1º eso Ciencias Naturais Apuntamentos elaborados polo profesor Xacobo de Toro Atmosfera, Precipitación e fenómenos metereolóxicos, Tempo e climatoloxía...

1. 1º ESO. TEMA 6. A ATMOSFERA. A PARTE GASOSA DA TERRA<br />Nome e Apelidos: Nº<br />Lembra que debes ter o tema suliñado e acompañado polas palabras clave; e facer o esquema.<br />A Orixe da atmosfera terrestre.<br />A atmosfera é a envoltura gasosa que rodea a Terra e que limita co espazo exterior Algúns planetas, como a Terra, teñen atmosfera e outros, como Mercurio, non. O noso planeta non é o único que ten unha atmosfera, pero sí o único que ten osíxeno (O2) na atmosfera . A lúa non ten atmosfera<br />Vexamos deseguido como se formou a atmosfera terrestre:<br />A formación do noso Sistema Solar foi a partir dunha nebulosa. Hai uns 5000 millóns de anos, o Sol e os planetas que coñecemos só eran unha enorme nube de gases e po interestelar que xiraban lentamente. Debido ás elevadas temperaturas existentes no interior desa nebulosa, superiores aos 2000 ºC, todos os elementos que a compoñían atopábanse en estado gasoso. A nube foise arrefriando pouco a pouco, e os elementos comezaron a condensarse ate constituír partículas sólidas. As partículas e os gases fóronse agrupando, mantendo o sentido do xiro orixinal da nube, e deron lugar aos protoplanetas que acabarían colisionando entre eles ata dar os planetas orixinais do Sistema Solar. <br />Ao principio a Terra era un lugar moi quente que arrefriaba moi lentamente e na cal había moitos gases que estaban atrapados dentro. Estes gases irían saíndo máis tard debido ás erupcións volcánicas que liberarían gran cantidade de gases á atmosfera, formando unha primitiva atmosfera,formada por metano, amoníaco, vapor de auga e dióxido de carbono.<br />Como a actividade volcánica era moi intensa, os gases expulsados foron acumulándose formando a primeira atmosfera ou atmosfera primitiva. Os científicos pensan que esta atmosfera primitiva era rica en nitróxeno (N2), dióxido de carbono (CO2) e vapor de auga (H2O). Pero esta atmosfera primitiva aínda non tiña osíxeno respirable (O2) <br />Só cando apareceron os primeiros organismos fotosintéticos (Hai 1500 millóns de anos), o aire empezou a ter osíxeno. Primeiramente estaba disolto nas augas e logo pasou a atmosfera. O vapor de auga da atmosfera primitiva condensouse o formou os océanos, onde logo se disolveu o dióxido de carbono <br />Hai 1000 millóns de anos comezouse a producir o ozono (O3) a unha altura duns 30 km, e formouse a capa de ozono que protexe o noso planeta das dañinas radiacións ultravioletas do Sol <br />Estrutura da atmosfera <br />Dividímola en 5 capas principais:<br />Troposfera<br />A Troposfera é a capa máis baixa. Nela acontecen os fenómenos meteorolóxicos. Ten un espesor medio de 12 Km, aínda que é máis grosa no ecuador, onde mide 16 Km, e vai diminuíndo ata acadar os 8 Km nos polos. Só pode haber vida na parte baixa desta capa pola súa temperatura e pola cantidade de aire, xa que esta cantidade diminúe ao ascender. Por enriba da troposfera non hai vento nin precipitacións. <br />A medida que se ascende, diminúe a temperatura na troposfera: 6.5 º C cada 1000 m, ata acadar un mínimo de -55ºC<br />Estratosfera<br />Sitúase enriba da troposfera ata unha altura duns 50 km. Nela hai capas ou estratos de gases que se moven horizontalmente, pero non verticalmente. Na estratosfera está a capa de ozono ou ozonosfera na que a Tª ascende. <br />Mesosfera .