Ciencias da Terra e do Medio Ambiente

Tema 2:

SISTEMAS FLUÍDOS

DA TERRA

1ªAVALIACIÓN *Quincena 1

Tema 1: Medio ambiente e humanidade

* Quincena 2

Tema 2: Sistemas fluídos da Terra

*Quincena 3

Tema 3: Meteoroloxía e climatoloxía

* Quincena 4

Tema 4: Impactos na atmosfera e hidrosfera

Tema 2: “Sistemas fluídos da Terra

A: Atmosfera 1. Formación

2. Composición actual

3. Estrutura

4. Función protectora e reguladora

5. Física

6. Dinámica

7. Circulación xeral

B: Hidrosfera 1. Concepto e propiedades da auga

2. Recipientes hídricos

3. Balance e ciclo

4. Características físicas dos medios acuáticos

5. Dinámica hídrica

1.- ATMOSFERA

1.1. Formación da atmosfera:

- A atmosfera é a envoltura gasosa que rodea un planeta.

- Formación: 4.600 Ma por desgasificación das capas externas do planeta (codia)

- Atmosfera primitiva lixeiramente redutora (sen O2): vapor de auga, CO

2 , N

2 , H

2 , CO ...

-Hai 2.500 ma, cambio a atmosfera oxidante pola actividade fotosintética bacteriana libera O2, dando unha

composición como a de hoxe en torno a 1000 Ma

1.2. Composición actual da atmosfera:

a) Gases maioritarios: N2 78%, O

2 21%, Ar 0,93%, CO

2 0,036% ( )

b) Gases raros (p.p.m.): He, Ne, H, O3 NOx, SOx, NH

3, CO, etc

c) Compoñentes variables: vapor de auga, partículas en suspensión como sal mariño, pole, po, cinzas, m.o.

A densidade da atmosfera é maior en zonas baixas pola gravidade (1/2 da masa nos 6 km)

Segundo a composición, divídese

Homosfera: nivel mar ata 80-100 km, composición uniforme por mestura (aire)

Heterosfera: de 80-100 ata o espazo exterior, non hai mestura de gases

Entre ambas a Homopausa

1. 3 Estrutura da atmosfera: 5 capas

Troposfera (0 a 9-16 km): capa do clima -Dende o nivel do mar ata a tropopausa (9 km nos

polos e16 no ecuador). Media 12 km.

-Zona das nubes e dos fenómenos climáticos

-Movementos verticais e horizontais (ventos)

-Auga e CO2 pola proximidade a biosfera e hidrosfera

-Po en suspensión (capa sucia): 500 m

-Gradiente vertical de temperatura (GVT): a

temperatura diminúe co ascenso ata acadar -70ºC na

tropopausa.

Tropopausa (9/16km) (-70ºC)

Estratosfera

-Límite superior a 50 km: estratopausa

- Gases en capas ou estratos (hai movementos

horizontais, pero non verticais)

-Entre 15 - 30 km contén a ozonosfera ou capa de

ozono (O3) con función protectora: filtra gran parte

radiación uv solar, nociva para a vida (mutacións).

- A absorción de uv produce aumento da

temperatura ata 0ºC na estratopausa

estratopausa (50km) (0ºC)

Mesosfera

-última capa de homosfera

-estrelas fugaces (ignición de meteoritos)

-a temperatura descende, chegando no seu

límite superior, a mesopausa, a -140ºC.

mesopausa (80km) (-140ºC)

Termosfera ou Ionosfera

-límite superior a 500 km (coincide co límite do

escudo magnético)

-densidade moi baixa

-ionización dos gases por absorción de radiación

de alta enerxía (raios X e gamma, incompatibles coa

vida)

-T aumenta a causa da absorción ata 1000º C

-nesta capa se reflicten as ondas de radio, se

producen as auroras e se desintegran a maioría dos

meteoroides

Exosfera -última capa, sen límite superior claro

-maior influenza da atmosfera solar (do

“vento solar”) que da terrestre

1.4 Función protectora e reguladora da atmosfera

Función protectora: termosfera, estratosfera e magnetosfera

- Función realizada polas capas da atmosfera que impiden que radiacións de alta enerxía,

prexudiciais para a vida, acaden a superficie terrestre.

-ionosfera ou termosfera: absorbe raios X e gamma, que destruirían as biomoléculas

-capa de ozono da estratosfera : absorbe gran parte do uv que causa mutacións nos xenes

(A causa da absorción de radiación nestas capas aumenta a temperatura coa altura).

-magnetosfera que protexe do “vento solar” (partículas cargadas emitidas polo Sol que son

desviadas polo escudo magnético terrestre).

