UNIVECIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ ``FACULTAD: INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS

CARRERA PROFECIONAL: INGENIERIA CIVIL `CURSO : HIDROLOGIA TEMA: la atmosfera DONDENTE: ING. Mirian PRECENTADO POR: - EDWIN TICONA PACORICONA - SAUL - - AO: 2015

INTRODUCCION

El inters por el conocimiento de la capa fronteriza atmosfrica reside en el hecho de que es la porcin de la atmsfera en la que se desarrolla la vida de la mayora de los seres vivos y es, tambin, donde se realizan gran parte de las actividades humanas. La capa fronteriza atmosfrica representa una pequea fraccin de la atmsfera, comprende, aproximadamente, el primer kilmetro de la atmsfera. Los procesos de pequea escala que en ella ocurren son provechosos para muchas de las actividades humanas y, adems, son importantes para la existencia y supervivencia de la vida en la tierra. No se trata slo por la necesidad de oxgeno, que se concentra en esta capa, sino tambin porque el aire en esta capa est en continuo movimiento turbulento causando un eficiente intercambio de calor sensible y de calor latente, de momento y de masa entre la superficie terrestre y la atmsfera, y, por tanto, moderando el microclima prximo al suelo. En este sentido, cabe destacar que la atmsfera recibe, virtualmente, todo su contenido en agua a travs de los intercambios turbulentos cerca del suelo. Por otra parte, la evaporacin del agua retenida en el suelo y del agua de los lagos, mares y ocanos no es slo significativa en el balance y en el ciclo hidrolgico, sino que el calor latente de evaporacin que interviene es una de las componentes ms importantes del balance de energa superficial.

LA ATMSFERA

La vida depende de las caractersticas concretas de nuestra atmsfera, de su composicin, su temperatura y su capacidad de protegerla de sus radiaciones que la perjudican.Por otra parte, la atmsfera tiene un importante papel en el calentamiento de la tierra. La atmsfera es como la manta de la tierra; si no hubiera atmsfera, la temperatura del planeta seria de 22 C bajo cero. En este sentido debemos recordar que la atmsfera no se comporta como un receptor pasivo de las sustancias contaminantes sino que las distribuye, las dispersa o las concentra segn una serie de factores como son el viento, la lluvia, las inversiones o la turbulencia.Por lo que respecta a las especies vivientes, lo que ms nos interesa de la atmsfera es justamente la franja que est en contacto con la corteza terrestre, aquella que se solapa parcialmente con la biosfera. Pero se ha de tener en cuenta que esta franja en contacto con la tierra no es independiente de las capas superiores, alguna de las cuales tienen una importancia fundamental en el desarrollo de la vida.La meteorologa es la ciencia del estudio de la atmsfera, de su comportamiento en el tiempo y de los fenmenos atmosfricos.La prediccin del tiempo atmosfrico es slo una rama de la meteorologa. La meteorologa general estudia tambin la estructura y composicin de la atmsfera, la transferencia de calor, las ondas acsticas la formacin de nubes, la electricidad atmosfrica y la contaminacin atmosfrica.

El aire que respiramos est compuesto bsicamente por dos elementos: el nitrgeno y el oxgeno en una

Proporcin muy aproximada de 4 a 1. En concreto, el nitrgeno ocupa el 78,084% del volumen del aire mientras que el oxgeno ocupa el 20,946%. Tambin estn presentes otros componentes en proporciones menores.El nitrgeno es una sustancia inerte que no reacciona con facilidad. De hecho, el nitrgeno reduce los efectos del oxgeno, un elemento muy activo.El oxgeno, en cambio, es muy reactivo y es , por ejemplo, el responsable de los procesos de oxidacin. Las combustiones, una forma rpida de oxidacin, son posibles gracias a la presencia de oxgeno. Tambin la respiracin de los seres vivos, animales y plantas es una forma de oxidacin y es posible gracias a la contribucin de este elemento.El resto del total, casi un 1 %, est constituida por una serie de gases, el ms importante de los cuales, cuantitativamente, es el argn. En proporciones mucho ms pequeas encontramos algunos otros gases como el nen, el criptn, y el xenn. Tambin hay pequeas proporciones de hidrgeno y xido nitroso. Otros gases se encuentran en cantidades variables.El vapor del agua puede varias desde un 0 % en zonas desrticas, hasta un 4 %. Se encuentra concentrado en las partes bajas y su proporcin disminuye en altura. Es tambin el responsable de la formacin de nubes, interviene en muchos fenmenos meteorolgicos y tiene una importancia capital en el intercambio energtico entre la atmsfera y la superficie terrestre a causa de sus cambios de estado y de la absorcin de ciertas radiaciones. La tierra es el nico planeta que tiene una atmsfera donde el agua se puede encontrar en sus tres estados: slido, lquido y gaseoso. Su importancia , en cuanto al desarrollo y mantenimiento de la vida en el planeta, es fundamental.

