Introducción al protocolo GLOBE de atmósfera

Transcripción

1 Introducción al protocolo GLOBE de atmósfera 0

2 1 Bienvenidos a las investigaciones atmosféricas GLOBE!

3 Visión de conjuntos y objetivos Este módulo: Introduce el área de investigación GLOBE de la atmósfera Introduce los protocolos GLOBE asociados con la atmósfera Después de que cumplas esta modulo, serás capaz de: Describir la estructura y composición de la atmósfera Explicar como el calentamiento diferencial de la superficie de la tierra crea los vientos Identificar los componentes del Sistema terrestre Explicar la diferencia entre el tiempo y el clima Saber dónde y cuándo puedes recoger las medidas atmosféricas Reconocer varios protocolos de investigación GLOBE de la atmósfera Identificar la importancia de los datos atmosféricos para tus estudiantes y para los científicos de NASA Listo? Empecemos! 2

4 1. Qué es la atmósfera? La atmósfera de la Tierra es una capa de aire sumamente fina que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta el borde del espacio. La Tierra es una esfera con un diámetro de casi 13,000 km; el grosor de la atmósfera es alrededor de 100 km. En esta foto, sacada de una nave espacial viajando a 300 km sobre la superficie, podemos ver la atmósfera como la banda azul fina entre la superficie y la oscuridad del espacio. Si la Tierra fuera del tamaño de una pelota de fútbol, el grosor de la atmósfera sería cómo una hoja de plástico que envuelto la pelota! Imagen: NASA 3

5 La atmósfera está compuesta de una mezcla de gases El aire está compuesta de aproximadamente 78% nitrógeno, 21% oxígeno, y una cantidad pequeña de otros gases. Nitrógeno Oxígeno Otros (Carbón dioxano, vapor de agua, partículas de aerosol, ozono) 4

6 La atmósfera tiene una estructura Image Credit: NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth Los astronautas de la Estación Internacional Espacial sacaron esta foto de las capas atmosféricas de la Tierra el 31 de Julio del Muestra el tropósfera (naranja-roja) y la estratósfera arriba. Las herramientas de los satélites permiten a los científicos entender mejor la química y las dinámicas que ocurren adentro y entre estas capas. Miramos algunas de las capas de la atmósfera en las próximas diapositivas. 5

7 A la superior de la atmósfera: exósfera y ionósfera Image Credit: NASA Goddard Exósfera: Esta es el limite superior de nuestra atmósfera. Se extiende desde la parte superior de la termósfera hasta unos 10,000 km de altura. Los satélites orbitan en esta capa. Ionósfera: La ionósfera es una capa abundante de electrones, átomos y moléculas ionizados que se extiende desde una altura de casi 48 kilómetros sobre la superficie de la Tierra hasta los limites finales de la atmósfera (965 km). Traslapa la mesósfera y la termósfera. Esta región es la que hace las comunicaciones por radio posible. 6

8 Abajo de la ionósfera: termósfera- tropósfera Termósfera: La termósfera empieza justo arriba de la mesósfera y extiende hasta una altura de 600 kilómetros. La aurora y algunos otros satélites ocurran en esta capa. Mesósfera: La mesósfera empieza justa encima de la estratósfera y extiende por encima de los 85 kilómetros. Los meteoros son consumidos completamente en esta capa. Estratósfera: La estratósfera empieza justo encima de la tropósfera y extiende desde una altura de 50 kilómetros. La capa del ozono, que absorbe y dispersa la radiación ultravioleta solar, está en esta capa. Tropósfera: La tropósfera empieza en la superficie de la Tierra y extiende hasta una altura de 8 a 14.5 kilómetros. Esta parte de la atmósfera es la más densa. Casi todo el tiempo estamos en esta región. 7

9 El calentamiento desigual de la Tierra impulsa la circulación oceánica y del aire El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra impulsa la circulación oceánica y del aire y hace que el clima varíe según la latitud. La circulación del aire y agua se inicia en el ecuador, donde la insolación es mayor. Las masas de aire y agua transportan la energía del calor de áreas alta de concentración a áreas de baja concentración. El movimiento de estas masas de aire y agua establece un estado equilibrado de distribución del calor que determinamos por bandas climáticas generales o zonas que vemos en latitudes diferentes. Baja densidad, rayos inciden con mayor ángulo, menor energía por km2 Alta densidad, rayos inciden con menor ángulo, más energía por metro km2 Baja densidad, rayas rayos inciden con mayor ángulo, menos energía por km2 En las latitudes más altas, la energía solar alcance la Tierra con rayas de altos ángulos y con una densidad baja, entonces hay menos energía que alcance la superficie de la Tierra por km2, comparado al Ecuador. Imagen: La Canica Azul del Observatorio NASA de la Tierra 8