Función reguladora do clima: efecto invernadoiro natural

-gases da troposfera ( CO2, vapor de auga)

-son transparentes á radiación

-reteñen parte da calor que a superficie emite (infravermellos): incremento térmico

T media en superficie é de 15º C, valor idóneo para a vida, en lugar dos -20ºC)

Efecto invernadoiro natural:

Calor emitido ao espazo

1.5 Física atmosférica

- Presión atmosférica

-peso da columna de aire por unidade de superficie

-a nivel do mar 1 atmosfera (1 atm =1.013 mb = 760 mm de Hg)

-diminúe coa altitude (5.500 m a presión é a metade que a nivel do mar)

-perda de densidade

-diminución do espesor da columna de aire

-Coa latitude, radiación solar orixina

-zonas de alta e baixa presión

-zonas cálidas teñen menor presión que as frías

-o aire quente se expande ao ser menos denso

-(distinguir calor de bo tempo, temperatura vs precipitación)

-O aire desprázase (vento) de alta presión ás de baixa (de anticiclóns a borrascas):

A B

-As liñas que unen puntos de igual presión son as isóbaras

1.5 Física atmosférica

- Auga na atmosfera

-proximidade de masas de auga (mar, lagos, ríos, encoros)

-T do aire: aire cálido pode conter máis vapor

-o punto de rocío á temperatura á cal a humidade relativa é 100 %

-T cambia, a humidade relativa varía, aínda que non cambie a absoluta,

-polo que o arrefriamento implica condensación (ou sublimación de xeo). Ex o rocío e as xeadas

-Temperatura

-na troposfera diminúe coa altitude a razón de 0,65ºC /100 m de ascenso Gradiente Vertical Térmico (GVT)

-non diminúe nas capas protectoras (estratosfera e termosfera), porque absorben (uv; X e gamma)

-Efecto Coriolis: efecto que se produce a causa do movemento de rotación da Terra afectando

a todo o que se desprazan pola súa superficie. É virtual e depende da latitude (nula no ecuador e

máxima nos polos).

-Hemisferio Norte

-anticiclóns xiran en sentido horario

-borrascas antihorario

-Hemisferio Sur: ao revés

Coriolis desvía cara a dereita no

hemisferio norte, e cara a esquerda no

hemisferio sur. Inflúe na circulación xeral

da atmosfera e hidrosfera, e no sentido de

xiro do vento en anticiclóns e borrascas.

- Enerxía na atmosfera: Balance enerxético

A radiación solar chega á Terra

-radiacións X e gamma son absorbidas pola termosfera

- a maioría do UV é absorbida na estratosfera (ozonosfera)

-a visible e infravermella pasan a través da atmosfera ata superficie

-parte da radiación absorbida é reemitida ao espazo como calor (infravermello lonxano)

-CO 2 e o vapor de auga captan parte desta calor

-o efecto invernadoiro natural

-T media na superficie: 15ºC

-Parte da radiación incidente é reflectida ao espazo (non absorbida)

-albedo

-inflúe no clima arrefriando

-superficies claras é maior (neve, nubes)

1.6. Dinámica atmosférica

-os movementos verticais das masas de aire (convección), e por diferenzas de:

-presión (alta presión en anticiclóns e baixa nas borrascas)

-humidade (o aire húmido é máis lixeiro que o seco)

-T (o aire quente é menos denso que o aire frío)

1.7 Gradientes verticais de temperatura. Inversión térmica

A representación dos gradientes en gráficas denomínase “curvas de estado”

GVT (gradiente vertical de temperatura)

-A varición de T do aire coa altura, en condicións estáticas

-0,65 ºC / 100 m

GAS (gradiente adiabático seco)

-variación de T dunha masa de aire non saturado e en movemento

-É dinámico e contén auga en forma de vapor

-1ºC / 100 m

GAH (gradiente adiabático húmido)

-afecta a masas de aire en movemento, a partir do punto en que hai condensación e se forman nubes

-0,3ºC 0,6ºC /100 m, segundo a humidade.