El dixido de carbono est presente en la atmsfera en una proporcin muy pequea, alrededor de 0,03 % de media. Pero tiene un papel muy importante en el balance de radiacin del sistema Sol-Tierra-atmsfera porque colabora en el calentamiento de la tierra en un proceso que se denomina efecto invernadero. Contribuye de una manera decisiva en el mantenimiento de la vida en formar parte del proceso de la fotosntesis.Otros componentes variables de la atmsfera son el monxido de carbono (CO), producto de combustiones incompletas, el metano, el amonaco, el ozono, el dixido de nitrgeno. A parte de estos componentes se debe considerar la presencia de elementos originados por la actividad humana o de los seres vivos y tambin de los procedentes del sol, los ocanos, los ros o los volcanes: partculas, polen, bacterias, polvo, humos, gases diversos, sales, y unos cuantos ms, en proporciones mucho ms pequeas.

LA ATMSFERA DE LA TIERRA...La capa exterior de la Tierra es gaseosa, de composicin y densidad muy distintas de las capas slidas y lquidas que tiene debajo. Pero es la zona en la que se desarrolla la vida y, adems, tiene una importancia trascendental en los procesos de erosin que conforman el actual relieve paisajstico del planeta..Los cambios que se producen en la atmsfera contribuyen decisivamente en los procesos de formacin y sustento de los seres vivos e igualmente son los que determinan el clima.

Por qu la visualizamos de color azul desde el espacio?

La caracterstica composicin del aire permite que las longitudes de onda azules sean ms visibles que las de otros colores, lo cual da un color azulado a la atmsfera terrestre desde el espacio. En el trasfondo se puede apreciar la luna ligeramente distorsionada por el aire.

EL AIRE Y SU COMPOSICIN...

Los gases fundamentales que forman la atmsfera son: Nitrgeno (78.084%), Oxgeno (20.946%), Argn (0.934%) y Dixido de Carbono (0.033%). Otros gases de inters presentes en la atmsfera son el vapor de agua, el ozono y diferentes xidos.

Tambin hay partculas de polvo en suspensin como, por ejemplo, partculas inorgnicas, pequeos organismos o restos de ellos y sal marina. Muchas veces estas partculas pueden servir de ncleos de condensacin en la formacin de nieblas muy contaminantes.

Los volcanes y la actividad humana son responsables de la emisin a la atmsfera de diferentes gases y partculas contaminantes que tienen una gran influencia en los cambios climticos y en el funcionamiento de los ecosistemas.

El aire se encuentra concentrado cerca de la superficie, comprimido por la atraccin de la gravedad y, conforme aumenta la altura, la densidad de la atmsfera disminuye con gran rapidez. En los 5,5 kilmetros ms cercanos a la superficie se encuentra la mitad de la masa total y antes de los 15 kilmetros de altura est el 95% de toda la materia atmosfrica.

La mezcla de gases que llamamos aire mantiene la proporcin de sus distintos componentes casi invariable hasta los 80 km, aunque cada vez ms enrarecido (menos denso) conforme vamos ascendiendo. A partir de los 80 km la composicin se hace ms variable.

F O R M A C I N - D E - L A - A T M S F E R A

La mezcla de gases que forma el aire actual se ha desarrollado a lo largo de 4.500 millones de aos.La atmsfera primigenia debi estar compuesta nicamente de emanaciones volcnicas, es decir, vapor de agua, dixido de carbono, dixido de azufre y nitrgeno, sin rastro apenas de oxgeno.

Para lograr la transformacin han tenido que desarrollarse una serie de procesos. Uno de ellos fue la condensacin. Al enfriarse, la mayor parte del vapor de agua de origen volcnico se condens, dando lugar a los antiguos ocanos. Tambin se produjeron reacciones qumicas. Parte del dixido de carbono debi reaccionar con las rocas de la corteza terrestre para formar carbonatos, algunos de los cuales se disolveran en los nuevos ocanos.

