TEMA 8

DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS

• ¿Cuáles son las capas fluidas de la Tierra?

• Constituyen la máquina climática del planeta, y tienen múltiples interacciones entre ellas, por ejemplo los huracanes.

8.1. INTRODUCCIÓN• Capas fluidas: atmósfera e hidrosfera.

Ambas están compuestas por fluidos, aire y agua.

• Son los dos subsistemas más relevantes para el funcionamiento del sistema climático.

• Máquina climática. Funciona a partir de la energía solar.

• Ciclo del agua.

• Efecto mariposa. Sistema caótico. Su comportamiento no se debe al azar sino que es determinista.

Funcionamiento de la máquina climática.• El estudio de la máquina climática se hace

mediante modelos debido a su gran complejidad.

• Su funcionamiento se basa, en esencia, en el gradiente entre dos puntos.

• Los gradientes (de presión, temperatura, humedad o densidad) que se generan entre dos puntos en la atmósfera o en la hidrosfera, producen un movimiento de circulación del fluido que tiende a amortiguar las diferencias entre ambos puntos.

• El transporte, según el caso, lo realiza el viento o las corrientes oceánicas.

• Cuanto mayor es el gradiente…• La atmósfera y la hidrosfera se comportan de manera

diferente debido a que tienen distinta densidad, compresibilidad, movilidad y capacidad de almacenar y conducir calor.

– Movimientos verticales. Gradiente vertical. En ambos fluidos dependen de la temperatura. También afecta a su densidad (más densos cuanta menor temperatura tengan).

• Tienen distinta capacidad de conducir calor.

– Aire. Mal conductor. Formación del gradiente. El aire se calienta por debajo, por el calor irradiado desde la superficie.

– Agua. Mejor conductora.

• Movimientos horizontales. El gradiente térmico horizontal se genera por la desigual insolación de la superficie terrestre. Los vientos y las corrientes amortiguan las diferencias térmicas.

8.2.COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA

– Atmósfera primitiva– Composición

atmósfera actual.

8.3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA• El Sol emita partículas (protones y electrones) y

radiaciones electromagnéticas.• Las partículas son desviadas por el campo magnético

terrestre, y sólo las radiaciones situadas en el centro del espectro (la mayoría de luz visible) consiguen atravesar la atmósfera.

• Estas radiaciones son las que hacen circular las masas fluidas por todo el planeta.

• Radiaciones onda corta (rayos gamma, rayos X y UV de menor longitud de onda) tienen gran energía y son filtradas por las capas altas de la atmósfera.

– Troposfera. En ella se concentran el 80% de los gases atmósféricos (N2, O2 y CO2) que posibilitan la vida.

• Presión atmosférica.• Gradiente vertical de temperatura (GVT).• Efecto invernadero.• Capa del clima.

– Estratosfera.• Movimientos horizontales.• Capa de ozono.

• Capa de ozono.– Es una molécula que existe en toda la

atmósfera, incluida la troposfera, en la que constituye un contaminante,

– La mayor parte del ozono está concentrado en la estratosfera.

– Esta capa tiene un espesor máximo en el ecuador y mínimo en los polos y circula horizontalmente en la estratosfera.

– Rayos UV.

– Mesosfera.• Estrellas fugaces. Inflamación de meteoritos.

– Ionosfera o termosfera. • Temperatura asciende hasta unos 1000ºC• Auroras boreales. Rozamiento de electrones que

llegan del sol contra las moléculas de esta capa.

– Exosfera.

• Función reguladora de la atmósfera.– La cantidad de radiación que incide sobre la

Tierra (balance de radiación solar) depende de la radiación incidente, de la estructura física y de la composición química de la atmósfera.

– Esto hace de la Tierra un lugar apto para la vida.

8.4. DINÁMICA ATMOSFÉRICA• Los movimientos verticales de la

troposfera o movimientos de convección se deben a:– Convección térmica. Corrientes térmicas.– Convección por humedad. Cuanto más

cantidad de vapor de agua, menos denso es el aire.