<br />A capa por enriba da estratosfera é a MESOSFERA: Acada os 80 km de altura. A temperura diminúe ata acadar os – 100º C na súa parte máis alta. A cantidade de aire é cada vez menor. <br />Termosfera: Acada os 500 km de altura. A temperatura volve aumentar ata acadar os 1500º C na súa parte máis alta. A cantidade de aire é practicamente nula. Nesta capa os metoritos quéntanse ata arder polo roce coa atmosfera. Son as estrelas fugaces. Na súa parte inferior ten unha subcapa chamada ionosfera na que se reflicten as ondas de radio. Chámase así por estar formada por ións. Na ionosfera reflíctense algúns tipos de ondas de telecomunicacións (radio, televisión, telefonía…), polo que poden ser enviadas a outros puntos da Terra distantes. Algunhas ondas poden atravesar a ionosfera e chegar aos satélites, ou deleºs a nos. <br />Exosfera <br />Acada os 1000 km de altura. (Aínda que non está ben delimitada) A temperatura non varía. Non hai case aire<br />Ampliación. Como estudan os científicos a atmosfera? <br />Un dos métodos son os Globos-sonda: Non van tripulados. Levan aparatos para efectuar medicións automáticas da presión, temperatura, humidade e outros datos meteorolóxicos a diversas alturas, algúnschegan a acadar 30.000 metros. Os datos emítense por radio ou ben son rexistrados e posteriormente recuperados cando descenden en paracaídas os aparatos. Moitos dos “OVNI” (Obxecto Voador Non Identificado) non son máis que globos-sonda. As veces brillan porque reflexan a luz do sol… <br />Composición da atmosfera<br />A atmosfera terrestre non é unha substancia pura, senón que está formada por unha mestura homoxénea de gases que chamamos aire. Cando non está contaminada, esta mestura é incolora, inodora e insípida. <br />Está formada principalmente por nitróxeno (N2) e osíxeno (O2).<br />Osíxeno (20,946%)Nitróxeno (78,084%)Argón (0,934%)Dióxido de carbono (0,046%)Vapor de auga (aprox. 1%)Neón (18,2 ppm)Helio (5,24 ppm)Kriptón (1,14 ppm)Hidróxeno (0,5 ppm)Ozono (11,6 ppm)<br />As proporcións son constantes, malia que algúns se consomen pouco a pouco, tamén se repoñen seguindo un ciclo natural continuo. <br />Aínda que as veces digamos cousas como “é moi bo respirar aire puro”, en realidade isto non é correcto na linguaxe científica. Sería mellor dicir “é moi bo respirar aire non contaminado”.<br />A metade do aire concéntrase nos primeiros 5 Km de altura. Por iso a presión atmosférica (presión do aire) no Everest, a moita altitude (8850 m), será menor que na Coruña, que está ao nivel do mar. Por iso algúns alpinistas levan mascariñas para darlles osíxeno, porque alí hai pouco aire e pouco osíxeno, aínda que a proporción sexa a mesma (21% de O2). Alí a densidade do aire é a terceira parte da que hai ao nivel do mar, polo que facer calquera tipo de exercicio é moi esgotador.<br />Osíxeno (O2): É un elemento gasoso a Tª ambiente, inodoro, incoloro e insípido. É un elemento químico que amósase en estado gasoso a Tª ambiente, é un compoñente do aire moi reactivo, que oxida e permite que haxa lume desprendendo enerxía na reacción de combustión e. Unha molécula de osíxeno (O2) está formada por 2 átomos de O. Atopámolo no aire e tamén na auga. Tamén aparece combinado con outros elementos en todos os seres vivos.<br />Na fotosíntese, as plantas toman auga e sales minerais e dióxido de carbono (CO2) do aire e grazas á enerxía solar, fabrican materia orgánica e producen un residuo no proceso: o osíxeno (O2) <br />Dióxido de Carbono (CO2): É un elemento gasoso a Tª ambiente, inodoro, incoloro e insípido. Esta molécula é un composto formado por dous átomos de osíxeno e un de Carbono. Prodúcese por volcáns, pola respiración de animais e por combustións. Non debemos esquecer que as plantas tamén eliminan dióxido de carbono no proceso de respiración pero que