atmosfera 20102011

Unidad 2. Atmósfera y clima 0. Índice

1. Origen y composición de la protoatmósfera2. Estructura y composición de la atmósfera actual3. Funciones de la atmósfera4. Dinámica de la atmósfera

4.1. Presión atmosférica4.2. Circulación atmosférica global4.3. Humedad atmosférica4.4. Nubosidad y precipitación

5. El clima5.1. El clima en latitudes medias5.2. Los dominios climáticos de España5.3. Situaciones climáticas especiales

6. Grandes cambios climáticos en la historia de la Tierra6.1. El origen de los ciclos glaciares

http://ctmallerena.blogspot.com/

La Atmósfera

COMPOSICION DEL AIRE SECO

Gas Abundancia

La atmósfera es la capa de gases que rodea a la Tierra.

Se extiende hasta unos 1000 km, aunque en sus 15 primeros km se encuentra el 95% de los gases que la componen.

Nitrógeno (N2) 78,08%

Oxígeno (O2) 20,95%

Argón (Ar) 0,93%

Dióxido de carbono (CO2) 0,03%

Otros gases nobles Menos de 0,001%

El CO2:Representa 370 ppm y está aumentando.Es eliminado de la atmósfera por la fotosíntesis

e integrado en los seres vivos, en los caparazones y en las rocas.

Se acumula por la respiración , las erupciones volcánicas y la quema de combustibles fósiles.

El CO2 absorbe la radiación infrarroja y provoca el efecto invernadero

La Atmósfera

COMPOSICION DEL AIRE SECO

Gas Abundancia

La atmósfera es la capa de gases que rodea a la Tierra.

Se extiende hasta unos 1000 km, aunque en sus 15 primeros km se encuentra el 95% de los gases que la componen.

Nitrógeno (N2) 78,08%

Oxígeno (O2) 20,95%

Argón (Ar) 0,93%

Dióxido de carbono (CO2) 0,03%

Otros gases nobles Menos de 0,001%

AEROSOLES:

Son partículas en suspensión que se concentran en la parte baja de la atmósfera.-Origen natural: tormentas de polvo, aerosoles marinos, microorganismos, polen, erupciones volcánicas, nubes…-Origen antropogénico: incendios, quema de combustibles fósiles, obras, minería..

-Efectos:--Núcleos de condensación.-Variación en la radiación solar-Conaminación y daños para la salud.

Estructura de la atmósfera Según su composición:

Homosfera: -Hasta 90 km.- Composición

homogénea.Heterosfera:

- Hasta el límite exterior.- Composición en capas.- N2- O- He- H

Estructura vertical de la atmósferaSe hace teniendo en cuenta las variaciones

de altura.Los cambios no son bruscosLa extensión de las capas varía con la latitud.Homosfera:

-Troposfera.-Estratosfera.-

Ciencias de la Naturaleza1º ESO

LA ATMÓSFERA

La AtmósferaUNIDAD

Los componentes de la atmósfera se estructuran en capas.

Meteoritos

Auroras polares

EverestTropopausaCapa

de Ozono

Estratopausa

TROPOSFERA

ES

TA

RT

OS

FE

RA

ME

SO

SF

ER

AT

ER

MO

SF

ER

A

Pre

sión

(m

b)

Tem

pera

tura

(0

ºC)

TROPOSFERA(0-12 km de espesor variable; 7 km en los polos y 17 km en el ecuador).Contiene el 80 % de la masa de aire y casi todo el vapor de agua (99 %).Es turbulenta y en ella se producen los fenómenos meteorológicos.Su límite superior se denomina tropopausa (-70ºC).

TROPOSFERA

•Hasta los 12 km. altura( varía con la latitud y la época)

•Contiene el 75%de los gases, el total de CO2, vapor de agua y aerosoles.

•Su temperatura disminuye con la altura (GVT= 0,65ºC/100m). -70ºC Tropopausa.

