Aquí tienes los apuntes del tema 2
TEMA 2 LA ATMÓSFERA
- EL ORIGEN DE LA ATMÓSFERA ACTUAL
La atmósfera es la capa
externa y gaseosa de la Tierra que se mantiene unida al planeta por la fuerza
de la gravedad.
Etapas en la formación y
evolución de la atmósfera:
·
Atmósfera primaria
o Formada
por los elementos más abundantes del universo; hidrógeno y helio
o El
viento solar los barrió y por ello son escasos en la actualidad
·
Atmósfera secundaria
o Se
originó por la intensa actividad volcánica
o Carecía
de O2 y abundaban el CO2, el vapor de agua, dióxido de
azufre, sulfuro de hidrógeno, amoniaco y monóxido de carbono
·
Atmósfera terciaria
o La
actividad fotosintética de las cianobacterias enriqueció la atmósfera de O2
o Este
O2 facilitó la formación de la capa de ozono que al absorber la
radiación ultravioleta permitió el desarrollo de la vida en el planeta
- LA COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA TERRESTRE
·
Nitrógeno (78,1%), se encuentra en forma de
nitrógeno molecular (N2) y se incorpora a los seres vivos en forma
de nitratos y nitritos
·
Oxígeno (20,9%), se encuentra en forma de
oxígeno molecular (O2), lo utilizan los seres vivos en la
respiración celular
·
Argón (0,93%), no interviene en las reacciones
químicas de la vida
·
Dióxido de carbono (CO2) es el
responsable del efecto invernadero que mantiene una temperatura adecuada para
la vida y es fundamental en la fotosíntesis para formar moléculas orgánicas
·
Metano (CH3) es un gas de efecto
invernadero
·
Helio, hidrógeno, neón y criptón, no intervienen
en los procesos vitales
Estos gases, junto con
vapor de agua y polvo constituye el aire
- ESTRUCTURA VERTICAL DE LA ATMÓSFERA ACTUAL
La estructura vertical de
la atmósfera se estudia teniendo en cuenta las variaciones de la presión
atmosférica y de la temperatura
·
Presión atmosférica
o Es
la fuerza o peso que ejerce la masa de aire sobre la superficie terrestre y
sobre los cuerpos que se encuentran en ella. Sus unidades son el newton/m2
y el pascal (Pa)
o La
mayor parte de la masa de la atmósfera se concentra en los primeros 15 km, por
ello las variaciones de presión son elevadas cerca de la superficie
o La
presión atmosférica cambia en los distintos lugares de la Tierra a causa de:
§ Altitud.
La presión disminuye con la altitud, ya que, a medida que se asciende la
columna de aire es cada vez menor.
§ Latitud.
La presión es menor en el ecuador que en los polos ya que la atmósfera es más
delgada en el ecuador.
§ Temperatura.
A mayor temperatura menor presión ya que el aire al calentarse se expande y
ocupa más espacio
·
Temperatura
A medida que se asciende
en altura, disminuye la temperatura de la atmósfera. Esto se debe a que la
atmósfera no se calienta por la radiación directa del Sol, sino a partir del
calor que emite la superficie terrestre.
·
Capas de la atmósfera
En función de las
variaciones de temperatura con la altitud se diferencian cinco capas
o Troposfera
§ Espesor:
9 km en los polos y 18 km en el ecuador
§ Contiene
la mayor parte de la masa de la atmosfera
§ En
ella se desarrollan casi todos los fenómenos atmosféricos
§ La
temperatura desciende hasta los -70o C en la tropopausa
o Estratosfera
§ Hasta
los 50 km de altura (estratopausa)
§ Entre
los 15 y 30 km se localiza la capa de ozono u ozonosfera
§ No
hay movimientos verticales de aire
§ La
temperatura asciende hasta los 0o C ya que el ozono absorbe la
radiación ultravioleta
o Mesosfera
§ Hasta
los 80 km de altura (mesopausa)
§ La
temperatura disminuye hasta los – 90o C
o Termosfera
§ Desde
los 80 hasta los 600 km de altura (termopausa)
§ En
ella ocurren las auroras boreales
o Exosfera
§ Desde
la termopausa hasta los 10.000 km
§ La
densidad de gases es tan baja que no se puede hablar allí de temperatura
- FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA
·
Balance de la radiación terrestre
El total de la radiación
solar que llega a la superficie externa de la atmósfera, se distribuye de la
siguiente forma:
o Un
19% es absorbida por el vapor de agua, el polvo, el ozono y las nubes. Calienta
la atmosfera y se devuelve como radiación infrarroja
o Un
51% es absorbida por la superficie y calientan la superficie terrestre
o Un
30% es reflejada y no incrementa el calor atmosférico. Es el albedo producido
por el aire, las nubes y la superficie
La radiación que absorbe
la superficie se emite de nuevo hacia la atmósfera, en forma de radiación
infrarroja que calienta la atmósfera y se devuelve al espacio
·
La función reguladora de la atmósfera
o Efecto
amortiguador
§ El
mayor calentamiento del ecuador se reparte con el aire circulante hacia las
latitudes más altas
§ Lo
mismo ocurre con la variación de temperaturas entre el día y la noche
o Efecto
invernadero
§ La
superficie terrestre absorbe las radiaciones de onda corta procedentes del Sol y
se calienta
§ Después,
emite de nuevo esta energía, pero en forma de radiación infrarroja que es
absorbida por el vapor de agua, el CO2 y el metano y así se calienta
la atmósfera.