o precisan para o proceso da fotosíntese. <br />Nitróxeno (N2): É un elemento gasoso a Tª ambiente, inodoro, incoloro e insípido. É o compoñente maioritario do aire. Formado por 2 átomos de N. Os seres vivos precísano para formar as súas proteínas conxuntamente co C, H e O. Só pódeno absorber as plantas cando está en forma mineral. Non obstante,. existen microorganismos que son capaces de tomalo directamente do aire<br />Cando os seres vivos morren, a súa materia orgánica descomponse, devolvendo o nitróxeno á terra e á atmosfera, Completando así o ciclo natural do nitróxeno. <br />Ozono (O3): é un gas de cor azulada e olor forte. A molécula de ozono está formada por 3 átomos de osíxeno (O). A cantidade de ozono na atmosfera é moi pequena e concéntrase nunha capa delgada situada a uns 25 km de altura. O ozono estratosférico protéxenos das radiacións ultravioleta que son nocivas para todos os seres vivos.<br />Vapor de auga (H2O). Formado por 2 átomos de hidróxeno e un de osíxeno. Denomínase humidade atmosférica á cantidade (volume) de vapor de auga que contén unha masa de aire determinada. Como xa sabes, a auga líquida evapórase dende os mares, ríos, lagos…ou incluso dende a túa ducha. Tamén vai ao aire vapor de auga dende as plantas: é a evapotranspiración. A humidade, xunto coa temperatura e as precipitacións, son moi importantes no clima das diferentes zonas do planeta. <br />Características da atmosfera.<br />Efecto invernadoiro. A nosa estufa natural<br />A atmosfera regula a Tª. Cando a radiación solar chega á superficie da Terra penetra a trvés da atmosfera e quenta o solo e as capas de aire en contacto. A enerxía absorbida é remitida como radiación infravermella. Porén, non toda esta radiación pode escapar de volta ó espazo, xa que unha parte é absorbida de novo pola atmosfera (ó redor dun 90%) porque o vapor de auga e dióxido de carbono reflexan e devolven á Terra as que proceden so solo. Este fenómeno é similar ó que mantén a temperatura cálida no interior dun invernadoiro, fenómeno do cal recibe o seu nome. Isto significa que a atmosfera quéntase de abaixo arriba.Deste xeito, o equilibrio térmico establécese a unha temperatura de media de 15º C, bastante superior á que se obtería sen este efecto (-18ºC). <br />O problema é que o home está aumentando o efecto invernadoiro dun xeito artificial coa liberación de grandes cantidades de CO2 derivadas do petróleo e carbón. Por outra parte está a destruír enormes extensións de bosque que coa fotosíntese poderían ter consumido parte do exceso de CO2 . Como consecuencia do aumento dos gases invernadoiro produciuse unha elevación na Tª global do planeta.<br />Quentamento desigual e porque os polos están conxelados.<br />No ecuador o quentamento da Terra é maior porque os raios inciden perpendiculares. Segundo achegámonos aos polos os raios son cada vez máis oblicuos , debico ao cal o quentamento é menor e por tanto acádase menor Tª. Esta diferenza de Tª e a rotación da Terra será a que faga mover as masas de aire atmosféricas e provoque os ventos.<br />Pesa o aire? A presión atmosférica.<br />Lembra que todo gas exerce unha presión (unha forza).O peso que a atmosfera exerce sobre a superficie terrestre chámase presión atmosférica. <br />A presión é unha magnitude. A unidade que sóese empregar é a atmosfera (atm). Outra unidade moi empregada é o milibar (mb). 1atm= 1013 mb<br />O barómetro é o instrumento de medida da presión atmosférica. <br />A presión atmosferica varía coa Tª. Borrascas e Anticiclóns.