La atmosfera
75
Estructura de la Tierra y composición: LA ATMÓSFERA
Transcript of La atmosfera
Estructura de la Tierra y
composición:
LA ATMÓSFERA
Estructura y composición de la Tierra
Atmósfera
Hidrosfera
Geosfera
Atmósfera:Capa gaseosa del planeta.Alcanza más de los 10.000 km de altura.Formada por 5 capas con característicasdiferentes.
Hidrosfera:Parte líquida del planeta.Formada por los mares, océanos, lagos,aguas de escorrentía, aguas superficialesy glaciares.
Geosfera:Parte sólida del planeta.Formada por capas concéntricas: corteza,manto y núcleo.
Atmósfera Composición con aire seco:1. Nitrógeno 78,084 %2. Oxígeno 20,946 %3. Otros 0,970 %
• Argón 0.934 %• dióxido de carbono 0,033 %• más gases
Capa gaseosa formada por una mezcla de gases.Distribuida en capas, diferenciamos:•Homoatmósfera•Heteroatmósfera
Estructura de la atmósfera
Heterosfera:
Va desde los 60 Km a 10000 Km
En esta zona los gases se
encuentran separados en capas
según su peso atómico. Se
puede distinguir la capa de
oxígeno, la capa de helio, la
capa de hidrógeno (es la última)
Homosfera:
Superficie de la corteza terrestre
a 60 km
Formado por aire: mezcla de
gases, siendo los mayoritarios el
N2, O2, Argón, agua y CO2.
Troposfera:1. Capa inferior.2. Espesor de 17 km en el ecuador y 7
km en los polos.3. Tropopausa: límite superior de la
capa.4. Corrientes ascendentes y
descendentes de aire quehomogenizan su composición.
5. se producen los fenómenosatmosféricos.
6. La temperatura desciende 0,6 ºCcada 100 de altitud desde lasuperficie. Pudiendo alcanzar hastalos -50ºC en su parte superior.
Estratosfera También se le llama capa caliente por aumentar su temperatura con la altitud debido a las reacciones exotérmicas para la formación de ozono.1. Puede alcanzar los 50 km de altitud.2. Estratopausa: límite superior de la
capa.3. Composición homogénea por la
existencia de corrientes ascendentesy horizontales.
4. En esta capa se produce y sedestruye el ozono. Aparece la capade ozono (ozonosfera) situada entrelos 22 y los 50 km.
5. La temperatura va aumentandohasta alcanzar los 0ºC. En el ecuadorel aumento es constante pero fuerade él la temperatura permanececonstante hasta la estratopausadonde sufre una aumento brusco.
Fotólisis del oxígeno:La molécula de oxígeno en presencia de la radiación ultravioleta se descompone en 2 átomos de oxígeno.
O2 + UV (rayos ultravioleta) O + O
Formación del ozono (O3): El oxígeno atómico reacciona con el oxígeno molecular para formar una molécula de ozono. De manera que son necesarias 3 moléculas de oxígeno para formar 2 de ozono.
O + O2 O3 + calor (reacción exotérmica)
Formación del ozono
•Fotólisis del ozono: O3 + UV O2 + O •Reacción del ozono con el oxígeno atómico:O + O3 O2 + O2
Destrucción del ozono
Equilibrio de ozono:Los procesos de formación y destrucción se realizan de manera natural, encontrándose en equilibrio dinámico.Este conjunto de reacciones es más intenso en la estratopausa por ser la temperatura más alta y ser el lugar de la capa en la que se recibe mayor radiación ultravioleta.
Mesosfera 1. Llega hasta los 80 km de altitud. Su
límite inferior es la estratopausa (50Km)
2. Mesopausa: límite superior de lacapa.
3. Capa con poca densidad4. En ella, los meteoritos procedentes
del espacio entran en igniciónformándose las estrellas fugaces.
5. La temperatura disminuye en altitudhasta alcanzar los -100ºC
Ionosfera o termosfera1. Capa de la atmósfera que está ionizada
absorbiéndose radiaciones solares deonda corta (rayosX y gamma) yreflejando ondas de radio.
2. Se encuentra entre los 80 y los 600 km3. Está formada por varias capas (D, E, y F)4. La moléculas de nitrógeno y oxígeno
existentes se ionizan y aumentan latemperatura de la capa.
