introducción. 1. composición de la atmósfera. 2. estructura y función de la atmósfera. 3....

UNIDAD 7 DINÁMICA ATMOSFÉRICA

INDICE

Introducción.1. Composición de la atmósfera.2. Estructura y función de la atmósfera.3. Dinámica atmosférica.4. Dinámica de las masas fluidas a escala

global.

INTRODUCCIÓN

Máquina climática S= A U H Ciclo del agua. Concepto de gradiente: diferencia entre 2 puntos en alguno

de los parámetros atmosféricos( Tª, humedad, presión o densidad).

Movimientos atmósfera e hidrosfera. a) Movimientos verticales:

+ Aire: convección.+ Agua: solo se producen cuando la superficie más fría que el fondo.

b) Movimientos horizontales: se deben al contraste térmico producido por la diferencia de insolación entre el ecuador y los polos. + Aire: vientos.+ Agua: corrientes marinas.

1. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA

1.1 Origen

a) Desgasificación al enfriarse la Tierra.

b) Erupciones volcánicas.c) Seres vivos.d) Hidrosfera.

1. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA

1.2 Componentes de la atmósfera

1.2.1 Mayoritarios, se miden en volumen.

1.2.2 Minoritarios, se miden en partes por millón.

Componentes de la atmósfera

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA

2.1 Función (I)La atmósfera filtra la radiación

solar:a) Onda corta: rayos gamma, X y U.V.

b) Visible: se utiliza para la fotosíntesis y para la dinámica de las masas fluidas.

c) Onda larga: IFR, microondas, ondas de radio, televisión.

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA2.2 FUNCIÓN (II)

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA

2.2 Estructura..\..\Mis imágenes\capas atmósfera.jpg

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA2.2 ESTRUCTURA

2.2.1Troposfera(I)a) Extensión variable, según:

+ La latitud: 9 Km en los polos y 16 Km en el ecuador.

+ La estación: en verano aire + cálido > extensión.

b) Concentra el 80% de los gases.

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA2.2 ESTRUCTURA

2.2.1Troposfera(II)c) Baja la presión(1013 mb - 200mb).

d) Disminuye la temperatura(15º a --70º C). Gradiente vertical de temperatura

(GVT=0,65º C/100 m)e) Efecto invernadero.f) Fenómenos meteorológicos.h) Dispersión de contaminantes.i) Capa sucia (500 m) color rojizo

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA2.2 ESTRUCTURA

2.2.3 Mesososferaa) Extensión hasta los 80 Km.

b) Se forman las estrellas fugaces.

2.2.4 Ionosferaa) Extensión hasta el Km 600.b) Flujo de cargas + desde la ionosfera hacia la superficie terrestre y de cargas – desde la superficie terrestre hacia la ionosfera Descarga del condensador terrestre. Recarga por las tormentas.c) Rebotan las ondas de radio.d) Auroras boreales y australes.

2. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA2.2 ESTRUCTURA

2.2.5 Exosferaa) Extensión hasta los 800 Km.

b) Muy baja densidad similar al espacio exterior.

c) El aire es tan tenue que no puede captar la luz solar, por eso el cielo se va oscureciendo hasta la negrura total.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA

3.1 Convección térmica.Se origina por el contraste de la Tª

del aire entre la parte superficial(+cálido y – denso)

CORRIENTES TÉRMICAS

CALIENTE FRÍO

CORRIENTES TÉRMICAS

CÁLIDO

FRIO

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA

3.2 Convección por humedad (I)Se origina por la presencia de

vapor de agua en el aire, el aire húmedo es menos denso que el cálido, ya que al contener más vapor de agua contiene una menor % de otros componentes atmosféricos de > Peso molecular.