<br />O quentamento desigual da atmosfera fai que a presión experimente variacións horizontais. Nas zonas onde o aire quéntase este ascende pois faise menos denso (ao igual que un globo) Isto orixina a aparición das borrascas (B) ou depresións, nas que a presión diminúe cara o centro. Pola contra, nas zonas onde o aire arrefríase acontece o contrario, o aire frío é máis denso e pesado polo que tende a descender causando a compresión de masas de aire, formando os anticiclóns (A) ou altas presións. A atmosfera tende a igualar as presións provocando desprazamentos de aire, o que coñecemos como ventos.<br />Preguntas:<br />De onde procedían os gases da atmosfera primitiva?<br />Describe de que forma prodúxose a aparición do osixeno na atmosfera<br />Por que os serres vivos tiveron un papel importante na composición da atmosfera actual?<br />En que capa teñen lugar os fenómenos meteorolóxicos?<br />Onde se atopa a capa de ozono e porque permite a existencia da vida na Terra?<br />Que diferenza hai entre troposfera e o resto das capas que compoñen a atmosfera?<br />Por que moitos alpinistas levan mascariñas para escalar as montañas de cumios moi elevados?<br />Que é o aire?<br />Como se atopa o nitróxeno no aire?<br />Por que deben tomar os S.V o osíxeno do aire ou o que se atopa na auga?, que obteñen no proceso?, que desprende ao medio?<br />En que proceso se orixina osíxeno? En cal se consume?<br />Investiga se existe algún acordo internacional para reducir as emisións de CFC e en que consiste.<br />Para que precisa as plantas o CO2?<br />A cantidade de CO2 na atmosfera foi sempre igual? Por que?<br />De onde procede o vapor de auga que provén da atmosfera?<br />Se a superficie terrestre acada uns 15ºC de Tª media, que temperatura haberá a 8 km de altura? E a 16km?<br />Explica porque a Tª da atmosfera diminúe coa latitude.<br />Que importancia ten o efecto invernadoiro? A que se debe o seu incremento?<br />Onde estará o aire máis frío aire do límite superior da troposfera , nos polos ou no ecuador?<br />A que chamamos presión atmosférica?<br />Por que varía a presión atmosférica coa altitude?<br />A velocidade do vento podemos predicila nos mapas de isóbaras (liñas que unen puntos de igual presión atmosférica) fixándonos na distancia a que se atopan estas liñas de presión de xeito que se están moi xuntas:ventos fortes e se están moi separadas : ventos frouxos.<br />Os fenómenos atmosféricos.<br />Son o resultado das diferenzas de Tª, humidade e presión que existen nas diferentes zonas do planeta. Por iso na troposfera danse os seguintes fenómenos atmosféricos: ventos como as brisas, ventos dominantes, tormentas, furacáns e tornados; fenómenos eléctricos: tormentas con lóstregos e tronos; nubes: cirros, cúmulos, estrato e, nimbos; e as precipitacións: chuvieira, chuvia, orballo, sarabia e neve.<br />Fenómenos relacionados coas diferenzas de presión<br />Os ventos poden ser de varios tipos: <br />Ventos. Son movementos de grandes masas de aire que se desprazan centos ou miles de Km.<br />Brisa mariña. O Sol quenta máis rápido a terra que a auga, pero tamén tarda moito máis tempo en perder a calor a auga que a terra. Sabendo isto, como explicas a brisa fresca cara o continente de día e ao revés pola noite? <br />Brisa de val. É unha brisa de interior, prodúcese, pola tendencia do aire quente a ascender. Os vales dos ríos actúan como condutos polos que ascende o aire quente que se acumula neles. Ao caer a noite o proceso sóese inverter cunha brisa suave e fresca val abaixo, chámase brisa catabática.<br />Tormentas. Cando a diferenza entre o aire quente que está sobre o chan e o frío de capas altas da atmosfera é moi grande. Por ascendencia térmica sube o aire moi rápido, ate 40 Km / h. En poucas horas a nube pode acadar un diámetro de 10 km. Estas nubes de tormenta chámanse cumulonimbos.