5. La temperatura aumenta mucho,pudiendo alcanzar los 1000ºC.
6. En ella se producen las auroras borealesen el hemisferio norte y las aurorasaustrales en el hemisferio sur.
7. Es una capa muy importante para lascomunicaciones entre continentes porondas de radio debido a la existencia deelectrones libre.
Capas de la ionosfera
Ondas de alta frecuencia son las comprendidas entre 3 y 30 MHz.En general cuanto mayor sea el número de electrones libres mayores serán las frecuencias que se puedan utilizar para las comunicaciones.
Capa D:1. Se encuentra en el límite con la
mesosfera y a veces ocupa la parte superior de la misma. Sus límites están entre los 60 y los 90 km
2. Sólo aparece durante el día porque en las horas de máxima insolación se carga de electrones.
3. Desaparece durante la noche debido a la falta de radiación solar.
4. Absorbe frecuencias por debajo de los 10 MHZ protege la superficie terrestre de gran parte de la radiación solar.
Capa E:
1. También llamada capa de Kennelly-Heaviside o capa de Heaviside.
2. Se encuentra entre los 80 y los 140 Km.
3. Se encuentra ionizada pero no por la radiación solar, es posible que su ionización sea debida al roce con otras capas de la atmósfera.
4. Refleja las ondas de radio de frecuencia media.
Capa F:
1. También llamada capa de Appleton. 2. Se encuentra de los 140 km a más de
250 km.3. Durante el día se encuentra dividida en
2 capas la F1 y la F2. Durante la noche sólo queda como una capa, la capa F, coincide en parte con el espacio de la F2.
4. Refleja las ondas de radio de frecuencia comprendida entre los 3 y los 10 MHz.
Capa F:
1. También llamada capa de Appleton. 2. Se encuentra de los 140 km a más de
250 km.3. Durante el día se encuentra dividida
en 2 capas la F1 y la F2. Durante la noche sólo queda como una capa, la capa F, coincide en parte con el espacio de la F2.
4. Refleja las ondas de radio de frecuencia comprendida entre los 3 y los 10 MHz.
Capas de la ionosfera y las frecuencias de ondas transmitidas
Exosfera 1. Se encuentra entre los 600 y los
10.000 km2. Tienen muy poca densidad.3. Sus componentes son el O, el He y el
H distribuidos den capas.
Funciones de la atmósfera
1. Protectora2. Reguladora:
• Efecto invernadero natural.• Distribución de la energía del planeta.
3. Modelador del relieve y del diseño del paisaje
Acción protectora de la atmósfera
1. Protección de la radiación electromagnética solar.2. Protección contra los meteoritos.
La atmósfera nos protege de la radiación solar
1. La atmósfera absorbe parte de las radiaciones solares que llegan a la atmósfera evitando que lleguen a la Tierra.En la termosfera se absorben las radiaciones de onda menores de 10-7 m (los rayos
gamma, los rayos X y parte de los ultravioleta). 2. El nitrógeno absorbe la radiación menor de 0,1 µm y el oxígeno molecular las
comprendidas entre 0,1 y 0,2 µm.
3. En la estratosfera se absorbe, gracias al ozono, la radiación entre 0,2 y 0,3 µm(ultravioleta)
La atmósfera nos protege de los meteoritos
Los meteoritos que se dirigen a la Tierra tienen que atravesar la atmósfera y son destruidos por rozamiento con ella.En la estratosfera estos meteoritos entran en ignición formando las estrellas fugaces
Acción reguladora de la atmósferaEfecto invernadero natural
Por la temperatura que presenta la Tierra debería emitir una temperatura de -18ºC
es decir 240 W·m-2. Compensa la
energía absorbida por la radiación
solar.
Pero la realidad es que la temperatura
media de la superficie de la Tierra es
de 15ºC, es decir 390 W·m-2.
Excedente energético:
Existe una diferencia de 33ºC,
es decir 150 W·m-2.
Esta diferencia es la que
provoca el efecto invernadero
natural.
La energía que llega a la superficie terrestre y es reflejada por esta más la energía que desprende la Tierra son emitidas al espacio pero la atmósfera impide su salida reflejándola hacia la superficie terrestre de nuevo.
Gases de efecto invernadero (GEI):1. Vapor de agua2. Dióxido de carbono3. Metano4. Ozono 5. Óxido de nitrógeno
Energía solar que llega a la atmósfera: 1,4 · 103 W/m2
Energía solar traspasa la atmósfera: 341 W/m2
Energía solar que se devuelve al espacio:
1059W/m2
El albedo medio de la Tierra es del
30 % de la radiación que proviene
del Sol.
