Embed Size (px)
Citation preview
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA
ORIGEN EVOLUCIÓN
INICIO DE LAS COLISIONES DE
PRIMERA ETAPA EVOLUCIÓN
COLISIONES DE PLANETESIMALES.
ATMÓSFERALIGERAMENTEREDUCTORA
ATMÓSFERAOXIDANTE
METANOAMONIACO
VAPOR DE AGUADIÓXIDO DE CARBONO
MONÓXIDO DE CARBONO
PEQUEÑAS CANTIDADESDE HIDRÓGENO
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
CONJUNTOS DE GASES
MAYORITARIOS MINORITARIOS VARIABLES
NITRÓGENO 78%NITRÓGENO 78%OXÍGENO 21%ARGÓN 0,93%
DIÓXIDO DE CARBONO 0,03%
REACTIVOS NO REACTIVOS
MONÓXIDO DE CARBONOOZONO
HIDRÓGENOHELIOOZONO HELIO
OTROS COMPONENTES (VARIABLES)OTROS COMPONENTES (VARIABLES)
SÓLIDOS EN CONTAMINANTES VAPORSÓLIDOS ENSUSPENSIÓN
CONTAMINANTESATMOSFÉRICOS
VAPORDE AGUA
LAS VARIACIONES SE DEBEN
CORRIENTESATMOSFÉRICAS
CERCANÍADE NÚCLEOS INDUSTRIALES
ACTIVIDADVOLCÁNICA
Ó ÓDISTRIBUCIÓN VERTICALDE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
CAPAS DE LA ATMÓSFERASEGÚN LA TEMPERATURA
ESTRUCTURA VERTICAL DE LA ATMÓSFERA
CAPAS DE LA ATMÓSFERA CAPAS SEGÚN EL ESTADOCAPAS DE LA ATMÓSFERASEGÚN SU COMPOSICIÓN
CAPAS SEGÚN EL ESTADODE IONIZACIÓN DE
SUS COMPONENTES
DISTRIBUCIÓN VERTICALDISTRIBUCIÓN VERTICALDE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
PRESIÓNATMOSFÉRICA
VARÍA
FUERZA QUE EJERCE LA ATMÓSFERAPOR UNIDAD DE SUPERFICIE
CON LA ALTITUD, SIN EMBARGOEL DESCENSO NO ES CONSTANTE.
CAPAS DE LA ATMÓSFERASEGÚN LA TEMPERATURASEGÚN LA TEMPERATURA
TROPOSFERA ESTRATOSFERA MESOSFERA IONOSFERAO
TERMOSFERA
EXOSFERA
TERMOSFERA
TROPOSFERA
Capa inferior de la atmósfera,en contacto con la superficie terrestre.
OCURREen contacto con la superficie terrestre.
Altitud media de unos 12 Km(8 en los polos y 16-18 en el ecuador).
La Tª va disminuyendo de maneracasi constante a medida que se asciende,cas co sta te a ed da que se asc e de,
con un descenso medio de 0,65 ºC cada 100m,fenómeno conocido como GVT
gradiente vertical de Tª.)Alcanzando -70 ºC en la tropopausa.
FENÓMENOSATMOSFÉRICOS
EFECTOINVERNADEROp p ATMOSFÉRICOS INVERNADERO
ESTRATOSFERA
Comienza en la tropopausa ytermina a una altitud de
unos 50-60Km, en una zona detransición denominada estratopausa
NOS ENCONTRAMOS
transición denominada estratopausa.El aire se dispone enestratos horizontales,de manera que se dan
movimientos horizontales y no verticales
CAPA DE OZONO
movimientos horizontales y no verticales.Es una capa de poca densidad,
donde la Tª aumenta con la altitudalcanzándose los 4ºC en la estratopausa Entre los 15 y los 30Km,
alcanzando una mayoralcanzando una mayorconcentración a unos 25 Km
MESOSFERA
Capa situada entre la estratopausa y la mesopausa,que se encuentra a unos 80Km de altura.
Las Tº descienden hasta unos -80ºC en la mesopausa.
SE OBSERVAN
ESTRELLAS FUGACES
El rozamiento con el aire hace queEl rozamiento con el aire hace quelos meteoritos entren en ignición,desintegrándose antes de chocar
con la superficie de nuestro planeta.
ESTRELLAS FUGACESESTRELLAS FUGACES
IONOSFERA O TERMOSFERA
Esta capa se extiende hasta los 600 Km,donde se sitúa la termopausa.
