unidad 3. la atmósfera y la...
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BLOQUE TEMATICO II: ESTUDIO DEL MEDIO NATURAL
Unidad 3. La atmósfera y la hidrosfera A. Introducción: características planetarias de la tierra B. Composición, estructura y función de la atmósfera. C. Presión, temperatura y humedad de la atmósfera. D. Dinámica atmosférica vertical. -La formación de nubes. -Borrascas o bajas presiones. Anticiclones o altas presiones. E. Dinámica atmosférica horizontal. -El origen de los vientos. -Circulación general de la atmósfera. F. El balance hídrico y el ciclo del agua. - Corrientes oceánicas. La hidrosfera como regulador
térmico. -Aguas subterráneas: los acuíferos.
Características planetarias de la tierra
Situación de la tierra en el sistema solar
La atmósfera y la hidrosfera
Datos de los planetas del sistema solar
Planeta Distancia al Sol
(106 Km.)
Mercurio 57,9
Venus 108,2
Tierra 149,6
Marte 227,9
Júpiter 778,3
Saturno 1.429
Urano 2.875
Neptuno 4.504
Plutón 5.915
Planeta Período
sidéreo
Mercurio 88 días
Venus 224.7 días
Tierra 365.26 días
Marte 687 días
Júpiter 11,86 años
Saturno 29,42 años
Urano 83,75 años
Neptuno 163,73 años
Plutón 248.0 años
La atmósfera y la hidrosfera
Movimientos de los planetas
Traslación : en sentido contrario a las
agujas del reloj. Órbitas elípticas en un
mismo plano llamado eclíptica.
Rotación: en sentido contrario a las agujas
del reloj, excepto Venus y Urano
El eje de rotación suele estar inclinado respecto de la eclíptica
La atmósfera y la hidrosfera
La tierra tiene varias características particulares:
– La presencia en la superficie de grandes cantidades de
agua líquida. Somos el “planeta azul”
La atmósfera y la hidrosfera
La NASA halla nuevas pruebas de agua líquida en Marte (28/9/2015)
¿Ha dejado de ser la tierra el único planeta con agua líquida?
La atmósfera y la hidrosfera
-La presencia de vida
La atmósfera y la hidrosfera
El eje de rotación está inclinado lo cual produce una distribución
irregular de la radiación solar a lo largo del año y es el origen
de las estaciones.
La atmósfera y la hidrosfera
Tiene una atmósfera tenue, de tipo oxidante:
rica en O2
La atmósfera y la hidrosfera
Composición de la atmósfera en % de volumen
La atmósfera y la hidrosfera
78% N2
20,9% O2
0,93 % Ar 0,03% CO2
0,14% Resto de gases
Atmósfera: Estructura
HOMOSFERA:
Composición constante
HETEROSFERA:
Composición variable
La corriente en chorro
La atmósfera y la hidrosfera
Balance de energía en la atmósfera
El espectro de radiación de un cuerpo está en relación con
la temperatura del mismo
La atmósfera y la hidrosfera
Balance de energía en la atmósfera
El sol tiene una Temperatura en su superficie de unos 6000º Cº.
A esta temperatura le corresponde el siguiente reparto de
radiaciones:
0 50
Radiación
Infrarroja 49%
Radiación
Visible 41%
Radiación
Ultravioleta 9%
Radiación
Ionizante 1%
La atmósfera y la hidrosfera
Balance de energía en la atmósfera
La constante solar es la cantidad de energía que
interfiere la tierra por unidad de superficie:
1366 Watios /m2
La atmósfera y la hidrosfera
De cada 100 unidades de energía que la tierra interfiere…
Balance de energía en la atmósfera
25% Absorbido por
la atmósfera
25% Reflejado por la
atmósfera
45% Absorbido por
la superficie
5% reflejado por la
superficie
30% reflejado:
albedo
Es devuelto en
forma de radiación
de onda corta: IR
La atmósfera y la hidrosfera
Balance de energía en la atmósfera
La atmósfera y la hidrosfera
Función termorreguladora: el efecto invernadero natural
La atmósfera es relativamente transparente a la radiación
visible
En cambio resulta opaca a la radiación de onda larga
(radiación infrarroja)
La atmósfera y la hidrosfera
Función termoreguladora
Gracias a los gases con
efecto invernadero los
modelos climáticos predicen
que la temperatura media
del planeta (15º C ) es 30º C
más elevada.
Esto hace viable la vida
sobre nuestro planeta.
Entre 850 y 580 m.a. la
tierra sufrió un intenso
enfriamiento debido a la
reducción del efecto
invernadero.
La atmósfera y la hidrosfera
Disminución de la presión atmosférica con la altura
Si no hay variaciones de temperatura, en las capas bajas la presión disminuye a razón de 12 milibares cada 100 m de ascenso
Ciudad Real está situado a 625 m sobre el nivel del mar, por tanto, nos corresponde una presión atmosférica “normal” de 938 mb.
Frecuentemente no se utiliza esta presión, sino la corregida a nivel del mar
La atmósfera y la hidrosfera
Variaciones de la Presión atmosférica a nivel de la superficie
el 4 de octubre de 2012 a las 20 h.
AEMET. Modelos numéricos
La atmósfera y la hidrosfera
B
A
B
El vapor de agua en la atmósfera
El contenido medio en vapor de agua de la atmósfera es
aproximadamente del 0,035%, pero en realidad es muy
variable y depende, principalmente, de la temperatura.