§ Este
proceso se denomina efecto invernadero y se calcula que sin él, la temperatura
media de la Tierra sería de -18o C y no de 15o C como lo
es en la actualidad.
·
La función protectora de la atmósfera
La atmósfera terrestre
regula la distribución del calor y filtra las radiaciones más energéticas, las
de onda corta.
o Los
rayos gamma y los rayos X son absorbidos por los gases de las capas externas
o La
radiación ultravioleta es absorbida por el ozono
De esta manera, permite el
desarrollo de la vida en la Tierra, ya que estas radiaciones son letales para
los seres vivos
- LA HUMEDAD ATMOSFÉRICA
·
Concepto: es el agua en estado de vapor que hay
en la atmósfera. Se concentra en las capas más bajas de la misma ya que procede
de la evapotranspiración de la superficie, de los océanos y de la tierra firme
·
Se puede expresar de dos formas:
o Humedad
absoluta (HA). Es la cantidad de agua en forma de vapor que contiene un volumen
de aire en un momento dado. Se expresa en g/m3
La máxima cantidad de
vapor de agua que puede contener una masa de aire es la humedad de saturación
(HS) y depende de la temperatura.
Cuando una masa de aire
contiene la máxima cantidad de agua en forma de vapor, se dice que ha alcanzado
el punto de rocío.
o Humedad
relativa (HR). Es la relación entre la humedad absoluta y la humedad de
saturación, expresada en porcentaje
Una humedad relativa del
100% se corresponde con el punto de rocío y que comienza su condensación
·
La humedad de saturación depende inversamente de
la temperatura. Si baja la temperatura, se produce la condensación, si aumenta,
desciende la humedad relativa y se aleja del punto de rocío
- LA DINÁMICA ATMOSFÉRICA
La atmósfera es una capa
fluida en movimiento, cuya dinámica está determinada por los movimientos del
aire, que se desplaza desde las zonas de altas presiones a las zonas de bajas
presiones. Estos movimientos de aire pueden ser verticales u horizontales
·
Movimientos verticales del aire
o Gradientes.
Los ascensos y descensos del aire en la troposfera se deben a variaciones de
temperatura y de presión, a distintas altitudes. Estas variaciones se producen
según dos gradientes:
§ Gradiente
vertical térmico (GVT). El aire se enfría una media de 0,65o C cada
100 metros de altura
§ Gradiente
adiabático. El aire a medida que asciende, al haber menos presión se expande y,
al adquirir más volumen, la temperatura desciende. Por el contrario, al
descender, entra en zonas de mayor presión, se contrae y se calienta
o Inversión
térmica
§ Tiene
lugar cuando el aire de las capas altas de la atmósfera es más caliente que el
que se sitúa debajo, al contrario de la situación habitual
§ Ocurre
en noches despejadas en las que el suelo se enfría rápidamente y queda una capa
de aire frío en la superficie y una de aire caliente en altura
§ Esta
situación es muy estable ya que el aire frío, más denso, no puede ascender al
tener aire caliente sobre él. La situación se suele romper al calentarse el
aire por el Sol
§ En
invierno da lugar a nieblas matinales y cuando se prolonga no permite la
dispersión de la contaminación en las ciudades
o Estabilidad
e inestabilidad atmosférica
§ Estabilidad
atmosférica, altas presiones o anticiclones. Aire más frío que el que hay a su
alrededor, desciende sobre la superficie, creando una zona de mayor presión que
origina vientos en sentido divergente
El aire al descender se
calienta, se aleja del punto de rocío y se producen cielos despejados.