Cuando evolucion la vida primitiva capaz de realizar la fotosntesis, empez a producir oxgeno.Hace unos 570 millones de aos, el contenido en oxgeno de la atmsfera y los ocanos aument como para permitir la existencia de la vida marina. 400 millones de aos ms tarde, la atmsfera contena el oxgeno suficiente para permitir la evolucin de animales terrestres capaces de respirar aire.

C A P A S - D E - L A - A T M S F E R A

La atmsfera se divide en varias capas:

1 - Troposfera,2 - Estratosfera,3 - Mesosfera,4 -Termosfera - Ionosfera,5 - Exosfera.

1 - T R O P O S F E R A:

Llega hasta un lmite superior (tropopausa) situado a 9 Km de altura en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la zona de las nubes y los fenmenos climticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, ... y la capa de ms inters para la ecologa. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70C en su lmite superior.

Sus principales caractersticas son: Su espesor alcanza desde la superficie terrestre (tanto terrestre como acutica o marina) hasta una altitud variable entre los 6 km en las zonas polares y los 18 o 20 km en la zona intertropical. Esto es debido, en los polos, a la fuerza centrpeta que causa el movimiento de rotacin terrestre, mientras que en la zona intertropical se debe a la fuerza centrfuga que causa dicha rotacin.

A medida que se sube, disminuye la temperatura en la troposfera, salvo algunos casos de inversin trmica que siempre se deben a causas locales o regionalmente determinadas.

En la troposfera suceden los fenmenos que componen lo que llamamos tiempo meteorolgico La capa inferior de la troposfera se denomina la capa geogrfica, que es donde se producen la mayor proporcin de fenmenos geogrficos, tanto en el campo de la geografa fsica como en el campo de la geografa humana. La temperatura mnima que se alcanza al final de la troposfera es de -50C aprox.

2 - E S T R A T O S F E R A:

La estratosfera es la segunda capa de la atmsfera de la Tierra. Comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un lmite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0C en la estratopausa.Su nombre obedece a que est dispuesta en capas ms o menos horizontales (o estratos). Se extiende entre los 9 o 18km hasta los 50km de altitud. A medida que se sube, la temperatura enla estratosfera aumenta.Casi no hay movimiento en direccin vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, lo que facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez. Por ejemplo, esto es lo que ocurre con los CFC que destruyen el ozono.

En esta parte de la atmsfera,entre los 30 y los 50 kilmetros, se encuentra el ozono, importante porque absorbe las dainas radiaciones de onda corta. Sin embargo, se trata de una capa muy enrarecida, muy tenue. Este aumento de la temperatura se debe a que los rayos ultravioleta que transforman al oxgeno en"ozono", proceso que involucra calor: al ionizarse el aire, se convierte en un buen conductor de la electricidad y, por ende, del calor. Es por ello que a cierta altura existe una relativa abundancia de ozono (ozonosfera) lo que implica tambin que la temperatura se eleve a unos -3 C o ms.

3 - M E S O S F E R A:

meteorologa se denominamesosferaomessferaa la parte de la atmsfera situada por encima de laestratosferay por debajo de latermosfera. En la mesosfera la temperatura va disminuyendo a medida que se aumenta la altura, hasta llegar a unos -80C a los 50 millas aproximadamente. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80 km donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70C u -80C.

Lamesosferaes la tercera capa de la atmsfera de la Tierra. La temperatura disminuye a medida que se sube, como sucede en la troposfera. Puede llegar a ser hasta de -90 C. Es la zona ms fra de la atmsfera.La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene slo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionizacin y las reacciones qumicas que ocurren en ella. La baja densidad del aire en la mesosfera determinan la formacin de turbulencias y ondas atmosfricas que actan a escalas espaciales y temporales muy grandes.

Lamesosferaes la regin donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no slo el freno aerodinmico.En esta capa se observan las estrellas fugaces que son meteoroides que se han desintegrado en la termosfera.La mesosfera forma parte de la atmsfera terrestre, est entre laestratsferay latermosfera o ionosfera,en ella se encuentran meteoritos .

4 - T E R M O S F E R A - I O N O S F E R A:

Latermosferaes la cuarta capa de la atmsfera terrestre que se encuentra entre lamesosferay laexosfera, cuya extensin comienza aproximadamente entre 80 y 120 kilmetros de la Tierra, prolongndose hasta entre 500 y 1000 kilmetros de la superficie terrestre. Dentro de esta capa, la radiacin ultravioleta, pero sobre todo los rayos gamma y rayos X provenientes del Sol, provocan la ionizacin de tomos de sodio y molculas. En dicho proceso los gases que la componen elevan su temperatura varios cientos de grados, de ah su nombre.