Su nombre se debe a suSu nombre se debe a sualto contenidos en iones,
producidos porque el nitrógenoy el oxígeno presentes absorben
la radiación solar de onda más corta,
REBOTAN LASONDAS DE RADIOEMITIDAS DESDE
SE OBSERVANa ad ac ó so a de o da ás co a,aumentando mucho la temperatura
( hasta los 100ºC)LA TIERRA
AURORAS BOREALESEn el hemisferio norte
AURORAS AUSTRALESEn el hemisferio sur
AURORAS BOREALES Y AUSTRALES
SON MANIFESTACIONES DE LUZ Y COLORSON MANIFESTACIONES DE LUZ Y COLORPRODUCIDAS POR EL ROZAMIENTO DE LOS
ELECTRONES QUE LLEGAN DEL SOL YLAS MOLÉCULAS DE LA IONOSFERA.
SU COLOR DEPENDE DE LA MOLÉCULASU COLOR DEPENDE DE LA MOLÉCULACON LA QUE CHOQUEN LOS ELECTRONES
Y DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA.ES AMARILLO-VERDOSO CUANDO
CHOCAN CON LAS MOLÉCULAS DECHOCAN CON LAS MOLÉCULAS DEOXÍGENO A MUY BAJA PRESIÓN;
ROJO, SI ESA MISMA COLISIÓN TIENELUGAR A MUY BAJA PRESIÓN, Y
AZUL SI EL IMPACTO ES CONTRAAZUL SI EL IMPACTO ES CONTRAUNA MOLÉCULA DE NITRÓGENO.
AURORA BOREAL
AURORA BOREAL
AURORA BOREAL
CAPAS DE LA ATMÓSFERASEGÚN SU COMPOSICIÓNSEGÚN SU COMPOSICIÓN
HOMOSFERA HETEROSFERA
Comprende los primeros 80Km y,aunque la densidad del aire
disminuye rápidamente con la altura,
Se extiende desde los 80-90Kmhasta el límite exterior.
En esta capa predominanlos mecanismos de difusión
la proporción de los distintos gases,con la excepción del ozono y delvapor de agua que son variables,es bastante uniforme pues hay
los mecanismos de difusiónsobre los de mezcla,
lo que determina que lasmoléculas se acumulen en
es bastante uniforme, pues haymecanismos efectivos de
mezcla turbulenta.
función de sus fuerzasgravitacionales que hacenque las más pesadas se
sitúen más bajassitúen más bajas.
CAPAS DE LA HETEROSFERA
CAPA DE NITRÓGENO (N2)(acompañado de oxígeno molecular y atómico),
ENTRE 80 Y 200KM
CAPA DE OXÍGENO ATÓMICO ( 0 ),ENTRE 200 Y 1100KMENTRE 200 Y 1100KM
CAPA DE HELIO(HE),ENTRE 1100 Y 3500KM
CAPA DE HIDRÓGENO ATÓMICO(H)CAPA DE HIDRÓGENO ATÓMICO(H), ENTRE 3500 Y 10.000KM
CAPAS SEGÚN ESTADO DE IONIZACIÓNDE LOS COMPONENTESDE LOS COMPONENTES
NEUTROSFERA O QUIMIOSFERA IONOSFERA
Comprende los primeros 80 kmy en ella los átomos y las
moléculas no están ionizados
Los rayos x, gamma y ultravioletaionizan a los componentes de esta capa
FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA
FUNCIÓN PROTECTORA REGULADORA DEL CLIMAFUNCIÓN PROTECTORA REGULADORA DEL CLIMA
Actúa como filtro de determinadasradiaciones electromagnéticas
EFECTO INVERNADEROemitidas por el sol reduciendosus efectos perjudiciales sin
detener la maquinaria fotosintética,generando los gradientes térmicos
EFECTO INVERNADERO
que hacen circular lasmasas fluidas terrestres.
TIPOS DE RADIACIONES SOLARES
DE ONDACORTA
U.V. DEONDA MÁS
LARGA
LONGITUDESINTERMEDIAS
ONDALARGA
ESPECTROVISIBLE
RAYOS XRAYOS GAMMA
U.VSON RETENIDAS
LA MAYOR PARTEES FILTRADA POR
LA CAPA DE OZONO
ALCANZAN LASUPERFICIE TERRESTRE
DONDE JUEGAN UNPAPEL IMPORTANTE
INFRARROJOABSORBIDA
POR LOS GASESDE EFECTOSON RETENIDAS
EN LA TERMOSFERAPAPEL IMPORTANTE
EN LA FOTOSÍNTESISDE EFECTO
INVERNADERO
FUNCIÓN REGULADORA DEL CLIMA
La radiación solar de onda corta que llega a la superficie se degraday es emitida de nuevo desde el suelo y los océanosy yhacia la atmósfera en forma de radiación infrarroja.
La atmósfera es opaca a la mayor parte de estaradiación de manera que es absorbida por los gases
( vapor de agua CO y ozono) provocando( vapor de agua, CO2 y ozono), provocandoel calentamiento de la misma.