Inversión térmica

-T aumenta coa altura, en lugar de diminuír

- GVT é negativo

-estabilidade atmosférica, impedindo o movemento vertical de aire, pois actúan como tapadeiras que

-dificultando a dispersión de contaminantes e a formación de néboas

-termopausa é unha inversión térmica permanente

1.8 Estabilidade e inestabilidade atmosféricas

GVT ᐳ GAS: Inestabilidade atmosférica:

-hai convección

-o ascenso determina que baixe a presión atmosférica, (borrasca)

-o aire que ascende se arrefría, pode haber condensación (nubes e risco de precipitacións)

-co ascenso de aire dispersión da contaminación

GAS ᐳ GVT: Estabilidade atmosférica

-non hai convección

-o aire queda estancado ou pode descender (subsidencia)

-a estabilidade vai ligada a situacións anticiclónicas ou de inversión térmica

-non precipitacións

-favorece o smog ou boina de contaminación

1.9 A circulación xeral da atmosfera

1.9 A circulación xeral da atmosfera

2.- HIDROSFERA

2.1 Concepto e propiedades da auga

é o subsistema terrestre formado por toda auga nos 3 estados (sólido, líquido e gasoso)

-mares e océanos,

-ríos e lagos

-auga do solo, subsolo

-atmosfera

2.2 Os recipientes hídricos

2.3 Balance hídrico e ciclo da auga

-nubes e océanos almacenan e transportan enerxía en forma de:

-Calor sensible -indica a enerxía cinética das moléculas (temperatura)

-transporte (radiación, conducción, convección)

-Calor Latente -é a enerxía absorbida e almacenada por un fluido pola evaporación ou fusión

2.4 Características físicas dos medios acuáticos

Tempo de residencia

-atmosfera e ríos 10 - 20 días

1 - 100 anos

300 - 5000 anos ata o millón de anos (auga fósil)

8000 anos

3.000-30.000 anos

-lagos

-acuíferos

-glaciares

-mar

Salinidade -augas salgadas cun valor medio de 35 g/l.

-solubilidade dos gases diminúe ao aumentar a temperatura

-a auga quente empobrécese en osíxeno

Distribución da luz

-zona fótica (fotosíntesis) 20-200 m

-zona afótica

Temperatura coa profundidade

-termoclina impide a mestura de augas

-na capa superficial esgótanse os nutrientes ao ser consumidos

-nas capas frías profundas son ricas en nutrientes pero pobres en osíxeno

-a termoclina depende da latitude e da estación

2.5 Dinámica hidríca

2.5.1 Dinámica hídrica continental: superficial e subterránea

-Superficial

-auga de arroiada, torrentes, ríos, glaciares, lagos, humedais

-cunca hidrográfica (ríos+ afluentes)+ auga subterránea = cunca hidrolóxica

-Auga subterránea, acuíferos ou auga freática

-zona de saturación

-zona de aireación ou vadosa

-Tipos de acuíferos:

- acuífero libre

- acuífero confinado ou cautivo

2.5.2 Dinámica hídrica oceánica

a) correntes mariñas

- A causa do vento, da forza de Coriolis, e das diferenzas de densidade

-Dous tipos de correntes oceánicas:

-superficiais (enriba da termoclina)

-profundas (debaixo da termoclina)

-influenza no clima

-transporte de calor dende latitudes baixas a altas

-suavizan zonas frías e refrescan zonas ecuatoriais - tropicais (fita transportadora de calor)

correntes superficiais

Correntes profundas (circulación termohalina)

-debaixo da termoclina, máis lentas que as superficiais e orixinadas por diferenzas de densidade

-depende da temperatura e salinidade: a auga será máis densa canto máis fría e salgada

fita transportadora oceánica

Afloramentos

-son correntes de ascenso de augas profundas frías e cargadas de nutrientes cara a superficie

-orixinan zonas de grande riqueza biolóxica, pesqueira e marisqueira.

-mecanismos:

a) Ventos costeiros constantes que sopren cara ao mar, como os alisios

-desprazan nubes e auga superficial mar adentro

-o desprazamento vaise compensar co ascenso de auga profunda fría e rica en nutrientes

-zonas moi ricas en pesca (California, Perú, Namibia e Sahara)

-escasas precipitación (desertos costeiros)

Fenómeno "El Niño" (ENSO), neutral e "La Niña"

b) por circulación termohalina en mares, rías ou esteiros onde haxa aporte de auga fría

-por fusión de icebergs ou cambio de estación

-a auga superficial tenderá a afundirse ao ser máis densa

-a consecuencia é un afloramento de auga profunda fértil

-habitual en latitudes frías e mornas, cando desaparece a termoclina a principios da estación fría

Afloramentos nas rías galegas

-vento do nordés (NE) asociado a anticiclóns e a orientación das rías

-saída de auga superficial cara o océano

-compensase coa entrada de auga profunda, fértil e fría

-xunto co enfriamento da auga superficial a finais de verán / principios de outono

-auga das rías galegas sexa a máis fría da Península

-pero tamén a máis rica

-ría de Arousa, o ecosistema mariño máis produtivo de Europa

b) mareas c) ondas