§ Inestabilidad
atmosférica, bajas presiones o borrascas. Aire más caliente que el que hay a su
alrededor, asciende y crea una zona de bajas presiones en la superficie, hacia
donde confluye el viento desde todas las direcciones
El aire al ascender se
enfría, se acerca a su punto de rocío y, si lo alcanza, aparecerán nubes y
precipitaciones
o Tipos
de anticiclones y de borrascas
§ Anticiclones
térmicos. Dan lugar a temperaturas bajas (tiempo frío). Se dan en invierno en
regiones continentales de latitud alta como las estepas siberianas
§ Anticiclones
dinámicos. Dan lugar a temperaturas altas (tiempo caluroso). Se dan en las
zonas subtropicales, donde se originan dos cinturones de zonas secas, que
corresponden con la distribución de los principales desiertos
§ Borrascas
térmicas. Se deben a un sobrecalentamiento debido a la fuerte radiación solar.
En la zona ecuatorial, existe una franja permanente de este tipo de borrascas;
la zona de convergencia intertropical (ZCIT), que es el lugar con mayor
insolación de la Tierra
§ Borrascas
dinámicas. Se originan en lugares de latitudes medias y altas. Se producen
porque el aire es forzado a ascender, debido a los frentes fríos
o Los
frentes
Un frente es una zona de
contacto entre masas de aire de distinta temperatura y humedad relativa
§ Frente
cálido. Cuando una masa de aire caliente alcanza a otra de aire más frío. Se
forman nubes del tipo nimbostrato y las precipitaciones son débiles, pero
prolongadas
§ Frente
frío. Cuando una masa de aire frío alcanza y hace ascender a otra más cálida.
Origina nubes de tipo cumulonimbo que originan lluvias intensas y de menor
duración
§ Frente
ocluido. Cuando un frente frío se pone en contacto con otro cálido, lo obliga a
ascender y llega a alcanzar al frente frío que iba delante de este y provoca
intensas lluvias
·
Movimientos horizontales del aire
o Células
de convección
§ En
el ecuador la mayor insolación calienta el aire, que al dilatarse es menos
denso y asciende. Este aire circula por las zonas altas hasta llegar a los
polos, donde, el aire más frío desciende y, por la superficie, reemplaza al que
ascendió. Se forma, así, una célula de convección
§ En
la Tierra existen varias células de convección
o La
fuerza de Coriolis
§ El
movimiento de rotación de la Tierra hace que la trayectoria de los vientos se
desvíe
§ En
el hemisferio norte, los vientos de los anticiclones giran en sentido horario y
los de las borrascas en sentido antihorario
§ En
el hemisferio sur es al contrario
- METEOROS ACUOSOS Y PRECIPITACIONES
·
Meteoros acuosos. Se originan cuando el vapor de
agua de la atmósfera alcanza el punto de rocío, se condensa y, a cierta altura,
se produce congelación. Se forman así nubes con agua líquida y/o sólida que
puede caer y dar lugar a precipitaciones
·
Tipos de precipitaciones
o Precipitaciones
líquidas. El vapor de agua se condensa y origina pequeñas gotas utilizando en
ocasiones pequeñas partículas de polvo. Estas gotas caen y forman la lluvia
o Precipitaciones
sólidas.
§ Nieve.
Se origina al sublimar el vapor de agua con temperaturas por debajo de 0o
C. Los cristales de nieve se unen y forman copos
§ Granizo.
Cuando una gota de lluvia al caer encuentra una corriente de aire ascendente,
la eleva y se congela. Si el proceso se repite el granizo crece y forma el
pedrisco
o Meteoros
acuosos sin precipitación
§ Niebla.
Es la suspensión en el aire de pequeñas partículas de agua cerca de la
superficie
§ Rocío.
Es el resultado de la condensación de la humedad del aire sobre la vegetación o
determinados objetos
§ Escarcha.
Es el depósito de hielo cuando el vapor se condensa con temperaturas por debajo
de 0o C
·
El origen de las precipitaciones
o Precipitaciones
convectivas. Cuando una masa de aire asciende, debido al calentamiento, se
introduce en zonas frías y alcanza su punto de rocío; la condensación provoca
nubes y precipitaciones
o Precipitaciones
frontales. Cuando dos masas de aire de diferente temperatura y humedad se ponen
en contacto.
o Precipitaciones
orográficas. Cuando una masa de aire se encuentra una cadena montañosa y al
ascender para salvarla alcanza el punto de rocío
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