Composició de l’aire. Estructura de l’atmosfera. Circulació general de l’atmosfera. Masses d’aire i sistemes frontals.

1. SESSIÓ 1
Composició de l’aire. Estructura de l’atmosfera. Circulació general de
l’atmosfera. Masses d’aire i sistemes frontals.
La barreja de gasos i petitíssimes substàncies sòlides, anomenada genèricament aire,
que envolta el nostre planeta, constitueixen l’atmosfera. L’energia provinent del Sol
escalfa de diferent forma aquesta barreja de gasos, generant-li un moviment, que crea
els diferents fenòmens i estats atmosfèrics. La capa de l’atmosfera on es produeixen els
fenòmens meteorològics és relativament prima en comparació amb el total d’aquesta. Si
reduíssim el tamany de la Terra al d’una pilota de tennis, la capa de l’atmosfera on es
produeixen els fenòmens meteorològics tindria una alçada inferior a la dècima de
mil·límetre, és a dir, seria semblant al gruix d’una fulla de paper. En aquesta capa és en
la qual l’observador meteorològic capta la diversitat de fenòmens que s’hi produeixen.
Les tempestes, la nuvolositat, el vent, la pluja, els fenòmens òptics, els tornados, en
definitiva tots els fenòmens meteorològics es produeixen en aquesta prima capa d’aire.
Abans d’iniciar l’estudi i el coneixement de l’atmosfera i la seva dinàmica és important
doncs saber que és l’atmosfera i quines són les seves dimensions. Es proposen els
següents experiments:
1. Dimensions de l’atmosfera: estructura vertical. Amb una cartolina molt llarga
(podem anar enganxant amb celo diferents cartolines fins aconseguir un metre
de llargada) dibuixar les diferents capes de l’atmosfera a escala. Observarem que
la troposfera és una capa molt poc gruixuda, de pocs mil·límetres en comparació
amb el gairebé 1 metre del total de la cartolina..... En canvi és on es produeixen
els fenòmens meteorològics, i on es troba la biosfera.
2. Determinació de la densitat de l’aire. Amb una xeringa, xuclem aire i
mesurem la seva massa. Hem de tenir la boca de la xeringa sellada. Dividint la
massa entre el volum obtenim la densitat aproximada de l’aire.
3. Determinació del % en volum d’oxigen a l’atmosfera. Omplim un
cristal·litzador amb aigua, i hi dipositem un vas en el centre, amb un paper el
qual cremarem. Quan s’hagi esgotat l’oxigen, el nivell de l’aigua del
cristal·litzador variarà. El volum de la variació de l’aigua està relacionat amb el
volum d’oxigen en l’aire.
4. Model senzill de circulació atmosfèrica. Omplim un recipient amb gel triturat i
el col·loquem just al centre d’un motllo de coques (representarà el pol). Omplim
el motllo amb aigua fins uns 4 cm, i fem rotar el motllo a unes 7 revolucions per
minut. Al voltant d’aquests situarem espelmes enceses, que representarà

2. l’equador. Per visualitzar la circulació de l’aigua (aire) afegirem unes gotes de
tinta a l’aigua. Si girem el motllo en sentit de les agulles del rellotge, simulem
l’hemisferi nord.
5. Formació d’un sistema front fred-front càlid. Dues masses d’aire de diferent
densitat, quan entren en contacte no es barregen, sinó que la freda, més densa, se
situa per sota de la càlida, menys densa, que ascendeix per sobre de la freda. La
superfície de separació de les dues masses determina el que s’anomena front.
Dues formes de simular un front al laboratori:
a. Aigua molt freda, i molt calenta. En un vas on tindrem aigua molt
calenta, tintada de vermell, introduirem poc a poc, amb l’ajuda d’una
pipeta, aigua tintada de blau, molt freda. S’observarà com entre les dues
masses d’aigua no es barregen, formant-se una separació entre ambdues,
que és el front.
b. Aigua salada i aigua dolça. Ídem però tintant de blau l’aigua més densa,
la salada, i de vermell la menys densa, la dolça
6. L’angle d’incidència dels raigs solars i el repartiment de l’escalfor al
planeta. Amb una làmpada i una bombeta lluminosa, d’uns 100 w, il·luminem
un termòmetre sota diferents angles, i observem quina és la variació de la
temperatura.