La Atmósfera; estructura, dinámica y contaminación. Corresponde con los temas: 6 (apartados 11-6 ) y 7 (apartados 11-3). En la edició edición antigua: Temas 8 (hasta 8.5A), 9.2 y 10. Origen y evolución de la atmósfera. La atmó atmósfera primigenia se formó formó por desgasificació desgasificación de magmas. Estarí Estaría formada por CO2, N2 y H2O principalmente. Posteriormente evolucionó evolucionó fundamentalmente por la acció acción de la vida. 1
Presión n atmosférica. Corresponde al peso del aire situado sobre nosotros. Presión normal al nivel del mar: 1 atm = 760mm Hg = 1013 mb= 1013 hpa Disminuye conforme aumenta la altitud. Para medirla se utilizan barómetros. Composición n de la atmósfera. Mezcla de gases que llamamos aire. Composición n del aire seco (en volumen): N 2 78%. Gas inerte. Reservorio de N. O 2 21%. Muy reactivo. Origen fotosintético. tico. Ar 0.9%. Gas noble, inerte. Otros: CO 2 : 0.03% Fuente de C. Efecto invernadero, aumentando. CH 4, O 3, NO x, SO x... Agua % muy variable. Humedad absoluta/relativa (depende de la temperatura). Importante por: efecto invernadero, precipitaciones, ciclo del agua. 2
Estructura de la atmósfera. La atmósfera podemos considerarla como formadas por capas. Si nos fijamos en el comportamiento de la temperatura: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera/ionosfera. Troposfera. Desde la superficie hasta los 9/18 km. La temperatura disminuye desde 15ºC hasta -70ºC. Gradiente Vertical Temperaturas (GVT) = 0.65º/100m. Debido al calentamiento inferior y la descompresión. 3
Troposfera. Es la capa de clima, muy dinámica. Distribuye calor y agua. En ella se forman las nubes 80% de los gases. Efecto invernadero. Ciclos biogeoquímicos. O 2 y respiración. Estratosfera. Desde los 9/18km hasta los 50km. La temperatura aumenta con la altitud, hasta los 0ºC. 0 Capa de O 3 (25km). Absorbe UVB/A y calienta. Fuertes vientos horizontales, estratificada y sin nubes. 4
Mesosfera. Entre los 50 y 80 km. La temperatura vuelve a descender hasta 90ºC, de nuevo debido a la descompresión. En ella se volatilizan la mayor parte de los pequeños meteoritos (estrellas fugaces) Termosfera/Ionosfera. Desde 80 hasta los 600 km. La temperatura aumenta hasta 1000ºC debido a la absorción n de radiaciones ionizantes (α,( β,γ y X), cumple un papel protector frente a ellas. Refleja ondas de radio y forma las auroras boreales. 5
Desde los 600 hasta los 10000? km de altitud. Muy bajas temperaturas, vacío. Exosfera. Magnetosfera. No forma parte de la atmósfera, es generada por el campo magnético terrestre. Entre 60.000 y 300.000 km Nos protege frente al viento solar. 6
Función n reguladora de la atmósfera. De todo lo anterior podemos resumir que la atmósfera cumple las siguientes funciones: Ejerce de filtro protector frente a radiaciones muy energéticas: Ionosfera: α, β,γ y X; Estratosfera: UVB/A. También n protege frente a meteoritos, Mesosfera. Regula la temperatura: Troposfera, efecto invernadero. Distribuye energía: Troposfera, vientos. Distribuye agua: Troposfera, dinámica y ciclo del agua. Soporte vital: CO 2, O 2, ciclos biogeoquímicos micos Dinámica atmosférica. (Troposférica) En la atmósfera (troposfera) hay mucho dinamismo provocado por la energía a solar. En general está conectado con los océanos. Movimientos verticales y horizontales se interrelacionan para generar una dinámica compleja. 7
Dinámica vertical. Convección. n. Es un fenómeno físico f por el que, dentro de un fluido, masas más m s ligeras ascienden por su menor densidad a la vez que las densas descienden. En la atmósfera esto ocurre por diferencias de temperatura (caliente menos denso) o de humedad (H 2 O menos denso que N 2 y O 2 ). Convección y humedad relativa. Formación de nubes. Al ascender una masa de aire va enfriándose ( por descompresión). Por ello su humedad relativa aumenta. Hasta llegar a un punto (de rocío) en el que se alcanza la saturación. Surgen gotitas sobre núcleos de condensación, se forma nube. La condensación libera energía (calor de condensación), con lo que el ascenso continúa. El proceso sigue hasta que se condensa todo el agua o se igualan las temperaturas. Punto de rocío Aire saturado Aire caliente 8
Anticiclones y borrascas. Aunque frecuentemente utilizados, no son términos t rigurosos. Conviene hablar de altas y bajas presiones. Tampoco es correcto hablar de buen o mal tiempo, mejor referirnos a estabilidad (alta presión) o inestabilidad (baja presión). Presión n y estabilidad. Si hay inestabilidad será porque estamos ante masas de aire ligeras y por lo tanto se corresponderá con una situación n de bajas presiones (B). Por el contrario la estabilidad corresponderá masas de aire denso y a altas presiones (A). 9