10 La atmósfera es parte del Sistema Tierra Para resumir, las propiedades atmosféricas no son uniformes; las propiedades de los fluidos están cambiando constantemente con el tiempo y la ubicación. A esto el llamamos el tiempo. Las propiedades atmosféricas y el tiempo que genera impactan todas las partes de la Tierra, pero al mismo tiempo, las propiedades de los componentes de la Tierra la hidrósfera (agua), la litósfera (suelos), y la biósfera (vida) afectan la atmósfera. Estas interacciones caracterizan el Sistema Tierra. El Sistema Tierra se comporta como un sistema cerrado simple, autorregulado, compuesto de componentes físicos, químicos, biológicos y humanos. El enfoque de las ciencias del Sistema Tierra es el entendimiento de las interacciones entre los océanos y hielo, la atmósfera, la vida, los procesos geológicos y la superficie de la tierra, y cómo esas interacciones impactan a unos y otros y causan los cambios en nuestra planeta. El Sistema Tierra también es responsable de la generación del clima de la Tierra. La energía fluye La materia cicla Imagen: GLOBE.gov 9

11 En el Sistema Tierra, un cambio en una parte del Sistema impactará las otras partes. Esta diagrama muestra algunas de las maneras en que los aspectos del Sistema Tierra afectan otros aspectos del Sistema Tierra. En el Sistema Tierra, Todo esto conectado a todo lo demás. Image: NASA 10

12 Las interacciones del Sistema Tierra generan el tiempo y el clima. El promedio de las temperaturas superficiales semanales o mensuales de Son las zonas tropical, templado y polar El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el sol y las interacciones entre la atmósfera, biósfera, hidrósfera y litósfera crean las zonas climáticas de la Tierra, que tienen condiciones climáticas y formas de vida características. 11

13 En el Sistema Tierra, un cambio en una parte del Sistema impactará las otras partes. El tiempo vs. el clima Este diagrama resume algunos de los factores que influyen en el tiempo y el clima y son responsables de la diferenciación de zonas de clima. No te preocupes sobre los detalles, pero debes saber que en el Sistema Tierra, Todo esta conectado a todo lo demás. Ojo: Criosfera es otro termino para el hielo de la Tierra, y en los materiales GLOBE, la criosfera está tratado como parte de la hidrósfera. 12

14 Entonces, cuál es la diferencia entre el tiempo y el clima? Tiempo Clima 13

15 El Tiempo y Clima operan en escalas de tiempo diferentes Image: NASA El Tiempo y el Clima son confundidos fácilmente pero no son lo mismo ellos operan en una escala de tiempo diferente. El tiempo describe como la atmósfera está durante una semana o menos. El clima es el comportamiento promedio durante una escala de tiempo larga, usualmente 30 años o más. Entonces, el clima refiere a épocas temporales o más largas, hasta siglos y milenios. 14

16 Es el tiempo o es el clima? En la mayoría de lugares, el tiempo puede cambiar minuto-a-minuto, hora-a-hora, día-a-día y temporada-a-temporada. Sin embargo, el clima es el promedio del tiempo con el paso del tiempo y espacio. Una manera simple para recordar la diferencia es que el clima es lo que esperas, como un verano caliente, y el tiempo es lo que experimentas, como un día caloroso con tormentas repentinas. Para ver como el clima ha cambiado con el paso del tiempo, explora la Maquina del Tiempo Climático de NASA: Link a la Maquina del Tiempo Climático 15

17 Revisémos nuestro progreso hasta ahora! Responde a las siguientes preguntas! 16

18 Revisa tu entendimiento! Pregunta 1 Por qué la atmósfera es más caliente cerca de la superficie de la Tierra? La superficie absorba la luz del sol. Las nubes aíslan la tropósfera. Los fuegos y volcanes mantienen el calor. Cuál es tu respuesta? 17

19 La respuesta a Pregunta 1 Por qué la atmósfera es más caliente cerca de la superficie de la Tierra? La superficie absorba la luz del sol. Las nubes aíslan la tropósfera. Los fuegos y volcanes mantienen el calor. Estabas en lo correcto? 18