•La presión disminuye.

•Tiene lugar el efecto invernadero ( vapor de agua y CO2)

•Se producen los fenómenos meteorológicos.Es turbulenta y hay movimentos de aire.

•Sólo en esta capa el aire es respirable.

•Su límite superior es la tropopausa.


LA ATMÓSFERA

La AtmósferaUNIDAD


Meteoritos

Auroras polares


de Ozono

Estratopausa

TROPOSFERA

ES

TA

RT

OS

FE

RA

ME

SO

SF

ER

AT

ER

MO

SF

ER

A

Pre

sión

(m

b)

Tem

pera

tura

(0

ºC)


ESTRATOSFERA

• Hasta los 50 km. altura.

• Contiene pocos gases (0,02%) y es estable. El aire se mueve en estratos.

• Su temperatura aumenta hasta 80ºC debido a la absorción de UV por ozono.

• La ozonosfera está 15-30 km.

• En condiciones normales existe un mecanismo natural de formación y destrucción del Ozono

1- Fotolisis del Oxígeno por la luz ultravioleta: O2 + UV = O +O

2- Formación de Ozono : O + O2 = O3 + calor 3- Destrucción del Ozono:

A.- Por fotólisis: O3 + UV = O2 + O B.- Por reacción con Oxígeno: O + O3 = O2 + O2

• El ozono absorbe la luz UV perjudicial.• El límite superior es la ESTRATOPAUSA.


LA ATMÓSFERA

La AtmósferaUNIDAD


Meteoritos

Auroras polares


de Ozono

Estratopausa

TROPOSFERA

ES

TA

RT

OS

FE

RA

ME

SO

SF

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AT

ER

MO

SF

ER

A

Pre

sión

(m

b)

Tem

pera

tura

(0

ºC)


MESOSFERA

• Entre los 50 y 80 km de altura.

• Su temperatura disminuye hasta los -100 ºC.

• Muy poca densidad.

• En esta capa se produce la desintegración de pequemos meteoritos.

• .• El límite superior es la MESOPAUSA

Unidad 2. Atmósfera y clima 2. Estructura y composición de la atmósfera actual

La heterosfera

10 000Hidrógeno atómico (H)

3 500Helio (He)

1 000Oxígeno atómico (O)

200Nitrógeno molecular (N2)

Límite superior (km)Gas principal

CAPASDE LA HETEROSFERA

La magnetosfera

El campo magnético externo de la Tierra se extiende más allá de la atmósfera.

Existen dos regiones con una intensa radiactividad: los cinturones de radiación de Van Allen.

En estos cinturones, los protones y electrones procedentes del Sol chocan con los gases en la ionosfera y empiezan a brillar. Esto provoca el fenómeno de las auroras.


LA ATMÓSFERA

La AtmósferaUNIDAD


Meteoritos

Auroras polares


de Ozono

Estratopausa

TROPOSFERA

ES

TA

RT

OS

FE

RA

ME

SO

SF

ER

AT

ER

MO

SF

ER

A

Pre

sión

(m

b)

Tem

pera

tura

(0

ºC)


TERMOSFERA

• Entre los 80 km Y 600 Km de altura.

• El N y O absorben los rayos X y gama y se ionizan. Esto aumenta la temperatura de esta capa.

• En ella se producen las auroras boreales.

• Rebotan las ondas de radio


LA ATMÓSFERA

La AtmósferaUNIDAD


Meteoritos

Auroras polares


de Ozono

Estratopausa

TROPOSFERA

ES

TA

RT

OS

FE

RA

ME

SO

SF

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AT

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MO

SF

ER

A

Pre

sión

(m

b)

Tem

pera

tura

(0

ºC)


EXOSFERA

• Entre los 600 Km Y LOS 10.000 Km de altura.

• Tiene muy poca densidad.

• Sus componetes son el O, He e H dispuestos en capas.