Dinámica horizontal. Los vientos surgen de la conexión n de zonas de ascenso y descenso formando células c convectivas. Puesto que el ecuador recibe más m s radiación n que los polos debería a establecerse una dinámica troposférica rica horizontal de este estilo Sin embargo otros efectos complican esto Efecto Coriolis. Efecto físico f debido al giro terrestre: Un móvil m que viaje en dirección n norte-sur se ve desviado hacia la derecha (en el hemisferio norte ). Además se suman otros efectos derivados del comportamiento diferente de continentes y océanos, con lo que la circulación general se complica 10
Circulación n general troposférica rica. La combinación n de los efectos comentados genera tres células convectivas cada una de las cuales ocupa unos 30º de latitud. Vientos predominantes. (En altitud de superficie) Generados por estas células soplan cinturones de vientos predominantes, organizados también según n latitud y que son desviados por el efecto Coriolis hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el sur. 11
Circulación n general troposférica rica. Latitudes bajas. La alta insolación n en el ecuador hace ascender masas de aire, generando bajas presiones. Se forma una célula c convectiva (de Hadley) ) que se extiende hasta unos 30º de latitud. En superficie se generan vientos alísios (del NE/SE), que convergen hacia el ecuador (ZCIT). Consecuencias climáticas: En ecuador elevadas precipitaciones. Sobre los 30º N/S cinturón n de desiertos áridos. Circulación n general troposférica rica. Latitudes altas. En zonas polares el aire frío o y seco desciende, dando lugar a altas presiones que mueven la célula c polar. Se generan fuertes vientos del Este (levantes polares) y escasas precipitaciones. Esta situación n se extiende hasta los 60º de latitud. 12
Circulación n general troposférica rica. Latitudes medias. Entre ambas células c se forma una tercera (de Ferrel) entre los 30º (zona de altas presiones subtropicales) y los 60º de latitud (frente polar). Se genera así un cinturón n de vientos del oeste en cada hemisferio. Recorrido del primer viaje de Colón a América. Corriente en chorro(*). Sobre la troposfera soplan vientos del Oeste, concentrados entre las células. c Forman la corriente en chorro o jet stream.. Se trata de zonas de unos centenares de km de anchura y pocos km de altura con vientos de entre 100 y 300 km/h. Básicamente son vientos del Oeste, pero el chorro ondea, pudiendo incluso soplar de forma inversa. Afectan al movimiento de los ciclones atmosféricos y son útiles en navegación n aérea. a 13
Circulación n general troposférica rica. Circulación n general troposférica rica. A lo largo del año a o estas células c se desplazan hacia el Norte en nuestro verano y hacia el Sur en nuestro invierno. 14
Precipitaciones. Uno de los efectos principales de la dinámica atmosférica son las precipitaciones: lluvia, nieve y granizo. Rocío o y escarcha son formas de condensación n y sublimación n inversa sobre superficies. Existen tres orígenes para las precipitaciones Origen de precipitaciones (I) Convección. n. El ascenso de masas de aire húmedo/ch medo/cálido da lugar a la formación n de nubes y a precipitaciones. Esto es típico t de la zona ecuatorial. Las tormentas son su equivalente en nuestras latitudes. 15
Origen de precipitaciones (II) Convección n orográfica. Masas de aire empujadas por el viento al encontrarse relieves importantes se ven obligadas a ascender. Por ello se enfrían, forman nubes y pueden generar precipitaciones. Origen de precipitaciones (III) Precipitaciones frontales. Se originan al chocar masas de aire de distintas temperaturas. Hablamos de frentes fríos y cálidos. c 16
Clima en España a peninsular (Latitud 36-44 44ºN). La península nsula está sometida a los vientos del oeste. Es afectada alternativamente por el frente polar y las altas presiones subtropicales: En invierno nos llegan precipitaciones frontales generadas en el frente polar que nos barren de oeste a este. En verano nos afecta el anticiclón n de las azores, perteneciente a las altas presiones subtropicales. La cornisa cantábrica tiene un clima oceánico, más m húmedo. El resto de la península nsula clima mediterráneo, bastante continentalizado en las mesetas. Clima en España a peninsular (Latitud 36-44 44ºN). SEVILLA (ESPAÑA) TºC 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Pm m Pmm TºC ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 37ºN 5ºO 30 m. altitud Las precipitaciones, principalmente invernales, son más abundantes cuanto más al NO, condicionadas por frentes empujados por los vientos del oeste. Al SE llegan muy pocas: sureste árido español. Acabando el verano puede haber tormentas, gotas frías en levante. 17
Clima en Canarias (Latitud 27º N). Por latitud clima de tipo subtropical seco, pero alterado por el efecto del mar, su relieve y los vientos alisios. En general precipitaciones escasas de tipo orográfico, sobre todo en las laderas que miran al NE (vientos alísios sios). Fuertes variaciones microclimáticas según n altitud y orientación. n. Temperaturas suaves, muy constantes. Clima en Canarias (Latitud 27º N). Episodios de calimas provocadas por polvo procedente del Sahara. 18