20 Revisa tu entendimiento! Pregunta 2 Qué traza de gas es más importante en la absorción de la luz ultravioleta del sol en la estratósfera? Vapor del agua Ozono Carbono dióxido Cuál es tu respuesta? 19

21 La respuesta a Pregunta 2 Qué oligogás es lo más importante en la absorción de la luz ultravioleta del sol en la estratósfera? Vapor del agua Ozono Carbono dióxido Estabas en lo correcto? 20

22 Revisa tu entendimiento! Pregunta 3 Dónde se puede encontrar la mayoría de nubes y aerosoles? La mesósfera La estratósfera La tropósfera Cuál es tu respuesta? 21

23 La respuesta a Pregunta 3 Dónde se puede encontrar la mayoría de nubes y aerosoles? La mesósfera La estratósfera La tropósfera Estabas en lo correcto? Si es así, sigue con la próxima pregunta! 22

24 Revisa tu entendimiento! Pregunta 4 A qué se refiere? Hoy está lloviendo. Al clima Al tiempo Cuál es tu respuesta? 23

25 La respuesta a Pregunta 4 A qué se refiere? Hoy está lloviendo. Al clima Al tiempo Estabas en lo correcto? Si es así, sigue con la próxima pregunta! 24

26 Revisa tu entendimiento! Pregunta 5 A qué se refiere? Se supone que nieva en viernes. Al clima Al tiempo Cuál es tu respuesta? 25

27 La respuesta a Pregunta 5 A qué se refiere? Se supone que nieva en viernes. Al clima Al tiempo Estabas en lo correcto? Si es así, sigue con la próxima pregunta! 26

28 Revisa tu entendimiento! Pregunta 6 A qué se refiere? La precipitación promedio de esta región durante los últimos 30 años ha sido 2 cm. Al clima Al tiempo Cuál What es tu is your respuesta? answer? 27

29 La respuesta a Pregunta 6 A qué se refiere? La precipitación promedio de esta región durante los últimos 30 años ha sido 2 cm. El clima El tiempo Estabas en lo correcto? Hemos acabado con la introducción de la atmósfera. Ahora vamos a examinar algunos de los protocolos de GLOBE que los estudiantes usan para explorar la atmósfera. 28

30 2. Visión de conjunto de los Protocolos Atmosféricos de GLOBE 29

31 Antes de empezar, aquí están algunas cosas que debes saber sobre las investigaciones GLOBE de la atmósfera El nivel de grado: Algunas medidas, como las de nubes y tipos de estela, pueden ser realizados por estudiantes de todas las edades, incluyendo los de los grados menores. Cuando combinamos con conceptos como partes por billón o la humedad relativa, estas medidas también son especialmente apropiadas por los estudiantes mayores. Link a la caja de herramientas GLOBE 30

32 Dónde puedes aprender sobre los instrumentos que necesitas Instrumentación: Algunos instrumentos están disponibles en la página web de GLOBE, como la carta de nubes. Otros, tal vez, ya los tienes en tu escuela, como unos termómetros y un metro de madera. Hay instrumentos que pueden ser hechos, como la caseta para las medidas de la temperatura y las tablas medida de nieve. Todos los instrumentos están disponible para ser comprados, incluyendo las casetas meteorológicas que proveen una manera opcional para recoger datos atmosféricos. Para encontrar las especificaciones de los instrumentos que necesitas, puedes consultar la caja de herramientas GLOBE. 31

33 Muchas de tus medidas deben ser recogidos durante el mediodía solar local Para asegurar la comparabilidad de las medidas mundiales, lo mejor es recoger tus medidas atmosféricas durante el mediodía solar local. Este tiempo no es usualmente las 12:00 pm en tu reloj local. Puedes buscar la hora actual del mediodía solar local o calcularla promediando el tiempo entre la hora del amanecer y la hora del atardecer en tu zona. Reportarás tu hora de recolección como UTC o Tiempo Universal Coordinado. Este es calculado automáticamente para ti cuando ingresas tus datos a GLOBE. Puedes consultar más sobre el calculo del medio día solar en la Guía del Maestro GLOBE. Mediodía solar local Amanecer Atardecer 32