El albedo es el porcentaje de radiación quecualquier superficie refleja respecto a laradiación que incide sobre la misma.
1. Energía que penetra en la atmósfera: 341 W/m2
2. Energía reflejada por las nubes y los GEI: 79 W/m2
3. Energía reflejada por la superficie terrestre: 23 W/m2
4. Energía absorbida por la superficie terrestre: 161 W/m2
Albedo: 30 %, unos 120 W/m2
¿Cómo se reparte la energía por el planeta?
Mayor energía enel ecuador que enlos polos
Diferencia detemperatura, presióny/o humedad entredos puntos.
Genera un gradientede temperatura,presión y/o humedadentre dos puntos.
Generamovimientode un fluido
Movimiento de masas de aire: vientoMovimientos de masa de agua: corrientes marinas
¿Cómo se mueve el aire?
Dos tipos de movimientos:•Verticales •HorizontalesSe producen por diferencia de densidad:•Aire menos denso asciende•Aire más denso desciende
Movimientos verticales
El aire se calienta desde abajo, por la radiación que emite la superficie de la Tierra . Es decir, se calienta el aire que está en contacto con la superficie terrestre, recordemos que la temperatura del aire baja con la altitud en la troposfera.•El aire superficial => mayor Tª => mayor volumen => menos denso => asciende. •El aire frío => menor Tª => menor volumen => más denso => desciende.
El aire superficial tiene mayortemperatura por lo que suvolumen aumenta haciendoque su densidad disminuya yque ascienda
El aire de capas superiorestiene menor temperatura porlo que su volumen disminuyehaciendo que su densidadaumente y que descienda.
Aire caliente
Airefrío
400 W/s2
350 W/s2
50 a 100 W/s2
350 W/s2
50 a 100 W/s2
Radiación solar
Radiación solar diferenciada
Se recibe mayor radiación solar en el ecuador que en los polosporque la Tierra es una esfera y al ecuador le llegan los rayosperpendicularmente
Origen de losvientospredominantesa nivelplanetario
Las masas continentales dificultan el transporte de calor porque frena y desvía los vientos.
Movimientos horizontales
La inclinación del eje de la Tierra ocasiona los rayos del Sol incidan perpendicularmente en diferentes partes de la Tierra a lo largo del año.
Originadiferencias depresión en elplaneta
El aire asciende en las zonas demáxima insolación y se dirige alatitudes inferiores cayendo haciala superficie por aumento dedensidad al bajar su temperatura.El aire de las zonas de mínimainsolación se dirige hacia elecuador por superficie.
El ecuador, zona de máximainsolación, se eleva el aire por loque es una zona de baja presión.En las zonas polares, de mínimainsolación, el aire cae sobre ellas,son zonas de alta presión.
Baja presión
Alta presión
El aire se desplaza de laszonas de alta presión a lasde baja presión
Corrientes convectivas de las masas de aireMovimientos verticales de las masas de aire
Temperatura mayorVolumen mayorMenor densidad
Temperatura menorVolumen menorMayor densidad
Aire caliente
Aire frío
Convección térmica
Aire húmedo menor densidad.El agua desplaza a compuestos con mayor peso molecular (nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono)
Aire seco mayor densidad
Aire húmedo
Aire seco
Convección por humedad
Anticiclones:1. Zonas de alta presión. Valores superiores a los
1013 mb2. El aire es divergente en superficie. Los vientos
giran en sentido horario.3. Se originan por el descenso de masas de aire
frío. 4. el agua condensada se evapora y las nubes
disminuyen y desaparecen.5. Son zonas relacionadas con tiempo estable .
Borrascas: 1. Zonas de baja presión, menor que 1013 mb. 2. Se producen porque las masas de aire cálido ,
al ascender, se enfrían; el vapor de agua se condensa en nubes y da lugar a precipitaciones.
3. El aire es convergente en superficie. El viento entra desde el exterior en sentido antihorario.
4. Son zonas relacionadas con tiempo inestable . Trae nubes y precipitaciones
Convección por diferencias de presión Subducción por diferencias de presión
Isobaras: línea que en un mapa une los puntoscon las misma presión atmosférica.
Anticiclón: la presiónaumenta hacia elnúcleo. Se representapor las letras A o H
Borrasca: la presióndisminuye hacia elnúcleo. Se representapor las letras B o L.