0,000 000 02SO2

0,000 000 06NO

0,000 000 1NO2

0,000 000 6NH3

0,000 002O3

0,000 008Xe

0,000 01CO

0,000 02N2O

0,000 05H2

0,000 10Kr

0,000 15CH4

0,000 52He

0,001 84Ne

0,037CO2

0,93Ar

2102

78N2

COMPOSICIÓN DEL AIRE(% EN VOLUMEN)

Estructura de la atmósfera

Unidad 2. Atmósfera y clima 2. Estructura y composición de la atmósfera actual

Balance de la radiación solar

Sol

cielo despejado

Unidad 2. Atmósfera y clima 3. Funciones de la atmósfera

La atmósfera actúa como filtro protector de las radiaciones y como factor regulador del clima en la Tierra.

dispersión y reflexión difusa (10 %)

absorción por el ozono (2 %)

absorción por el vapor de agua (8 %)

llega al suelo el 80 %

cielo cubierto

reflexión en las nubes(30 % a 60 %)

absorción en las nubes(5 % a 20 %)

llega al suelodel 45 % al 0 %

100 %

Espectro electromagnético solar

FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA.Función protectora.

Función reguladora:Efecto invernadero natural.Distribución de energía en la

Tierra.

Función modeladora del paisaje y movimiento del agua

FUNCIÓN PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA.

FUNCIÓN PROTECTORALa ionosfera:

Atrapa radiaciones de onda corta y alta energía (interaccionan con el O y el N2). Produce su calentamiento.

Estratosfera: Absor be la radiaición ultravioleta. Por ozono

Troposfera: absorbe visible e infrarrojo. Por las nubes y gases invernadero. Responsable calentamiento.

FORMACIÓN DE OZONO ESTRATOSFERA Y ABSORCIÓN LUZ uv

DESTRUCCIÓN OZONO POR CFC

http://www.bioygeo.info/Animaciones/CFC_Ozono_1.swf

EFECTO REGULADORRegula el clima:

Evita que se caliente en exceso o se enfríe bruscamente. Nubes (reflejan las radiaciones). La circulación del aire redistribuye el calentamiento

de la superficie. La atmósfera se calienta:

La luz solar. Radiación terrestre.

La radiación terrestre se produce por:• Conducción directa ( calor sensible).•Calor latente El calor almacena en el vapor de agua cuando el agua se evapora.• Emisión infrarroja.

La radiación terrestre se produce por:• Conducción directa ( calor sensible).•Calor latente El calor almacena en el vapor de agua cuando el agua se evapora.• Emisión infrarroja.

ALBEDO

Albedo

BALANCE ENERGÉTICO TERRESTRE.

BALANCE ENERGÉTICO TERRESTRE

Presión atmosférica

ANTICICLONES

BORRASCAS.

Unidad 2. Atmósfera y clima 4. Dinámica de la atmósfera / 4.1. Presión atmosférica

Movimientos horizontales del aire

Se deben a la diferencia de presión atmosférica entre zonas de la misma altura, como consecuencia del calentamiento desigual de la Tierra.

Movimientos verticales del aire

Se originan por las diferencias de temperaturaentre capas de aire anexas.

Movimientos horizontales del aire.

© Sam Meteo.

anticiclón borrasca

Movimientos verticales del aire.

Unidad 2. Atmósfera y clima 4. Dinámica de la atmósfera / 4.3. Humedad atmosférica

Humedad absoluta

Es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire. Se expresa en g/m3.

Humedad relativa

Es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire en relación con la máxima posible, según la temperatura.

cantidad total de vapor de aguahumedad relativa = x 100 cantidad máxima de vapor de agua

Curva de saturación del aire

Hr= (12,5*100)/16=78%

15 ºC

GAS=1ºC/100 m -> 20ºC -> 15ºC hasta los 600m

Desde los 600m hasta 1600m se aplica GAH= 0,5ºC/100 m

A 1600 m la T.aire = 15 – (1000* 0,5) = 10ºC

Formación de una nube

Gradientes de temperatura:Es la diferencia de temperatura entre dos puntos situados a diferente altura. Disitnguimos GVT, GAS, y GAH

Inversión térmica.Es el espacio aéreo en el cual la temperatura aumenta con la altura en lugar de disminuir. GVT negativo.