• Humedad absoluta.• Humedad relativa

• Nubes: se producen por la condensación del vapor de agua que se produce al llegar a la altura del nivel de condensación.

• Núcleos de condensación.

• Movimientos verticales debidos a la presión atmosférica.– Barómetro.– La presión en un punto determinado no

siempre es la misma, depende de la humedad y la temperatura del aire.

– Isobaras, líneas que unen los puntos geográficos de igual presión.

– Anticiclones. Alta presión.– Borrascas. Baja presión.

» ¿Cómo se producen?

A. Gradientes verticales.• Diferencia de la temperatura entre dos puntos

situados a una diferencia de altitud de 100m.– Gradiente vertical de temperatura (GVT)

Inversión térmica. La temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir.

– Gradiente adiabático seco (GAS)

– Gradiente adiabático saturado o húmedo (GAH)

• Durante los ascensos disminuye la presión atmosférica.

• ¿qué ocurre con el volumen?• ¿y con la temperatura?• Por lo tanto ¿qué ocurre en los

descensos?

B. Condiciones de estabilidad e inestabilidad atmosféricas.• Condiciones de inestabilidad. Al existir movimientos

verticales, se forma una borrasca en superficie, lo que produce un viento que va del exterior al interior.

• Puede ocurrir que llueva, si se da el caso en el que la masa de aire ascendente contenga suficiente cantidad de vapor de agua y se condensa.

• Condiciones de estabilidad o subsidencia. Descenso hacia la superficie de una masa de aire frío.

• Los vientos parten desde el centro hacia fuera, impidiendo la entrada de precipitaciones. Tiempo seco y sin lluvia.

8.5. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL

• La irradiación solar es mucho mayor en el Ecuador que en los polos.

• ¿Qué facilita que no haya tanta diferencia de temperatura?

• ¿Qué lo dificulta?

A. Dinámica atmosférica.– La circulación horizontal se hace por el viento.– El viento es divergente en los anticiclones y

convergente en las borrascas.– Trayectoria del viento no suele ser rectilínea.

• El efecto de Coriolis.– Es consecuencia del movimiento de rotación

terrestre y de su giro en sentido antihorario.– Es máxima en los polos y nula en el ecuador.– Tamaño de los paralelos (circunferencia) es

diferente, pero todos dan una vuelta completa en cada rotación.

• Circulación general de la atmósfera.– Borrascas ecuatoriales.– Anticiclones polares.

• La fuerza de Coriolis provoca que el transporte se lleve a cabo mediante tres tipos de células:– Célula de Hadley.

• Anticiclones subtropicales. (Anticiclón de las Azores)• Desiertos• Zona de convergencia intertropical (ZCIT)

– Célula polar– Célula de Ferrel

B. Dinámica de la hidrosfera.• Los océanos son los que más influyen en

el clima terrestre.• 97,3% de la hidrosfera.• Tres cuartas partes de la superficie

terrestre.• Gran poder calorífico.• Corrientes transportan el calor de un

modo más eficaz que la atmósfera.

• La hidrosfera como regulador térmico.– Tiene un elevado calor específico, los

océanos se calientan y enfrían más lentamente que los continentes.

– ¿Cómo es la amplitud térmica de las zonas de costa comparadas con las del interior?

• Corrientes oceánicas: mecanismo de transporte de calor más eficaz que el atmosférico.

– Corrientes superficiales. Condicionadas por el giro del viento en torno a los anticiclones

– Corrientes profundas. Originadas por las diferencias en la densidad del agua.

• El océano global. Mares y océanos.– Cinta transportadora oceánica. (regulación de

la cantidad de CO2).

– El fenómeno de El Niño.• Se debe a un excesivo calentamientos superficial de las

aguas del Pacífico en las costas de Perú.• Ocurre cada 3-5 años.• Alcanza sus máximos en navidad (de ahí el nombre por el

niño Jesús).