Es la capa de la atmsfera en la que operan los transbordadores espaciales. Las partculas de aire en la termsfera estn muy separadas. Algunas veces, las partculas de gas en esta capa son pasadas a llevar por energa elctrica proveniente del Sol. Cuando ocurre esto se puede ver en el cielo nocturno las llamadas auroras boreales y australes.Latermosferase llamada as por las elevadas temperaturas que se alcanzan en ella debido a que los gases estn ionizados (por eso tambin se denominaionosfera). Si el sol est activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegar a 1.500 C. En esta capa la temperatura se eleva continuamente hasta ms all de los 1000C. Est constituida por gran cantidad de partculas con carga elctrica.

La Estacin Espacial Internacionaltiene una rbita estable dentro de la termosfera, entre 320 y 380 kilmetros de altitud. Adems, las auroras tambin tienen lugar en la termosfera.

A estas distancias, el aire est enrarecido en extremo. Cuando las partculas de la atmsfera experimentan una ionizacin por radiacin ultravioleta, tienden a permanecer ionizadas debido a las mnimas colisiones que se producen entre los iones.

La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagacin de las seales de radio. Una parte de la energa radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la Tierra. Este ltimo efecto permite la recepcin de seales de radio a distancias mucho mayores de lo que sera posible con ondas que viajan por la superficie terrestre.

5 - E X O S F E R A

Laexosferaoexsferaes la capa de la atmsfera terrestre en la que los gases poco a poco se dispersan hasta que la composicin es similar a la del espacio exterior. Es la ltima capa de la atmsfera, se localiza por encima de la termosfera, aproximadamente a unas 360 millas de altitud, en contacto con el espacio exterior, donde existe prcticamente el vaco. Es la regin atmosfrica ms distante de la superficie terrestre. En esta capa la temperatura no vara y el aire pierde sus cualidades fsicoqumicas.

Su lmite inferior se localiza a una altitud generalmente de entre 600 y 700 km, aproximadamente. Su lmite con el espacio llega en promedio a los 10.000 km por lo que la exosfera est contenida en lamagnetosfera(500-60.000 km), que representa el campo magntico de la Tierra. En esa regin, hay un alto contenido de polvo csmico que cae sobre la Tierra y que hace aumentar su peso en unas 20.000 toneladas.Es la zona de trnsito entre la atmsfera terrestre y el espacio interplanetario y en ella se pueden encontrar satlites meteorolgicos de rbita polar.

En laexosfera, el concepto popular de temperatura desaparece, ya que la densidad del aire es casi despreciable; adems contiene un flujo o bien llamado plasma, que es el que desde el exterior se le ve como los Cinturones de Van Allen. Aqu es el nico lugar donde los gases pueden escapar ya que la influencia de la fuerza de la gravedad no es tan grande. En laexosferatambin se encuentran los satlites artificiales.

Est constituida por materia plasmtica. En ella la ionizacin de las molculas determina que la atraccin del campo magntico terrestre sea mayor que la del gravitatorio Por lo tanto, las molculas de los gases ms ligeros poseen una velocidad media que les permite escapar hacia el espacio interplanetario sin que la fuerza gravitatoria de la Tierra sea suficiente para retenerlas.Los gases que as se difunden en el vaco representan una pequesima parte de la atmsfera terrestre.

Lamagnetosferaomagnetsferaes una regin alrededor de un planeta en la que el campo magntico de ste desva la mayor parte del viento solar formando un escudo protector contra las partculas cargadas de alta energa procedentes del Sol.

Las partculas del viento solar que son detenidas forman loscinturones de Van Allen.En los polos magnticos, las zonas en las que las lneas del campo magntico terrestre penetran en su interior, parte de las partculas cargadas son conducidas sobre la alta atmsfera produciendo tambin es esta zona, auroras boreales o australes.

CONCLUSINComo conclusin la atmsfera est principalmente constituida por nitrgeno, oxgeno y algunos otros gases traza y aerosoles que regulan el sistema climtico, al regular el balance energtico entre la radiacin solar incidente y la radiacin terrestre que se emite. La mayor parte de la atmsfera se encuentra por debajo de los 10 Km., en la troposfera, en la que el clima terrestre opera, y donde el efecto invernadero opera en forma ms notoria. Por encima de ella se encuentran capas que son definidas por sus temperaturas.