GASEs la variación de

temperatura que experimenta una masa de aire caliente al ascender por disminuir su presión

El aire que asciende disminuye su presión, se expande, las partículas chocan menos y por tanto disminuye su temperatura

TIENE UN VALOR SIEMPRE DE 1º C/100M.

GAH (gradiente adiabático

húmedo)Cuando la masa de aire que asciende alcanza el punto de rocío, se condensa el vapor de agua que contiene

La condensación de vapor de agua es un proceso EXOTéRMICO, 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.

CONDICIONES DE ESTABILIDADEl aire caliente al ascender se enfría más rápidamente (1º

C/100m) que el aire que le rodea (0,65ºC/100m). El aire que asciende llegará a estar más frío , dejará de subir y tenderá a bajar, sin formar nubes ( subsidencia).

Se formará un anticiclón.Vientos divergentes secos : NO precipitaciones0<GVT<GAS=1 : Estabilidad atmosférica sin movimientos

verticales.

CONDICIONES ESPECIALES:GVT<0 : Inversión térmica, niebla.

Causas de inversión.

74

Sobre inversiones térmicashttp://www.aviacionulm.com/meteotemperatura.html

http://www.sagan-gea.org/hojared/hoja20.htmhttp://www.rolac.unep.mx/redes_ambientales_cd/capacitacion/Capitulo1/1_1_2.htm

http://www.sma.df.gob.mx/sma/gaa/meteorologia/inver_termica.htm

Inversión térmica

Aire frío

Capa de aire caliente

Aire muy frío

Las inversiones térmicas juegan un papel importante en la

acumulación de contaminantes

Ambiental

Física

Condiciones de inestabilidad atmosféricaMovimiento ascendente de aire (convección) que

varia conforme G.A.S. En el seno de una masa estática en el que se cumple G.V.T.

Ascenso: G.V.T.>G.A.S. (Aire exterior más frío) Vientos convergentesPosibilidad de lluvia si el aire ascendente es

húmedo

estabilidad atmosférica

(GAS > GVT)

inversión térmica

(GVT < 0)

inestabilidad atmosférica

(GAS < GVT)

Observa las cuatro gráficas de la figura y contesta:¿Qué tipos de movimientos atmosféricos y qué condiciones isobáricas se asocian a cada una de ellas?. Señala la capacidad de dispersar la contaminación en cada caso.Explica cómo las situaciones c y d se pueden producir en Extremadura.

ORIGEN DE LAS PERCIPITACIONES.Cuando se calienta, el

aire sube.

A medida que asciende, va enfriándose y el vapor de agua se condensa en

pequeñas gotas o cristales de hielo.

Las nubes están formadas por

minúsculas gotas.

Formación de una nube

TIPOS DE PRECIPITACIONESDe convección.Orográficas.Frontales.

TIPOS DE PRECIPITACIONESDe convección: producidas por

calentamiento y ascenso de masas de aire.Orográficas:las montañas obligan a

ascender la masa de aire por lo que ésta se enfría y se produce la lluvia.

Frontales: si una masa de aire frío entra en contacto con una masa cálida, ésta última asciende sobre la fría y se produce la lluvia.

Unidad 2. Atmósfera y clima 4. Dinámica de la atmósfera / 4.4. Nubosidad y precipitación

Origen de las precipitaciones (I)

Por convección

Condiciones atmosféricas

cúmulos

cumulonimbos

Por la orografía

Efecto foehn

estabilidad atmosférica

(GAS > GVT)

inversión térmica

(GVT < 0)

inestabilidad atmosférica

(GAS < GVT)

Unidad 2. Atmósfera y clima 4. Dinámica de la atmósfera / 4.4. Nubosidad y precipitación

Ocurre en la ZCIT, donde chocan los alisios del norte con los del sur.