Vientos en anticiclón:los vientos se desplazantangencialmente a lasisobaras y en sentidohorario
Vientos en borrascas:los vientos se desplazantangencialmente a lasisobaras y en sentidoantihorario
El viento no sigue exactamente la línea de las isobaras, sino que tiende a desplazarse tangencialmente a ellas. Ello se debe a la rotación de la tierra (de oeste a este) que produce una fuerza que los desvía, es la fuerza de Coriolis.La fuerza de coriolis desvía los fluídos:1. En sentido horario en el hemisferio norte.2. En sentido antihorario en el hemisferio sur.
¿De dónde llega el viento en Madrid y Londres?
¿De dónde llega el viento en Murcia, Madrid y Barcelona?
Anticiclón
Máximaestabilidad en elcentro delanticiclón
Con aire seco
Sin viento o viento débil:Cielos despejadosPosible formación de rocío o de escarcha.
Con aire húmedo Nieblas matinales
Anticiclones muypotentes y estables
Inversión térmica
Fuera del centrodel anticiclón
El viento es más fuerte y el aire menos estable. El tiempo depende fundamentalmente de las propiedades de la superficie subyacente, que actúan sobre la humedad y la estabilidad del aire
Inversión térmica: se produce un cambio en las características de latemperatura de la troposfera.Normalmente en la troposfera la temperatura desciende con la altitud, en lainversión térmica la capa de aire frío está abajo y la de aire caliente arriba.
¿Cómo se produce una inversión térmica?
Suelo
Altura
Aire frío
Aire caliente
Suelo frío
Aire frío
Aire caliente
Convergencia frontal
Subsidencia
Choque de una masa de aire frío con una de aire caliente.La fría más densa, desplaza a la caliente ascendiéndola.
El aire al descender se calienta por compresión dejando una franja más cálida que el aire inmediatamente bajo ella
Transmisión de calor por conducción y radiación del suelo a la capa de aire adyacente.
Capa de aire frío: sequeda abajo, no puedeascender por ser másdensa.
Capa de aire caliente: seencuentra arriba
El humo no puedeascender porque encimase encuentra una capa deaire que no es miscible conla de abajo. El humoqueda retenido.
Límite de capas separadas por diferente temperatura y densidad
Problemas de una inversión térmica
Los contaminantes atmosféricos son retenidos por la inversión térmica porque su transporte y difusión es muy lenta.Se produce una alta concentración de tóxicos en la atmósfera y en el suelo.
El efecto de isla de calor es específico del ambiente urbano: El pavimento, la ausencia de aire en movimiento, y la gran cantidad de construcciones, provocan una concentración de calor superior al registrado en las áreas rurales que rodean la ciudad. A su vez, el calor recibido durante el día es retenido durante la noche por un espacio de tiempo mayor en el área urbana que en la rural, lo que da origen a un ciclo cerrado de circulación del aire que favorece la concentración de los contaminantes
Madrid con contaminantes retenidos en la capa baja de la troposfera.
Dorsal anticiclónicaLas isobaras que rodean a un anticiclón presentan una zona extendida, alargada.La recta que une los puntos de las isobaras más alejadas del centro anticiclónico forman el eje de la dorsal. En el eje de la dorsal las presiones son más altas que a uno y otro lado de ella.
VaguadaAlrededor de una borrasca las isobaras están más alejadas del centro que en las demás direcciones. La línea que une los puntos de las isobaras más alejadas del centro, se denomina eje de la vaguada.La vaguadas van asociadas a frentes, no siempre. A menudo, en ellas se forman nubes y mal tiempo
ColladoRegión que separa al mismo tiempo dos depresiones y dos anticiclones. El centro del collado está situado en la intersección del eje de la vaguada y el eje de una dorsal. El viento es allí muy débil y de dirección variable.Las condiciones meteorológicas en un collado dependen sobre todo de las características de la masa de aire que se encuentre en él. Frecuentemente la variación diurna de la temperatura ejerce en él una notable influencia.
Baja secundariaFormación de una depresión secundaria en laproximidad de una depresión primaria preexistente, ode una combinación con ésta. La depresión secundaria,por lo general, depende de la circulación establecidaalrededor de la depresión principal, pero luego puedellegar a desarrollarse y convertirse a su vez en unadepresión principal.El tiempo, generalmente, es muy similar al de laborrasca principal, pero pueden presentarse episodiosde fuertes aguaceros.
Símbolos en mapa de tiempo:
1. Frente frío
2. Frente cálido
3. Frente ocluido
4. Frente estacionario.
Frentes
Es una zona de transición entre dos masas de aire que presentan características diferentes: densidad, temperatura, humedad, etc.