<br />Inversións térmicas. Ten lugar cando o aire situado máis arriba está máis quente co próximo ao chan, polo que non se forman correntes ascendentes. Cando isto acontece nas cidades, o fume non ascende, quedando preto do chan, o cal eleva o nivel de contaminación <br />Tornados. Son ventos locais que poden acadar centos de km /h. <br />Furacán. Abarcan a zonas máis amplas do planeta e o seu poder é devastador. Os ventos que se forman poden chegar a acadar os 250 km/h.<br />Fenómenos relacionados coa condensación de vapor de auga<br />Fenómenos debidos pola condensación da auga. Cando condénsase a auga (pasa de gas a líquido) pódense producir as nubes, néboas, rexío ou xeada (se as pinguiñas se conxelan)<br />Formación das nubes. O aire quente, máis lixeiro que o frío, tende a subir. O frío, máis denso, tende a baixar. Dando lugar a auténticos chorros de aire que ascenden dende o chan como columnas invisibles. Ao subir o aire arrefría e o vapor de auga condénsase formando pingas que dan lugar a unha pequena nube. <br />A néboa/brétemas. Prodúcese cando o aire cunha humidade próxima á saturación arrefría, sen acadar os 0ºC cando entra en contacto cunha superficie (o solo ou o mar) que arrefriou previamente. <br />Orballo. É o vapor de auga atmosférico que se condensa durante a noite formando pequenas pingas de auga sobre o solo ou as plantas. Este fenómeno apréciase mellor durante as mañás despexadas e sen vento. <br />A xeada. Fórmase por sublimación de vapor de auga directamente a xeo (sen pasar polo estado líquido). Soe producirse en noites despexadas moi frías, por embaixo dos 0ºC.<br />Fenómenos atmosféricos debidos ás precipitacións<br />Prodúcense as nubes cando o aire cargado de vapor de auga ascende e arrefríase condensándose. No aire soe haber partículas sólidas de po ou pole que forman os núcleos de condensación, en torno aos cales se adhire a auga líquida e pode precipitar en forma de chuvia, sarabia ou neve <br />A chuvia. Cando as diminutas pingas das nubes chocan entre sí por correntes de aire, van uníndose formando pingas máis grandes, ata que teñen o peso para caer. <br />Se a temperatura no interior das nubes acada temperaturas por debaixo dos 0ºC, a auga conxélaxe e forma pequenos cristais que van colisionando entre sí ata formar un copo de neve. <br />Prodúcese sarabia cando hai nubes de tormenta e varias correntes ascendentes que conxelan a auga unha e outra vez. O xeo cae moi apresa e ocasiona danos na agricultura.<br />Tempo meteorolóxico, clima e recollida de datos.<br />A meteoroloxía estuda e trata de predecir o comportamento da atmosfera. Para isto obteñen información dos satélites meteorolóxicos e dos observatorios metereolóxicos. <br />O tempo é a descrición dos fenómenos atmosféricos para un intervalo de tempo curso en un lugar determinado: ex: sol, chuvia, nubes e ventos. O clima fai referencia ao tempo que predomina nunha rexión concreta e que se repite todos os anos e ben determinado pola latitude, cercanía aos mares e soe determinarse por temperatura ou pluviosidade.<br />Grazas aos instrumentos meteorolóxicos podemos medir as condicións atmosféricas e meteorolóxicas. Algúns dos instrumentos máis empregados son:<br />Anemómetro: mide a velocidade do vento (m/s).<br />Veleta: indica a dirección (en graos).<br />Barómetro: mide a presión atmosférica, a cal se equilibra co peso dunha columna de mercurio. A nivel do mar a presión da atmosfera equivale a 1 atm. Tamén é frecuente medila coas seguinte unidades: milímetro de mercurio (mm de Hg) e milibar (mb).