Origen de las precipitaciones (II)

Por un sistema de frentes Por convergencia

El tipo de nube es un buen indicador del tiempo meteorológico.

Nivel de condensación

NUBES DE CONVECCIÓN TÉRMICA:Por ascenso convectivo de aire cálido.Forman cumulonimbosBorrascas de convección, intensas pero poco duraderas.

Nubes de desarrollo vertical

LLUVIAS OROGRÁFICAS

Precipitación media anual Precipitación máxima anual

Grazalema: 2.223 mm/m2 Grazalema: 4.374 mm/m2 (1963)

Ubrique: 1.210 mm/m2 Ubrique: 1.990 mm/m2 (1963)

El Bosque: 906 mm/m2 El Bosque: 1.468 mm/m2 (1937)

¿Qué es un frente?

Masa de aire cálidoMasa de aire frío

TIPOS DE FRENTES

Frente frío

Frente cálido

B

B

A

A

• Los triángulos azules indican un

frente frío.

• Los semicírculos rojos indican un

frente cálido.

Frente frío: Lluvias intensas

Frente cálido: Lluvias persistentes y débiles.

Frente ocluido

Animación frentes

http://www.bioygeo.info/Animaciones/Oclusion.swf

http://www.bioygeo.info/Animaciones/Frentes.swf

Cirros: nubes altas, filamentosas, blancas y brillantes.Cúmulos: nubes medias, de desarrollo vertical, algodonosas, blancas y brillantes. Estratos: nubes bajas, de formas planas, que ocupan grandes extensiones.Nimbos: nubes bajas, de color grisáceo que traen lluvia. Hay dos tipos: nimbostratos y cumulonimbos, según su forma.

Unidad 2. Atmósfera y clima 4. Dinámica de la atmósfera / 4.2. Circulación atmosférica global

Diferencia de insolación sobre la Tierra


Circulación atmosférica teórica Desviación de Coriolis

Video efecto coriolis


Circulación general del aire en la troposfera

Distribución latitudinalde zonas de alta y baja presión

Zonas subtropicales

de alta presión (30º de latitud).Zonas circumpolares

de baja presión (60º de latitud).Zonas polares frías de alta presión.

Frente polar

Es la zona de choque entre los levantes polares fríos y los ponientes templados. Constituye un área de gran inestabilidad atmosférica (borrascas).

Zona de calma ecuatorial o zona de

convergencia intertropical (ZCIT)

Es la zona de choque entre los alisios del norte y los del sur.

Esta distribución hace que existauna alternancia latitudinalde los vientos desde las zonas polares al ecuador.

Zonas ecuatoriales cálidas de baja presión.

Unidad 2. Atmósfera y clima 5. El clima

Este tema se desarrolla en la animación Flash asociada a esta unidad.Para acceder a la misma, pulse sobre la opción ANIMACIONES en el menú de unidad disponible en la aplicación desde la que ha proyectado esta presentación PowerPoint.

ANIMACIÓN FLASH

DISTRIBUCIÓN LATITUDINAL DE LOS CLIMASClimas de latitudes bajas:

Ecuatorial. Lluvias abundantes , temperaturas altas.

Tropical. Dos estaciones (lluviosa y seca).Desértico. Coincide con la zona anticiclones

subtropicales.



ANIMACIÓN FLASH

Riesgos climáticosMonzones.Huracanes

monzones

Unidad 2. Atmósfera y clima 5. El clima / 5.3. Situaciones climáticas especiales

Tornados

Son fenómenos meteorológicos muy destructivos.

El viento gira a partir de una nube de tipo convectivo de gran desarrollo vertical. Puede alcanzar hasta 500 km/h.