Representación de los frentes en un mapa meteorológico:
1. Frente frío: línea con triángulos azules pequeños. La base de los triángulos forma la línea y el vértice libre apunta en el sentido del movimiento del frente.
2. Frente cálido: se representa por una línea de semicírculos de color rojo que indican el sentido del movimiento.
3. Frente ocluído: representado por una línea en la que alternan semicírculos y triángulos todos dirigidos en el sentido del movimiento.
4. Frente estacionario: línea de semicírculos dirigidos hacia el aire frío y de triángulos que apuntan al aire caliente.
Frente frío
Masa de aire frío que se acerca a una de aire caliente.La masa de aire frío es más densa y forma una cuña para meterse por debajo del aire caliente y desplazándola en superficie.El aire caliente se desplaza muy rápido verticalmente.
TormentasDesarrollo de nubes verticalesVientos fuertes.Tornados.Bajadas fuertes de temperatura y humedad.Aumenta la presión
Masa de aire caliente que se acerca a una de aire frío.La masa de aire frío es más densa y permanece abajo.El aire caliente se desplaza verticalmente pero suavemente a modo de rampa.
Precipitaciones pero menos intensas que en el frente frío, puede ser lluvia, nieve o llovizna.Las precipitaciones aparecen al comienzo del frenteLa nubosidad estratiforme.Aparecen neblinas en el en el aire frío que antecede a la masa de aire caliente. Desaparecen una vez pasado el frente.La temperatura, la humedad y la presión suben.
Frente cálido
Sus características meteorológicas coinciden con las de un frente cálido
Frente estacionario Las masas de aire prácticamente no se desplazan por lo que los fenómenos meteorológicos permanecen durante mucho tiempo.
Frente ocluido Un frente frío sigue a un frente cálido hasta alcanzarlo.
1. Los frentes fríos son más rápidos que los cálidos por lo que los primeros alcanzan a los segundos.
2. La masa de aire cálida es elevada y desplazada del suelo.
3. Las dos masas de aire frío, procedentes de cada frente, se ponen en contacto y permanecen debajo de la masa de aire caliente.
4. Al ascender el aire caliente se enfría formándose nubosidad estratiforme y chubascos (lluvias débiles).
5. Poco a poco las nubes alcanzan un importante desarrollo vertical por lo que las lluvias se intensifican por la formación de tormentas.
Frente ocluido frío: es cuando el frente frío inicial, es el aire mas frío de los tres que entran en juego. De modo que, ira desplazando y elevando al aire cálido, y al circular mas rápido lo levantara de la superficie por completo, entrando en contacto con el aire frío, que estaba delante de ese aire cálido, el cual, al ser frío, pero en menor grado que el frente frío inicial, también es elevado
Frente ocluido cálido: se da cuando tenemos un frente frío que avanza elevando un frente cálido y entrando en cuña por debajo del mismo. Pero en este caso, la tercer masa de aires en juego, es aun mas fría que nuestro frente frío inicial, con lo que al contactar con el aire del frente frío se eleva, de modo similar al modo en que se elevaba el aire cálido del frente cálido.
Proceso adiabático: es aquel en el que el sistema (generalmente un fluido) no
intercambia calor con el exterior.Sus variaciones de temperatura se deben a:1. Número de moléculas por unidad de volumen2. Aumento y disminución de volumen por procesos de expansión o compresión. Los
procesos expansivos disminuyen la temperatura y los compresivos las aumentan.
A éstos cambios se les llama cambios adiabáticos.
Gradientes verticales de temperatura:1. Gradiente vertical térmico (GVT): aire estático, sin movimiento.2. Gradiente adiabático seco (GAS): masa de aire seco en movimiento.3. Gradiente adiabático húmedo (GAH): masa de aire en movimiento
condensada, por encima del punto de rocío.
Gradientes verticales de temperatura en la atmósfera
GVT
Gradiente vertical de temperatura (GVT):la temperatura desciende en altitud en condiciones estáticas o de reposo (0,65ºC/100m). Es un valor muy variable (depende de la latitud, la altura, la estación del año)
Valores positivos de GVT (GVT > 0)
La temperatura disminuye en altitud
Valores negativos de GVT (GVT < 0)
Inversión térmica:La temperatura aumenta en altitud(GVT < 0).