<br />Evaporímetro: aparato para medir a cantidade de auga que se evapora na atmosfera. As unidades son o mililitro (ml) ou o milímetro de auga evaporada..<br />Higrómetro: instrumento que rexistra a humidade do aire (%). Serve para achar índices de humidade ambiental.<br />Pluviómetro: mide a cantidade de chuvia caída, en milímetros (mm).<br />Termómetros de máxima e mínima: indican as temperaturas máxima e mínima do aire (°C) acontecidas no día.<br />Hoxe en día moitos de estes datos poden obterse a partir dos satélites meteorolóxico que son satélites artificiais deseñados exclusivamente para recepción e transmisión de información meteorolóxica. Os datos que proporciona son na súa maioría en tempo real, especialmente imaxes que son de gran axuda para a predición meteorolóxica.<br />Cos datos obtidos cos barógrafos (medición da presión) elabóranse os mapas de isobaras As isobaras son liñas que unen puntos coa mesma presión atmosférica, co cal pódense predicir os fenómenos atmosféricos: precipitacións, ventos...etc.<br />Contaminación atmosférica.<br /> É unha alteración da composición natural da atmosfera que pode ter unha orixe natural, ou artificial provocada polo home debida ao impacto das súas actividades. Algúns contaminantes son o dióxido de carbono, óxidos de xofre e nitróxeno, gases CFC ou o feluxe (hollín en castelán). Algunhas das súas consecuencias son o efecto invernadoiro, cambio climático, redución da capa de ozono, o SMOG ou a choiva aceda.<br />Efecto invernadoiro antropoxénico. A cantidade de CO2 no aire aumentou moitísimo por culpa do home, o que está provocando un cambio climático (aumento da temperatura global do planeta), debido ao chamado efecto invernadoiro, pero que neste caso é provocado polo home. Isto fará que ascenda a Tª media do planeta, que se desconxelen os glaciares e casquetes polares e a suba dos niveis do mar afectando a miles de especies animais e vexetais.<br />O burato na capa de ozono. Os principais responsables da destrución progresiva da capa de ozono son os CFC (gases fluorocarbonados) presentes en refrixerantes de frigoríficos e aparatos de aire acondicionado, nos aerosois e como axentes produtores de espuma. A zona máis afectada pola destrución desta capa é a Antártida, onde cada primavera reábrese debido a contaminación do home un “burato no ozono”. Ao non haber capa de ozono, os raios ultravioleta que son nocivos para os seres vivos, chegan á superficie da Terra causando mutacións. Este burato estase recuperando debido a prohibición de empregar ditos gases e paseniño vaise rexenerando.<br />Como podemos evitar a contaminación?. Algunhas das medidas tamén están nas túas máns.<br />Aforrar enerxía<br />Non desbaldir a auga quente<br />Non abusar da calefacción<br />Aforrar electricidade <br />Desprazarse en transporte público<br />Non empregar aerosois <br />Facilitar a reciclaxe <br />Protocolos internacionais para evitar a contaminación<br />Leis para prohibir o uso de CFC <br />Campañas de concienciación de aforro de combustibles<br />A corrección do impacto sobre a atmosfera<br />Medidas dos gobernos<br />Medidas individuais<br />Aeroxeradores<br />Placa solar <br />Como se forma unha nube? En que se distingue da brétema ou néboas?<br />Que diferencia hai entre o rexío e a xeada?<br />Explica as diferencias de formación entre unah pinga de achuvia e a dun floco de neve.<br />Como se forma a sarabia?<br />Que entendes por tempo?, pon algúns exemplos.<br />Explica brevemente por que os seres vivos precisamos do aire para sobrevivir<br />Que é o efecto invernadoiro?<br />A que chamamos fenómenos de precipitación<br />