34 La mayoría de las medidas atmosféricas de GLOBE deben ser recogidas en el espacio de dos horas alrededor del mediodía solar local. Rango de tiempos del día para recoger un conjunto completo de observaciones atmosféricas diarias La media mañana El mediodía solar La media tarde -Aerosoles -Vapor de agua -Presión -Temperatura actual -Nubes y constelas -Humedad relativa -Temperatura de la superficie -Temperatura Max/Min -Precipitación -Nubes y Constelas -Tiras expuestas de ozono -Dirección del viento -Humedad relativa -Temperatura de la superficie -Lección del ozono -Dirección del viento -Temperatura actual -Nubes y constelas -Humedad relativa -Temperatura de la superficie Recuerda, no necesitas recoger todas las medidas! Puedes seleccionar las medidas que son apropiadas con los tiempos que funcionan con el horario de tu clase. 33

35 Los Protocolos Atmosféricos: Cuándo necesitas recoger tus medidas, y cuánto tiempo necesitarás para recogerlas Tiempo: Para la mayoría de las medidas sólo necesitas unos minutos y pueden ser recogidas a la misma hora cada día, en el espacio de dos horas alrededor del mediodía solar local. Sin embargo, otros datos pueden ser recogidos en cualquier memento en un día, como los nubes o la humedad relativa. Las medidas que tus estudiantes recogen pueden ser restringidas debido al tiempo disponible en el sitio de estudio atmosférico. Medida Tipo y cobertura de nubes y estela Aerosoles y Vapor de agua Humedad relativa Precipitación Temperatura actual Temperatura superficial Temperatura Máxima y Mínima Presión barométrica Ozono Recogida en el espacio de dos horas alrededor del mediodía solar local Sí Variable. La hora ideal cambia con la ubicación y temporada Sí por el psicrómetro; la lectura del higrómetro digital puede ser reportado hasta una hora más tarde al mismo tiempo como la medida de ozono Sí Sí No es requerido Sí No es requerido Esta observación empieza a este tiempo y cumple una hora más tarde Otros momentos en que las medidas pueden ser recogidas Requeridas para el apoyo de las medidas de aerosoles, vapor de agua, ozono, temperatura superficial y transparencia de agua. Otros tiempo son permitidos Cuando el sol está por por lo lo menos menos encima del del horizonte o o durante el mediodía solar local; Otros tiempos son permitidos Otros tiempos son permitidos. Requerida en el apoyo de las medidas de aerosoles, vapor de agua y ozono. No Requerida para la comparación con las medidas de temperaturas de suelo y en apoyo de las medidas de aerosoles, vapor de agua, ozono y humedad relativa; Otros tiempos son permitidos. Importante por comparaciones con las medidas de temperatura actual y de suelos No Adentro de una hora de las medidas de aerosoles y vapor de agua si hayan recogidas; si no, cuando conviene Otros periodos de una-hora son permitidos además de la medida de mediodía solar 34

36 Los Protocolos Atmosféricos: Cuánto tiempo necesitas para recoger las medidas La mayoría de las medidas sólo requieren uno minutos. Las medidas que tus estudiantes recogen pueden ser restringidas debido al tiempo disponible al sitio de estudio atmosférico. Medida Tipo y cobertura de nubes y estelas Aerosoles incluyendo medidas de apoyo Tiempo requerido aprox. (en min) 1-día temperatura máxima, mínima y actual Multi-día temperatura máx./mín./actual de aire y suelos La temperatura de la superficie incluyendo las medidas de apoyo El vapor de agua incluyendo las medidas de apoyo Aerosoles y vapor de agua combinados incluyendo las medidas de apoyo La humedad relativa La precipitación La precipitación ph usando el metro incluyendo calibración El manejo de las muestras de nieve en la aula para la nieve o lluvia equivalente de nieve La lluvia equivalente de nieve cuando la nieve ha derretido Despliegue de las tiras de ozono y la recolección de la medidas de apoyo La lectura de las tiras de ozono y la recolección de la medidas de apoyo Un conjunto entero de medidas del mediodía solar: Nubes y estelas, humedad relativa, cantidad y ph de precipitación, temperatura máx./mín./actual, temperatura de la superficie, y el despliegue de las tiras de ozono 35