Gradiente adiabático seco (GAS): 1. Se considera que el aire es seco ya
que el agua que contiene permanece en estado gaseoso.
2. La compresión da lugar al calentamiento, y la expansión al enfriamiento.
3. Siempre que una porción de aire seco ascienda en la atmósfera, se enfriará en el gradiente de 1 °C/100 m , independientemente de cuál haya sido su temperatura inicial o la del aire circundante.
4. Una porción de aire seco al descender se calienta 1 °C/100 m , independientemente de cuál haya sido su temperatura inicial o la del aire circundante.
Al ascender el aire se calienta 10C/100m
Al descender el enfría se calienta 10C/100m
Gradiente vertical adiabático húmedo(GAH) 1. Al elevarse, una porción de aire seco que contiene
vapor de agua se enfría según el gradiente adiabático seco hasta que alcance su temperatura de condensación o punto de rocío.
2. En este punto una parte del vapor de agua se comienza a condensar.
3. La condensación libera calor latente y el aire se calienta. Así, la disminución térmica es menor que en los casos anteriores.
4. La condensación de vapor de agua es un proceso EXOTERMICO, por lo que aumenta la temperatura y por tanto ya no se produce esa disminución de 1º C cada 100m correspondiente al GAS, sino de 0,3ºC a 0,6º C cada 100 m, dependiendo de la zona. A este nuevo gradiente se le llama GAH
Aire seco
Aire saturado
Punto de rocío
Liberación de calor por condensación
El aire seco lleva agua disuelta (vapor de agua)
Estabilidad atmosférica:•No se producen movimientos verticales.•El aire ascendente se enfría más rápido que el aire que le rodea.•En la gráfica el GVT está siempre a la derecha del GAS
Temperatura
Alt
itu
d
GVT<0
Inversión térmica
Temperatura
Alt
itu
d
0<GVT<GAS
Estabilidad atmosférica
0<GVT<1
Inversión térmica:•GVT aumenta con la altitud.•Se forman nubes a ras del suelo (niebla)•Se produce un fenómeno de subsidencia, descenso del aire frío.•Este proceso atrapa la contaminación•En la gráfica el GVT y el GAS están cruzados.
No existen movimientos verticales ascendentes
Temperatura
Alt
itu
d
GVT>GAS
Inestabilidad atmosférica
Nivel de condensación
Inestabilidad atmosférica:•Los movimientos verticales ascendentes se llaman movimientos de convección.•Existen dos masas de aire:•Una permanece estática, es el aire estática o ambiental, sus variaciones térmicas coinciden con los valores normales de GVT.•Otra se desplaza verticalmente y su variaciones térmicas coinciden con los valores de GAS.•Si el aire ambiental se enfría más rápidamente (aire más denso) que la otra masa de aire (GVT>GAS), se produce el ascenso.•En la gráfica, GVT se encuentra a la izquierda de GAS•Se produce condiciones de borrasca.
Existen movimientos verticales ascendentes
Temperatura
Alt
itu
d
Resuelve 1
Temperatura
Alt
itu
d
2
Temperatura
Alt
itu
d
3
Temperatura
Alt
itu
d
4
Ejercicio 1:•GVT > GAS•Ejemplo de temperaturas:
•GAS = 10C/100m•GVT= 1,50C/100m
•INESTABILIDAD
Temperatura
Alt
itu
d
Temperatura
Alt
itu
d
2
Ejercicio 2:•Primer tramo de la gráfica:
•GVT<0•INVERSIÓN TÉRMICA (IT)
•Segundo tramo de la gráfica:•GVT <GAS•Ejemplo de temperaturas:
•GAS = 10C/100m•GVT= 0,60C/100m
•ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA: ANTICICLÓN (A)
IT
A
1
Temperatura
Alt
itu
d
3
Temperatura
Alt
itu
d
4
Ejercicio 3:•GVT < GAS•Ejemplo de temperaturas:
•GAS = 10C/100m•GVT= 0,60C/100m
•ESTABILIDAD
Ejercicio 4:•Primer tramo:
•GVT > GAS•INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
•Segundo tramo:•GVT<0•INVERSIÓN TÉRMICA
•Tercer tramo:•GVT<GAS•ESTABILIDAD
DINÁMICA ATMOSFÉRICA HORIZONTAL ORIGEN DE LOS VIENTOS
La circulación atmosférica viene determinada por: 1. La diferencia constante de temperatura que
existe entre el ecuador y los polos 2. La rotación de la Tierra. 3. La presencia de masas continentales.