HÚMEDO SECO

CORRIENTES POR HUMEDAD

HÚMEDO SECO

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA3.2 CONVECCIÓN POR HUMEDAD(II)

3.2.1 Humedad absoluta (I)Cantidad de vapor de agua que

hay en un volumen determinado de aire. Se mide en g/m3

a) Aire frio puede contener muy poca humedad.b) Aire cálido admite mucha humedad.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA3.2 CONVECCIÓN POR HUMEDAD(III)

3.2.1 Humedad absoluta (II)Curva de saturación: representa la masa de aire a una Tª y

humedad determinada.

Punto de rocío: temperatura a la que se produce la condensación.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA3.2 CONVECCIÓN POR HUMEDAD(IV)

3.2.2 Humedad relativaCantidad en % de vapor de agua que

hay en 1 m3 de aire en relación a la máxima que podría contener a la temperatura a la que se encuentra.

Por ej. Hr=25% Expresa que a una determinada temperatura el aire podrá contener 4 veces más de vapor de agua.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA3.2 CONVECCIÓN POR HUMEDAD(V)

3.2.3 Formación de nubes Al ascender una masa de aire se va

enfriando hasta alcanzar el punto de rocío, entonces se formará la nube si existen núcleos de condensación (partículas de polvo, humo, óxidos de nitrógeno, etc).

NUBE: millones de gotitas de agua(0,02 mm)y/o pequeños cristales de hielo en la parte superior de la nube.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.1 Presión atmosférica Presión ejercida por una columna

de aire sobre la superficie terrestre.

1 atm=760mm de Hg=1013,3 mbar

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.1 Presión atmosférica Presión ejercida por una columna

de aire sobre la superficie terrestre.

1 atm=760mm de Hg=1013,3 mbar

+ Isobara: línea que une puntos de igual P

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.2 Formación de una borrascaa) Borrasca: Zona de < P que la circundante.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.2 Formación de una borrascab) Formación: Una masa de aire poco denso (cálido y/o húmedo) en contacto con la superficie terrestre se eleva debido a corrientes térmicas ascendentes, esto crea un vacío que provoca que el aire frio de los alrededores origine vientos que soplan desde el exterior al centro de la borrasca.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.2 Formación de un anticiclóna) Anticiclón: Zona de > P que la circundante.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.3 Formación de un anticiclónb) Formación: Una masa de aire frio y denso tiende a descender hasta el suelo debido a corrientes térmicas descendentes, esto provoca vientos que del centro al exterior del anticiclón.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticales Diferencia de temperatura entre dos puntos situados a una diferencia de

altitud de 100m. Existen distintos tipos:a) Gradiente vertical de

temperatura(GVT).b) Gradiente adiabático seco (GAS).c) Gradiente adiabático húmedo (GAH).

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticalesa) Gradiente vertical de

temperatura(GVT).Representa la variación

vertical de la Tª del aire en condiciones de reposo.

GVT= 0,65º C/100m

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticalesa) Gradiente vertical de

temperatura(GVT).INVERSIÓN TÉRMICA

Se produce cuando la temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir

GVT < 0

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticalesa) Gradiente vertical de

temperatura(GVT).CONSECUENCIAS INVERSIÓN TÉRMICA

IMPIDEN LOS MOVIMIENTOS VERTICALES DEL AIRE

- Tropopausa: Inversión permanente- - Inversiones ocasionales: Invierno (el suelo

enfría la atmósfera circundante quedando más fría que la superior)

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticalesb) Gradiente adiabático seco (GAS).

Es un gradiente dinámico, ya que afecta a una masa de aire que está en movimiento vertical por estar en desequilibrio con el aire circundante, por ello tiende a ascender hasta alcanzar el equilibrio.

