magnético de laTierra tiene influencia sobre las partículas solares aún a mayor distancia entre 64.000 y 130.000 Kmdonde se encuentra la magnetopausa.La magnetosfera acumula partículas cargadas procedentes del viento solar (cinturones de Van Allen)que terminan cayendo en las zonas polares produciendo las auroras polares. Diferentes capasatmosféricas interactúan con partículas y radiaciones solares calentándose al interceptarlasComposición actual de la atmosferaLa atmósfera es una mezcla de gases con disolución de agua en cantidades muy variablesLa atmósfera inferior; homosfera, situada hasta unos 80 Km de altitud, tiene una composiciónsemejante:• Los gases de esta capa son eléctricamente neutros• Predominan el nitrógeno y el oxígeno• El CO2 ha variado considerablemente en los últimos tiempos por acción humana0.033% en 1980 a 0.037% en 2005• La cantidad de agua en disolución es muy variable. Aumenta con la temperatura. Los cambiosen la temperatura del aire provocan evaporación y precipitación de masas de agua líquida o sólida• Puede llevar polvo en suspensión
  • A partir de 80 Km los gases varían esta composición general, heterosfera• Su abundancia depende de su masa• Se suelen encontrar a grandes temperaturas aunque a muy baja presiónEn muchos casos está ionizados Ionosfera (80-400 Km) Gas %º Gas %º Gas %º N2 780,84 Ne 0,0184 O3 O2 209,46 He 0,0052 NH3 Ar 9,34 CH4 0,0015 NO2 >0,0001 CO2 0,37 Kr 0,0010 NO CO 0,0001 Xe 0,0001 SO2 H2 0,0005 N2O 0,0002Capas atmosféricasLas divisiones de la atmósfera se definen por los cambios de tendencia de la variación detemperatura que se producen en ellas.Esta variación es debida a los componentes de la radiación solar que se absorban o no• Calentamiento en superficie por radiación visible• Calentamiento en capa de ozono por ultravioleta• Calentamiento por iones y radiaciones ionizantesEl Agua, CO2 y Metano son gases invernadero que aumentan la temperatura superficial. Capa Total Temperatura Altitud Otras características atmosférica gases (Km)Heterosfera Exosfera Termosfera 1/100.000 Ascendente 600 - Calentamiento por de - 80.... Termopausa radiaciones ionizantesHomosfera Mesosfera 1/1.000 descendente 80 - Poco ozono para de + 80 a -80 Mesopausa calentarse Estratosfera 10 % ascendente 50 - Calentamiento por de - 60 a +80 Estratopausa radiación ultravioleta Troposfera 90 % descendente 8-17 - Calentamiento por de + 20 a - Tropopausa superficie. 60 0 - Superficie Fenómenos meteorológicosToposferaEs la principal capa atmosférica. 90% de los gases atmosféricos.En ella se producen los fenómenos meteorológicosLa temperatura desciende gradualmente hasta la estratopausa situada a 9 km en los polos y 16 kmen el ecuadorEl ritmo de descenso térmico se conoce como gradiente vertical de temperatura (GVT) que tiene unvalor medio de 0.65ºC/100mSe produce el efecto invernadero que calienta la Tierra más de 20 ºC sobre la que le corresponderíapor su distancia al solEs la capa responsable del clima
  • En los primeros 500 metros se puede acumular partículas en suspensión (polvo, cenizas volcánicas,sal, humos...)La cantidad de estas partículas depende de la presencia de partículas sueltas de pequeño tamaño, elviento y la humedad del aire principalmenteEstratosferaVa desde la tropopausa hasta la estratopausa a unos 50-60 kmAumenta la temperatura como consecuencia de la absorción de radiaciones ultravioletas solaresEste aumento de las temperaturas estratifica las capas de modo que apenas hay movimientosverticales ni nubosidadEntre 15 y 30 km de altura se sitúa la capa de ozono responsable de la mayoría de la absorciónultravioleta.MesosferaVa desde la estratopausa hasta la mesopausa a unos 80 kmDisminuye la temperatura como consecuencia de la escasez de gases, sin embargo es capáz dedesintegrar la mayoría de los meteoritos que alcanzan la TierraTermosferaVa desde la mesopausa hasta la termopausa a unos 600 km de altitudAumenta la temperatura como consecuencia de la absorción de radiaciones de onda corta rayos X ygamma por los iones de nitrógeno y oxígenoEstos iones la convierten en una capa cargada positivamente por el flojo de electrones a lasuperficie. (Ionosfera)Los iones y electrones del viento solar impactan con esta capa en regiones polares dando lugar a lasaurorasExosferaVa desde la termopausa hasta que se iguala la presión con el viento solarLa densidad de gases es escasísimaAtmósfera y radiación y viento solar Capa Altitud Efecto (km) Magnetosfera 80.000 Desvía partículas cargadas del viento solar Ionosfera 80 Intercepta partículas del viento solar y rayos x y gamma del sol -400
  • Estratosfera 15-30 el ozono absorbe la radiación ultravioleta Troposfera 0-18 Vapor de agua absorbe parte de la radiación solar restante hasta un 8% En zonas con nubes se puede absorber aún más además de reflejar entre el 30 y el 60% por lo que puede que llegue muy poca luz al suelo De la radiación solar emitida sólo unas ventanas llegan a la superficie de la TierraDinámica atmosféricaLa atmósfera es una capa muy fluidaTiene movimientos horizontales y verticales debido a diferencias de presión y temperatura causadaspor la variación de la radiación solar.Los movimientos atmosféricos se conocen como vientos. Tienden a igualar presiones.Las zonas de mayor presión que la normal (1013 mb a nivel del mar) se las conoce comoanticiclonesLas zonas de menor presión que la normal son conocidas como borrascas o ciclonesAnticiclones y borrascas son zonas amplias de la atmósfera de decenas a cientos de km de radioLos movimientos atmosféricos pueden ser horizontales o verticalesMovimientos horizontalesEl aire circula de zonas de alta presión a zonas de bajaLa rotación terrestre crea el llamado efecto Coriolis que desvía los objetos que se mueven (ennuestro caso el viento) en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio N y al contrario en elhemisferio S.El efecto en nulo en el ecuador y máximo en los polosLas borrascas por tanto giran en sentido antihorario en el hemisferio NLos anticiclones giran en sentido horarioEn el hemisferio sur la situación es la contraria.