37 El Protocolo de Presión Atmosférica Nivel de habilidad: Todos los grados Tiempo requerido: minutos 36

38 El Protocolo de Nubes Nivel de habilidad: Todos los grados Tiempo requerido: 10 minutos 37

39 El Protocolo de la Caseta Meteorológica Automática 38

40 Nivel de habilidad: Todos los grados Tiempo requerido: minutos El Protocolo de Ozono Superficial 39

41 Nivel de habilidad: Todos los grados Tiempo requerido: minutos Protocolo de Temperatura Superficial 40

42 Protocolo de Temperatura de Aire 41

43 Protocol de Vapor de Agua 42

44 Protocol de Aerosoles Nivel de habilidad: Secundaria Tiempo requerido: minutos 43

45 Protocolo de Precipitación (Solida) 44

46 Protocolo de Humedad Relativa 45

47 Nivel de habilidad: Todos los grados Tiempo requerido: 5-10 minutos Protocolo de Precipitación (Liquida) 46

48 47

49 Answer to Quiz Question 7 48

50 Revisa tu Conocimiento! Pregunta 8 49

51 La respuesta a Pregunta 8 50

52 Cuál es tu respuesta? 51

53 La respuesta a Pregunta 9 Estabas en lo correcto? 52

54 3. La creación de tu Sitio de Estudio Atmosférico En esta sección, aprenderás como Seleccionar y describir un sitio de estudio atmosférico Entender el tiempo Universal Documentar y anotar tu sitio de estudio atmosférico 53

55 Documenta tu Sitio de Estudio Atmosférico Revisemos los pasos en las próximas diapositivas Usa un GPS Evalúa el terreno de tu escuela e identifica todos los obstáculos al cielo Asegura que no hay edificio adentro de 10 m Usa una brújula para determinar la cuesta o inclinación 54

56 El equipo que necesitas para documentar tu sitio de estudio de la atmósfera 55

57 Dónde es un lugar bueno para ubicar el sitio de estudio de la atmósfera? Ubicarlo en los terrenos de la escuela con acceso fácil y rápido. 56

58 Un área abierta y cubierta por hierba es optima. Un área abierta y cubierta por hierba es optima. 57

59 Es mejor si está en un área abierta lejos de edificios Un área abierta prevendrá el bloqueo de precipitación. 58

60 Don t worry if you don t have the perfect sampling site No te preocupes si no tienes el sitio de muestra perfecto. content Es mejor recoger datos de un sitio que no es perfecto que no recoger datos en absoluto. 59

61 El método para determinar la ubicación si estás usando un receptor GPS toma 5 medidas En intervalos de un minuto Anota la latitud, longitud, elevación, hora, # de satélites 60

62 La Guía para Maestros GLOBE te explica como usar una brújula y determinar la cuesta 61

63 El A-Train La NASA monitorea los signos vitales de la Tierra desde el suelo, el aire y el espacio con un flota de satélites y campañas de observación en tierra. Una de las campañas de observación basada en tierra es GLOBE. Aprender más aquí: Link a un artículo de NASA sobre el A-Train 62

64 Estos son unas de las ideas importantes que hemos aprendido! 63

65 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 1. Qué es la diferencia entre el tiempo y el clima? (Encuentra la respuesta: diapositivas 14-16) 64

66 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 2. Describe las características de la atmósfera. (Encuentra la respuesta: diapositivas 4-8) 65

67 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 3. A qué nos referimos cuando decimos que en el Sistema Tierra, Todo está conectado a todo lo demás? (Encuentra la respuesta: diapositivas 10-13) 66

68 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 4. Cuáles son algunos de los protocolos de medidas usados en la investigación GLOBE de la Atmósfera? (Encuentra la respuesta: diapositivas 36-46) 67

69 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 5. Qué debes considerar cuando determinas la ubicación de un Sitio de Estudio Atmosférico? (Encuentra la respuesta: diapositivas 56-59) 68

70 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 6. Cuándo recoges las medidas? (Encuentra la respuesta: diapositivas 32-33) 69

71 Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento de estos conceptos importantes 7. Cuál es la relación entre las medidas de satélites de NASA como las recogidas por el A-Train y GLOBE? (Encuentra la respuesta: diapositivas 62) 70

72 Si crees que estás listo para tomar la prueba de la Introducción a la Atmósfera, verás un enlace al lado del lugar donde encontraste este modulo. si deseas profundizar más en la investigación de la atmosfera con GLOBE revisa la Guía del Maestro GLOBE de Atmósfera. 71

73 Bienvenidos a las investigaciones atmosféricas de GLOBE! Tiene preguntas? Link al Programa GLOBE 72

74 Por favor danos comentarios sobre este módulo. Esta es un proyecto comunitario y tus sugerencias, comentarios y correcciones son bienvenidos! Escríbenos aquí: comentarios del etraining Para más información: El Programa GLOBE NASA- La Ciencia Terrestre NASA- El Cambio Climático GLOBAL: Los Signos Vitales del Planeta El Programa GLOBE es patrocinado por estas organizaciones: 73