Esta radiación infrarroja absorbiday convertida en calor es re-emitida y radiada,y y ,
una parte hacia el espacio y otra,la mayoría hacia la superficie terrestre
(contrarradiación) provocando el efecto invernadero,por el que la temperatura media globalpor el que la temperatura media global
de la superficie terrestre es de unos 15ºC.
DINÁMICA ATMOSFÉRICA
Estudia la presencia y evolución de las masas de aire.
Variaciones de temperaturaDiferentes por
Variaciones de humedadp
Experimentandesplazamientos
Frías - cálidasSecas - húmedasSecas - húmedas
Dinámica atmosférica
Responsable delos fenómenosatmosféricos
MOVIMIENTOS DE LAS MASAS DE AIRE
VERTICALES HORIZONTALESVERTICALES HORIZONTALES
D bid lDebidos a las Debidos a las
Variaciones de la VariacionesVariaciones de latemperatura con
la altura.
Variacioneshorizontales de
la presión.
Directamenterelacionados con
Directamenterelacionados con
Calentamiento de lasuperficie terrestre o a
d l ió
Distribución de la radiaciónsolar y el diferente calentamiento
d l fi i t tcausa de la presión de la superficie terrestre
MOVIMIENTOS VERTICALES DEL AIRE
Se deben aSe deben a
GRADIENTE GRADIENTESGRADIENTEVERTICALTÉRMICO
GRADIENTESADIABÁTICOS
InversionesGradienteAdiabático
S
GradienteAdiabáticoHúmedotérmicas Seco
(GAS)1 ºC/100 m
Húmedo(GAH)
0,6 ºC/100m
PROCESOS ADIABÁTICOS
Procesos en los que la variación de la temperaturade un gas no se debe a intercambios energéticos
sino a expansión o compresión del mismo
Al subir Al bajar
P.V
T= R
Disminuye presiónAumenta volumen
(se expande)
Aumenta presiónDisminuye volumen
(se comprime)T(se expande) (se comprime)
DISMINUYETEMPERATURA
AUMENTATEMPERATURA
HUMEDAD DEL AIRE
Hay que diferenciar tres conceptos
HUMEDAD DE SATURACIÓNHUMEDAD ABSOLUTASe dice del contenido de agua de
una masa de aire, se mide en ml/m3
HUMEDAD DE SATURACIÓNEs la máxima cantidad de vapor deagua que puede contener una masa
de aire. Este valor depende de la temperatura.p p
HUMEDAD RELATIVASe define como el porcentaje de agua
que contiene una masa de aire,que contiene una masa de aire,en relación a la humedad de saturación.
Se calcula dividiendo la humedadabsoluta entre la humedad de saturación.
HR HA / HSHR = HA / HS
A partir de entonces el airecondensa el exceso de humedad,
u H
Riz
a
sigue enfriándose al subir perosegún el GAH.
scen
der,
suns
o se
real
i
Cuando se alcanza el 100 % de HRel aire está saturado de humedad.A la temperatura a la que ocurre
PR
ienz
a a
des
do e
l des
cen
ndo
el G
AS
A la temperatura a la que ocurreesto se denomina Punto de Rocío.
el a
ire c
omm
enor
y to
dsi
guie
n
Cuando el aire asciende,se enfría debido al GAS,su HS disminuye y por lo
tanto su HR va aumentando. En
cuan
to
se h
ace
m
tanto su HR va aumentando.
GRADIENTE ADIABÁTICO
Variación de temperatura que experimenta una masa de aireal ascender o descender, sin ganar ni ceder energía.g g
PUNTO DE ROCÍO
C d l ióCurva de evoluciónde los gradientesadiabáticos seco yhúmedo.
DIFERENTESDIFERENTESCOMPORTAMIENTOSDEL AIRE EN MASAS
ASCENDENTESAL SUBIR AL BAJAR
Y DESCENDENTES
Descenso discontinuode la temperatura
Ascenso continuode la temperaturade la temperatura de la temperatura
GAShasta el nivel
de condensación
GAHdesde el nivel
de condensación
GASTodo el trayecto
de condensación de condensación
INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
CuandoGAS < GVT
La temperatura de la masa deaire disminuye más lentamente
que la del aire circundante.
EL AIRE ASCIENDE CON FACILIDADEL AIRE ASCIENDE CON FACILIDAD
Se origina un núcleo de baja presión en la superficie.El aire circundante converge hacia el núcleo de baja presión.a e c cu da te co e ge ac a e úc eo de baja p es ó
Se originan DEPRESIONES BORRASCAS Y CICLONES.