Monzones

Monzón de invierno. Es un viento de origen continental que sopla desde el continente, que se enfría en exceso, hacia el mar, lo que provoca una estación seca.

Monzón de verano. Es un viento de origen oceánico, cargado de humedad, que sopla desde el maral continente, dando lugar a la estación de las lluvias.

Huracanes,tifones, ciclones

Grupo de tormentas próximas entre síDiámetro 500 km.Giran alrededor de una gran depresión.Se forman cuando la tª oceáno es mayo de 27ºCLos vientos externos son débiles y no las dispersan.

ojo del huracánse localiza en el centrode la espiral, dondeel tiempo está en calmay el cielo despejado

los muros de nubes se nutren del vapor de agua del mar,ya que el huracán se forma sobre la superficie

el aire frío exterior desciende por el ojo del huracány reemplaza al aire caliente

el aire caliente se mueve en espiral alrededordel ojo del huracán

el aire fluye desde el centro de la tormenta hacia fuera en el sentido de las agujas del reloj

su altura oscila entre8 000 y 15 000 m

cola

zona peligrosabajo el huracán,las bandas giratorias de lluvia fuerte se mueven alrededor del ojodel huracán y aumentan según se aproximanal núcleo central

los vientos más fuertes se dan en el nivel más bajo, perola zona más destructivaes la que aparece sombreada, pues la actividad del huracán es muy intensa aquí

trayectoria

Aire seco y frío

Aire cálido

Huracanes

Unidad 2. Atmósfera y clima 5. El clima / 5.3. Situaciones climáticas especiales

Huracán

Al Huracán se le llama Ciclón si se forma en la Bahía de Bengala y en el océano Índico norte; Tifón, si se forma en el oeste del océano Índico (Japón, Corea, China...); Willy-Willy en Australia; Baguío en Filipinas.

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/naturaleza/2004/08/12/140158.php



ANIMACIÓN FLASH

Unidad 2. Atmósfera y clima 5. El clima / 5.1. El clima en latitudes medias

El frente polar y las latitudes medias Formación de una borrasca ondulatoria

masa de aire frío

masa de aire cálido

1. frente polar2. desplazamiento del aire cálido3. formación de un frente ocluido4. desaparición gradual de la borrasca


El frente polar y las latitudes medias

Formación de una borrasca ondulatoria

Formación de la gota fría



ANIMACIÓN FLASH


El frente polar y las latitudes medias

Formación de una borrasca ondulatoria

Formación de la gota fría

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/naturaleza/2004/08/12/140158.php

Gota fria

El clima en España

•Está situada en latitudes medias.•Bajo la influencia del frente polar.•Está condicionbada por la orografía.•El mar Mediterráneo•Las altas presiones tropicales.

Aquí nos encontramos un típico mapa de principios de verano. Lo notamos por la posición más alta del Anticiclón de las Azores, que ya protege toda España, desviando hacia el norte los frentes (y sólo la cornisa cantábrica recibe lluvias, como es típico en el clima oceánico). El viento (muy suave, al estar las isobaras separadas) nos llegará del suroeste, cálido y con algo de humedad.

Este es el típico mapa de otoño (o primavera). El Anticiclón de las Azores está bajando al sur , y deja paso libre al frente frío que nos viene del Atlántico. Se preveen lluvias (más fuertes en el oeste que se irán poco a poco moderando hacia el este por el efecto Fohem) y sólo el sur de España quedará protegido por el final del Anticiclón

Unidad 2. Atmósfera y clima 5. El clima / 5.2. Los principales dominios climáticos de España

El clima en ExtremaduraCarácter mediterráneo

Ausencia de precipitaicones en verano.Continentalidad. (aunque con una cierta

influencia atlántica)

La influencia atlántica se observa: la zona occidental tiene temperaturas más moderadas

Mediterraneo continental

moderado

Mediterraneo continental

extremado

atmosfera 20102011

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