400 W/s2
350 W/s2
50 a 100 W/s2
350 W/s2
50 a 100 W/s2
Radiación solar
Radiación solar recibida depende:1. De las horas de luz a lo largo
del día. Esto depende de la inclinación del eje.
2. Perpendicularidad de los rayos que llegan. Depende del ángulo con el que inciden en un punto del planeta. Cuanto más inclinados, mayor recorrido y por lo tanto mayor reflexión y absorción de los mismos por lo que llega menos radiación.
La zona subtropical recibemayor radiación solar quelos polos.
Fuerza de coriolisEs una fuerza ficticia en la que un observador de un sistema en rotación a velocidad angular constante ve actuar sobre un cuerpo, cuando este está en movimiento con respecto al sistema en rotación. La fuerza de Coriolis no incluye la fuerza centrífuga. La fuerza de Coriolissiempre es perpendicular a la dirección del eje de rotación del sistema y a la dirección del movimiento del cuerpo vista del sistema en rotación .
La bola negra sigue una trayectoria radial a velocidad constante alejándose del eje de rotación.La imagen de arriba está vista por un observador desde un sistema inercial. La trayectoria de la bola es una recta y el disco gira con velocidad uniforme.La imagen de abajo es la misma, pero vista por un observador fijo con el disco y que gira con él. La bola describe una trayectoria curva y parece sentir el efecto de una fuerza exterior. Esa fuerza ficticia es la fuerza de Coriolis y la trayectoria "curiosa" el resultado del efecto Coriolis.
Fuerza de coriolis. wikipedia
Sin movimiento de rotación
En la franja cálida del planeta se produce un calentamiento del aire que hace que disminuya su densidad provocando un ascenso de las masas de aire que se dirige hacia los polos donde se enfría consiguiendo mayor densidad y cayendo a la superficie. Esta masa de aire desciende por superficie hasta las zonas ecuatoriales.
Con movimiento de rotaciónEfecto Coriolis
1. La Tierra gira de Oeste a Este, ( en sentido contrario a las agujas del reloj )
2. La velocidad de rotación es menor en los polos que en el ecuador.
3. Debido a las fuerzas de Coriolis cualquier fluido que se desplaza horizontalmente sobre la superficie de la Tierra tiende a desviarse hacia la derecha en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en el hemisferio Sur.
4. La célula convectiva general se ve dividida en:
1. Célula de Hadley2. Célula de Ferrel3. Célula Polar
Circulación atmosférica
La célula de Hadley es el desplazamiento de la masas de aire latitudinalmente desde el ecuador a los trópicos. (300) en ambos hemisferios.El calor se transmite por convección, ascendiendo en las regiones ecuatoriales (zona de baja presión) y dirigiéndose a latitudes superiores por las capas altas de la atmósfera.El ascenso de aire caliente en las zonas ecuatoriales facilita la formación de nubes convectivas y origina tormentas convectivas..Desciende en los trópicos generando anticiclones y desiertos.
La célula de Ferrel se encuentra entre la célula de Hadley y la Polar (300 y 600 ) en ambos hemisferios.El aire más superficial se origina en los trópicos y se dirige hacia el frente polar desviándose hacia el este. Allí asciende por convección y desciende de nuevo hacia los trópicos, por capas más altas, desviándose hacia el oeste.
La célula Polar se encuentra entre las latitudes (600
y 900 ) en ambos hemisferios.Se origina en los polos gracias al frío que ellos existe. Allí se forma una zona de altas presionespermanentes, desplazando masas de aire frío superficial del este hacia el centro de bajas presiones subpolares.En esa zona se eleva el viento y se devuelve a los polos.En invierno origina borrascas que afectan a nuestro país.
DISTRIBUCIÓN LATITUDINAL DE ZONAS DE ALTA Y BAJA PRESIÓN
•ZONAS ECUATORIALES CÁLIDAS DE BAJA PRESIÓN
•ZONAS SUBTROPICALES DE ALTA PRESIÓN (30º de latitud)
•ZONAS CIRCUMPOLARES DE BAJA PRESIÓN (60º de latitud)
•ZONAS POLARES FRÍAS DE ALTA PRESIÓN.
ALTERNANCIA LATITUDINAL DE VIENTOS
•VIENTOS POLARES DEL ESTE
•VIENTOS DEL OESTE (CONTRALISIOS)
•ALISIOS
Circulación atmosférica global
Zona de bajas presiones ecuatoriales.