Curva de saturación del agua
0
10
20
30
40
50
60
-20 -10 0 10 20 30 40 50
Temperatura en ºC
g d
e a
gu
a/m
3
La atmósfera y la hidrosfera
El vapor de agua en la atmósfera
La atmósfera y la hidrosfera
Aumenta la
Temperatura
Aumenta el
volumen
Disminuye la
densidad
La atmósfera y la hidrosfera
Asciende el
aire
enfriamiento adiabático
Movimientos de descenso
de masas de aire asociadas
a zonas de altas presiones
Ascenso de masas de aire
asociadas a zonas de bajas
presiones
A
B
La atmósfera y la hidrosfera
Concepto de gradiente
Es la variación en el espacio de cualquier magnitud físico-
química
Ejemplo: gradiente de concentración de una sustancia coloreada
↓[colorante]
↑[colorante]
La atmósfera y la hidrosfera
0 5 10 15 20 250
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altura
(m
)
Temperatura (ºC)
G.A.S.
G.V.T
La atmósfera y la hidrosfera
0 5 10 15 20 250
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altura
(m
)
Temperatura (ºC)
G.A.S.
G.A.H.
Punto de rocío
La atmósfera y la hidrosfera
Las condiciones atmosféricas son variables, y por tanto,
los gradientes de temperatura verticales también
Podemos distinguir dos condiciones básicas
– INESTABILIDAD: El GVT es mayor que el GAS: La temperatura
desciende más rápidamente y se produce la convección
0 5 10 15 20 250
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altura
(m
)
Temperatura (ºC)
G.A.S.
G.V.T
La atmósfera y la hidrosfera
Las condiciones atmosféricas son variables y por tanto los
gradientes de temperatura verticales también
Podemos distinguir dos condiciones básicas
– ESTABILIDAD: El GVT es menor que el GAS: La temperatura
desciende más lentamente y se produce la subsidencia
0 5 10 15 20 250
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altura
(m
)
Temperatura (ºC)
G.A.S.
G.V.T
La atmósfera y la hidrosfera
En condiciones de estabilidad el GVT puede incluso
invertirse y se hace negativo.
Este fenómeno se llama Inversión Térmica
0 5 10 15 20 250
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altura
(m
)
Temperatura (ºC)
La atmósfera y la hidrosfera
El aire se mueve desde las zonas de altas presiones hacia
las de bajas presiones
Altas presiones Bajas presiones
La atmósfera y la hidrosfera
El movimiento de las masas de aire será desde las zonas
anticiclónicas hacia las de bajas presiones
La atmósfera y la hidrosfera
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La circulación atmosférica sigue un esquema convectivo
La atmósfera y la hidrosfera
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera y la hidrosfera
B A
La atmósfera y la hidrosfera
Mapa de vientos 19 de octubre de 2012. 2 de la madrugada
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
Célula de Hadley
Célula de las latitudes medias (N)
Célula polar (N)
Célula polar (S)
Célula de las latitudes medias (S)
La atmósfera y la hidrosfera
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera y la hidrosfera
B
A
A
La primera célula convectiva es la situada entre el ecuador y los 30º Norte y Sur (célula de Hadley) Sobre las zonas ecuatoriales hay una situación de bajas presiones permanente que hace ascender las masas de aire cálido y saturado de humedad Este aire se enfría y desciende sobre las zonas tropicales donde se instala un anticiclón permanentemente
ZCIT
La atmósfera y la hidrosfera
Los vientos que convergen
sobre el ecuador son los
vientos Alisios, que en el
hemisferio norte soplan del
nordeste y en el hemisferio
sur del sudeste, debido al
efecto de la fuerza de
Coriolis.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA N
S
W E
TRAYECTORIA TEÓRICA DE LOS VIENTOS A
NIVEL DE LA SUPERFICIE TERRESTRE
N
S
W E
TRAYECTORIA REAL DE LOS VIENTOS ALISIOS
A NIVEL DE LA SUPERFICIE TERRESTRE
La ZCIT no se mantiene fija sino que oscila hacia el norte
en verano y el sur en invierno.
La franja que ocupa esta oscilación también se ve
afectada por las masas continentales
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera y la hidrosfera
Sobre los polos norte y sur se encuentran situados unas
zonas permanentes de altas presiones
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
A
La atmósfera y la hidrosfera
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera y la hidrosfera
A
B
A
Sobre las latitudes medias se enfrentan los vientos cálidos procedentes del anticiclón tropical y los fríos del anticiclón polar
Este es el origen del llamado frente polar
Frente Polar
El contacto entre dos masas de aire de diferente
temperatura, y consecuentemente diferente densidad, es
el origen de las borrascas que se forman en latitudes
medias.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera y la hidrosfera
Este esquema general se transforma debido a la inclinación del eje terrestre
que produce un “cabeceo” hacía el polo norte en los meses de junio, julio y
agosto, y hacia el polo sur en los meses invernales
Primavera
La atmósfera y la hidrosfera
Este esquema general se transforma debido a la inclinación del eje terrestre
que produce un “cabeceo” hacía el polo norte en los meses de junio, julio y
agosto, y hacia el polo sur en los meses invernales
Verano
La atmósfera y la hidrosfera
Este esquema general se transforma debido a la inclinación del eje terrestre
que produce un “cabeceo” hacía el polo norte en los meses de junio, julio y
agosto, y hacia el polo sur en los meses invernales
Invierno
La atmósfera y la hidrosfera
auroras boreales
Aurora boreal desde el espacio
Enlaces del tema
AEMET. Modelos numéricos
Mapas de isobaras
Animación estaciones