GAS=1º C/100 m

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.4 Gradientes verticalesc) Gradiente adiabático húmedo (GAH).La masa de aire ascendente alcanza su punto de rocío permitiendo la formación de la nube, dicha condensación libera calor, lo que provoca que el gradiente sea menor.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.5 Condiciones de inestabilidad atmosférica

a) Se originan cuando existen movimientos convectivos ascendentes en una masa de aire con una Tª interior que varia conforme al GAS, en el interior de una masa aérea estática ambiental cuya temperatura varia según el GVT.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.5 Condiciones de inestabilidad atmosférica

> GVT >GVT

ASCENSO GVT>GAS

<GAS

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.5 Condiciones de inestabilidad atmosféricaVIENTOS VIENTOS

> GVT >GVT

ASCENSO

<GAS

B

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.5 Condiciones de inestabilidad atmosféricaVIENTOS VIENTOS

GVT>GASPueden producirse lluvias si la masa de aire ascendente contiene la suficiente cantidad de vapor de agua.Dispersión contaminantes.

B

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.6 Condiciones de estabilidad atmosféricaSe produce cuando una masa de aire frío y denso se

encuentra a una determinada altura, entonces se genera un ANTICICLÓN.

Existen dos tipos de situaciones de estabilidad:a) GVT>0 y GVT< GAS. En estas condiciones no

existen movimientos verticales al enfriarse más rápidamente la masa ascendente que el aire exterior.

b) GVT< 0. Inversión térmica, se forman nubes a ras de suelo, las nieblas. Atrapa la contaminación.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.6 Condiciones de estabilidad atmosférica

a) GVT>0 y GVT< GAS.

< GVT <GVT

VIENTOS

>GAS

A

DESCENSO

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA 3.3 MOVIMIENTOS VERTICALES DEBIDOS A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

3.3.6 Condiciones de estabilidad atmosférica

b) GVT<0 INVERSIÓN TÉRMICA

> GVT >GVT

500 m

< GVT <GVT

GAS

GAS

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

<POLOS > ECUADOR ATMÓSFERA, HIDROSFERA

VIENTOS Y CORRIENTES MARINAS

SOL

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.1 Vientos

a) Los vientos superficiales soplan desde los A hasta las B, en altura es al contrario.

b) La trayectoria no suele ser rectilínea, debido a:

+ Relieve.+ Efecto Coriolis (Rotación

terrestre)

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.1 Vientos

b) La trayectoria no suele ser rectilínea, debido a:

+ Relieve: frena, amplifica o forma torbellinos.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.1 Vientos

+ Efecto Coriolis- Fuerza Coriolis, máxima en los polos y

mínima en el ecuador.

- Desviación vientos hacia la derecha porque la circunferencia del ecuador tiene > longitud que la de los paralelos, por tanto a nivel de los paralelos debe girar más despacio.

- En el hemisferio N los vientos en los A giran en sentido horario y en las B antihorario.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.2 Circulación general atmósfera,2

situaciones:SITUACIÓN HIPOTÉTICA SITUACIÓN REAL

ECUADOR

Borrasca ecuatorial

POLOS

Anticiclón polar

-Desviación (F. Coriolis): *Hemisferio N derecha. * Hemisferio S izquierda.- Formación de células convectivas.

VIENTOS DESDE LOS ANTICICLONES A LAS BORRASCAS

CÉLULAS CONVECTIVAS

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.2 Circulación general, células

convectivas:a) Célula de Hadley: En las borrascas ecuatoriales el aire

cálido asciende hasta la tropopausa dirigiéndose a los polos, pero al llegar a los 30 º de latitud N y S los vientos se desvían y la célula se fragmenta en dos, una parte del aire sigue hasta los polos y el resto desciende hasta el ecuador, originando los anticiclones subtropicales (Ej. Anticiclón subtropical de las Azores) DESIERTOS

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.2 Circulación general, células

convectivas:a) Célula de Hadley (II):