Cinturón de vientos en calma y calmas ecuatoriales: situado entro los 30 y 100
latitud N y S.
Anticiclón de los trópicos
Zona de bajas presiones circumpolares
Anticiclón polar
DISTRIBUCIÓN LATITUDINAL DE ZONAS DE ALTA Y BAJA PRESIÓN
1. ZONAS ECUATORIALES DE BAJA PRESIÓN (0º de latitud)
2. ZONAS SUBTROPICALES DE ALTA PRESIÓN (30º de latitud)
3. ZONAS CIRCUMPOLARES DE BAJA PRESIÓN (60º de latitud)
4. ZONAS POLARES FRÍAS DE ALTA PRESIÓN (90º de latitud)
Formación de un centro de bajas presiones.Formación de nubes convectivas y zona tormentosa.
Célula de Hadley sin coriolis
Célula de Hadley con coriolis
El aire caliente y poco densa se eleva hasta los 6000 m. aprox. Se dirige hacia las zonas polares pero al enfriarse cae en la zona de los trópicos, 300 latitud norte y sur, y en superficie el aire se dirige hacia el ecuador, desviándose hacia el W en ambos hemisferios, son los vientos alisios o vientos del este:•Vientos del noreste en el hemisferio norte•Vientos del sureste en el hemisferio sur.
En los polos:1. el aire frío y denso define una zona de altas
presiones (anticiclón polar).2. El aire se dirige superficialmente hacia el
ecuador pero por el efecto Coriolis se desvía:• en dirección NE-SW en el hemisferio
norte• en dirección SE-NW en el hemisferio sur.
3. Se calienta y se eleva regresando a los polos.
En latitudes medias:A nivel del suelo desde los 300 y 600 de latitud, el viento se dirige hacia los polos pero por Coriolis se desvían formando los vientos del oeste o contralisios:•En el hemisferio norte con dirección SW-NE.•En el hemisferio sur con dirección SE-NW
Efecto FoehnZona de barlovento:1. Lado de la montaña de llegada de los vientos.2. Masas de aire cargada de humedad ascienden por su ladera para sobrepasarlas.3. Enfriamiento de la masa de aire, se admite menos vapor de agua por lo que se forman
nubes. Llamadas nubes orográficas.4. Precipitaciones.5. Ladera de mayor humedad.6. Ladera con mayor vegetación.
Zona de sotavento:1. Lado de la montaña de salida de los vientos.2. Masas de aire que descienden por la ladera.3. Calentamiento de la masa de aire, se admite más vapor de agua por lo que
desaparecen las nubes.4. Ausencia de precipitaciones.5. Ladera más seca.6. Ladera con menor vegetación.
Barlovento Sotavento
Efecto local debido a las montañas y responsable de la diferencia de pluviosidad entre la cara de barlovento y sotavento de las mismas.
Punto de rocío
Viento húmedo
Viento caliente y seco
Barlovento Sotavento
Precipitaciones
Nubes orográficas
AP
BP AP
BP
Durante el día:Zona de mayor insolación es la cumbre. Se calienta más que el valle.La roca de la cumbre cede calor al aire, se calienta y se hace menos densa que la del valle, elevándose.Se dirige hacia el valle (zona de alta presión).Se desplaza el aire del valle hacia la cumbre.
Durante la noche:Zona de mayor pérdida de temperatura es la cumbre. Se enfría más que el valle.La roca del valle cede calor al aire, se calienta y se hace menos densa que la de la cumbre, elevándose.Se dirige hacia la cumbre (zona de alta presión).Se desplaza el aire de la cumbre hacia el valle.
Vientos de valle y montaña
La tierra es mejor conductora del calorque el agua. Es decir, se calienta y seenfría más rápidamente.
La tierra tiene una alta temperatura.Se calienta el aire que tiene encima.Este aire se hace menos denso y seelevaZona de BAJA PRESIÓN
El agua está más fría que la tierra.El aire que tiene encima es más frío ydenso que el del continente.Se desplaza por superficie.Zona de ALTA PRESIÓN.
El agua está más caliente que latierra.El aire que tiene encima es máscálido y menos denso que el delcontinente.Se eleva.Zona de BAJA PRESIÓN.
La tierra tiene temperatura baja.El aire que tiene encima se enfría.Este aire se hace más denso ypermanece en superficie.Zona de ALTA PRESIÓN.
Brisa marina
Brisa marina
AP BP
AP BP
Brisa marina