  • Movimientos verticalesSe producen cuando la temperatura o humedad de una capa interior de la atmósfera es suficientepara ascender a pesar de la disminución de presión que supone hacerlo en la atmósfera, y por tantoel enfriamiento.• Convección térmicaTemperatura suficientemente elevada para ascender y seguir manteniendo una temperatura superiora la de la capa superior. Es necesario una alta temperatura del aire en superficie o una masa de airefrío en altura• Convección por humedadEl agua disuelta en la atmósfera disminuye su densidad ya que el pm del H2O es 18 frente a 28, 32del N2 y O2Masas de aire con altas concentraciones de agua (aire caliente y húmedo) es capaz de ascender enuna atmósfera más secaCirculación atmosférica globalLa Tierra sufre mayor calentamiento en el ecuadorLa temperatura ecuatorial es mayor: Se producen corrientes de convección ascendentesEl movimiento terrestre da lugar a vientos ecuatoriales de E a WLa convección ecuatorial da lugar a una zona de bajas presiones.Los vientos superficiales van de trópicos hacia el ecuador Alisios NE-SW en N y SE a NW en SZona de colisión y elevación de estos vientos es la zona de convergencia intertropical (ZCIT) sedesplaza según las estaciones al norte en verano N y al S en verano SEl aire que asciende en los trópicos causa precipitaciones convectivas al enfriarseDesciende seco y se calienta en las zonas tropicales dando lugar a una zona anticiclónica subtropicalEscasas lluvias y es donde se sitúan las zonas desérticasEl viento de las zonas subtropicales viaja hacia el polo produciendo viento SW llevando calor a laszonas polaresEl viento frío polar viaja al SW enfriando zonas templadas.La convergencia de vientos cálidos y fríos da lugar a precipitaciones por frentes cálidos y fríos y auna zona de bajas presiones móvilesLos polos al ser fríos son zonas de altas presiones donde el viento frío desciende. Pocasprecipitaciones.
  • Determina grandes zonas climáticas húmeda-seca-húmeda-secaLa circulación global se ve modificada por:• Las estaciones del añoDesplazan las bandas húmedas o secas hacia el polo en verano y hacia el ecuador y polo opuestoen invierno• Diferente distribución de masas continentalesContinentes menor calor específico y no corrientes que redistribuyan temperaturaSe calientan más en verano. Se enfrían más en inviernoAnticiclón continental en invierno. Baja en verano (monzones)Brisas costeras• TopografíaContinentes y cordilleras se interponen al paso del aire. Disminuyen su intensidad• Temperatura oceánicaMayor o menor precipitación
  • PrecipitacionesEl agua se disuelve en aire en diferentes proporciones.La cantidad de agua que puede disolver aumenta rápidamente con la temperatura del aire• Humedad absoluta del aireEs la cantidad de vapor de agua que contiene una masa de aireSe mide habitualmente en g/m3La humedad absoluta tiene un límite que depende de la temperatura punto de rocío o decondensación, a partir de la cual el agua se condensaHumedad relativa del aireRelación de la cantidad de agua en un volumen de aire con el máximo soluble a esa temperaturaA porcentajes menores de 100 el aire evapora el agua líquida o sublima el hieloA un 100% de humedad relativa el agua se condensa si existen núcleos de condensación, en casocontrario se habla de sobresaturaciónLa condensación en la atmósfera forma las nubes y nieblas, Sobre superficies sólidas rocío oescarchaSe produce la precipitación del agua cuando disminuye la temperatura hasta superar capacidad dedisolución y hay algún núcleo de condensación para que el agua pase a estado líquido o sólido.Motivos de enfriamiento• Enfriamiento en el lugar: NieblasLa radiación nocturna enfría el aire y se produce nubosidad de tipo bajo además de rocío o escercha• Ascenso topográficoEl viento se ve forzado a elevarse por accidentes topográficosEl aire se enfría y se forman nubes y precipitaciones.La zona tras la elevación topográfica es seca pues el aire desciende y se calienta y es seco al haberdescargado en las zonas altas.Este es el motivo de la humedad de las montañas orientadas al viento y de la presencia de desiertosentre zonas montañosas.• Ascenso convectivoUna masa de aire se calienta y asciende en la atmósfera. El enfriamiento produce nubosidad yprecipitacionesSi el aire es húmedo la propia condensación genera calor y continúa el ascenso hasta el final de latroposferaChoque de masas de aire
  • Las zonas de contacto de masas de aire frío y cálido sufren un enfriamientoFrente fríoCuando una masa fría desplaza a una cálidaFrente cálidoCuando una masa cálida desplaza a una fríaLos lugares en los que escasean las precipitaciones son debidos a la estratificación de las capasatmosféricas• Zonas de anticiclones: El aires desciende y se calienta de modo que la humedad relativadisminuyeUn caso de estabilidad atmosférica que además aumenta la contaminación es la inversión térmica.• Zonas a barlovento de las elevaciones topográficas• Masas de aire frío