El cierre de la célula se debe a los vientos ALISIOS(Hemisferio N soplan del NE y en el S del SE) , que van desde los anticiclones subtropicales hacia el ecuador, donde convergen los de ambos hemisferios= ZONA DE CONVERGENCIA INTERTROPICAL.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.2 Circulación general, células

convectivas:b) Célula polar: El viento que parte de los

anticiclones polares( Hemisferio N del NE y en el S del SE) alcanza los 60º de latitud N y S, se calienta y se eleva, formando las BORRASCAS SUBPOLARES, que afectan entre los 30 y 40 º de latitud N y S.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.1 Dinámica atmosférica4.1.2 Circulación general, células

convectivas:c) Célula de Ferrel: Se sitúa entre las dos anteriores

y se forma por la acción de los vientos superficiales del O.En el Hemisferio N del SO y en el S del NO.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera- La hidrosfera es la capa de agua del

planeta.- Entre otras funciones la hidrosfera tiene

como misión regular la temperatura del planeta, ello se debe al elevado calor específico del agua, provocando que los océanos se calienten y enfríen más lento que los continentes.

- Por tanto en las zonas cercanas al mar < amplitud térmica por la acción de BRISAS y CORRIENTES MARINAS.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(II)4.2.1 Brisas

a) Día: los vientos soplan del mar a la Tierra (aportan humedad y disminuyen la Tª de las zonas costeras.

b) Noche: los vientos soplan de la Tierra al mar, ya que la Tierra se enfría antes.

BRISAS MARINAS

DÍA NOCHE

CONTINENTE MAR

CONTINENTE MAR

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(III)4.2.2 Corrientes marinas

- Las masas de agua se mueven más lentas que las de aire, pero son muy eficaces en el transporte del calor, por tanto actúan sobre el clima terrestre.

- Al igual que las masas de aire pueden de frenadas o desviadas por los continentes.

- Existen dos tipos: superficiales y profundas.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(IV) 4.2.2 Corrientes marinas

a) Superficiales- Recorren la zona central de los océanos. - Están condicionadas por el giro de los vientos en torno a los A.- El giro se inicia por los vientos alisios que soplan del E al O arrastrando las aguas en ese mismo sentido.- Los vientos también arrastran las nubes y precipitaciones hacia el O, originando aridez en el E de los continentes.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(V) 4.2.2 Corrientes marinas

a) Superficiales- Cuando las corrientes alcanzan la costa O retornan

a su origen constituyendo las CORRIENTES DE DERIVA DEL O. - Al alcanzar las costas orientales sufren una doble

desviación: * Hacia altas latitudes, llevando calor y

suavizando el clima, por ej. Corriente del Golfo.* Hacia zonas tropicales y ecuatoriales

refrescándolas, por ej. Corriente de Canarias.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(VII) 4.2.2 Corrientes marinas

a) Superficiales- Contracorriente ecuatorial:

* Se sitúa entre los giros anticiclónicos del hemisferio N y S.

*Circula de O a E(en sentido contrario que las ecuatoriales).

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(VIII) 4.2.2 Corrientes marinas

b) Profundas- Se originan por las diferencias de densidad

del agua(> densidad cuanto más fría y más salada).- Estas diferencias de densidad permiten la

circulación termohalina en vedrtical.- Al enfriarse la parte superficial tiende a

descender haciendo que las aguas profundas más cálidas puedan ascender.

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(IX) 4.2.3 Océano global

Está formado por el conjunto de océanos y martes del planeta que condicionan el clima global.

Tiene asociado los fenómenos de :a) La cinta transportadora.b) El Niño

4.DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

4.2 Dinámica de la hidrosfera(IX) 4.2.3 Océano global

a) La cinta transportadora:- Especie de río que recorre la mayoría de los océanos.- La 1ª mitad de su trayectoria está formada por corrientes

profundas y la segunda superficiales.- Comienza en las proximidades de Groenlandia, recorre el

Atlántico de N a S hasta que llega a en Antártico y asciende, parte vuelve a su origen y parte se hunde discurriendo por el fondo del Indico, parte vuelve a ascender y otra parte va hacia el Pacífico, donde definitivamente asciende y se calienta.

- Por último realiza el camino inverso en forma de corriente superficial, produciendo lluvias y aumentos de temperatura en las costas Atlánticas europeas.