SITUACIÓNSITUACIÓNDE INESTABILIDAD
ATMOSFÉRICA
La convergencia en superficie es otra causa del ascenso de aire
Las depresiones se representancon una B. Las isóbaras de
menor presión se sitúan en elmenor presión se sitúan en elcentro, rodeadas por las de
mayor presión.
ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
CuandoGAS > GVT
La temperatura de la masa deaire es menor que
la del aire circundante.
EL AIRE DESCIENDE (SUBSIDENCIA)EL AIRE DESCIENDE (SUBSIDENCIA)
Se origina un núcleo de alta presión en la superficie.El aire circundante diverge desde el núcleo de alta presión.g p
Se originan ANTICICLONES.
SITUACIÓNSITUACIÓNDE ESTABILIDADATMOSFÉRICA
SITUACIONES DE ESTABILIDAD
Que el GVT sea positivoy menor que el GAS
(0<GVT>1)
Que el GVT sea negativo(GVT<0).
ESe trata de una situaciónde estabilidad atmósfericaen la que no se producen
i i t ti l
En este caso nos encontramos conun fenómeno de inversión térmicaque forma nubes a ras del suelo,llamadas niebla, y que atrapa lamovimientos verticales, por
enfriarse más rápidamente lamasa ascendente que el aire
del exterior, estando en la gráfica
llamadas niebla, y que atrapa lacontaminación.
, gel GVT a la derecha del GAS.
Las altas presiones se representancon una A. Las isóbaras de mayor
presión se sitúan en el centro,rodeadas por las de menor presiónrodeadas por las de menor presión
FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS
CONDENSACIÓN
Se produce Puede ser por
Cuando HR=100%
IRRADIACIÓNNo se producen nubes
ni precipitaciones
ÁCuando existe unasuperficie o partículas
sólidas que actúan
ASCENSO ADIABÁTICOAscenso de una masa de aire
y disminución de la temperaturahasta alcanzar el punto de rocíocomo núcleos de
condensacionhasta alcanzar el punto de rocío
CONDENSACIÓN PORIRRADIACIÓNIRRADIACIÓN
Í ESCARCHA NIEBLASROCÍO ESCARCHA NIEBLAS
Condensación en formalíquida cuando el punto
Condensación en formasólida cuando el punto
Condensación en un aireestable y en capas bajas
de rocío está por encimade los 0 ºC
de rocío está por debajode los 0 ºC
de la atmósfera
CONDENSACIÓN PORASCENSO ADIABÁTICOASCENSO ADIABÁTICO
Ascenso de una masa de aireAscenso de una masa de aireen un centro de bajas presioneshasta alcanzar el punto de rocío
Pueden ser
Cuando el punto de rocíose alcanza por encima de
Cuando el punto de rocíose alcanza por debajo de
0 ºC 0 ºC
NUBESGotas de agua líquida
en suspensión
NIEVECristalización
ordenada y lenta
GRANIZOCristalización
desordenada yrápidarápida
PRECIPITACIONES
Forma en que el agua presente en la atmósfera retornaen forma líquida o sólida a la superficie terrestre.
La formación de nubespuede ser por causas
CONVECTIVAS OROGRÁFICAS FRONTALESO
CICLÓNICAS
L i it i ti d d l GAS<GVT ( t ó f i t bl )Las precipitaciones convectivas se producen cuando el GAS<GVT (atmósfera inestable)Son la causa más frecuente de lluvias en las regiones ECUATORIALES y SUBTROPICALES
En las latitudes medias producen las típicas TORMENTAS DE VERANO
Las precipitaciones orográficas se producen cuando en su desplazamiento horizontaluna masa de aire se ve obligada a ascender por encontrarse con una cordillera.En la ladera de BARLOVENTO se produce la condensación y la precipitación.
En la ladera de SOTAVENTO el aire desciende mucho más cálido y secoEn la ladera de SOTAVENTO el aire desciende mucho más cálido y secoLos mayores desiertos del planeta se deben a esta causa (Sahara, Patagonia, etc)
Las precipitaciones frontales se deben a la presenciade FRENTES.
Los frentes son masas de aire de característicasdiferentes que se ponen en contacto, de forma que
el desplazamiento de una de ellas provoca elascenso frontal de la otra (FRENTE FRÍO)ascenso frontal de la otra (FRENTE FRÍO)
o de ella misma (FRENTE CÁLIDO)
Cuando una masa de aire cálido se encuentraatrapada entre dos masas de aire frío se lea apada e e dos asas de a e o se e
denomina FRENTE OCLUIDO.
MOVIMIENTOS HORIZONTALES
VARIACIONESHORIZONTALES
DE PRESIÓNDE PRESIÓN
OriginanDebidas a Suponen
VIENTOSDistribuciónde la
radiación solar
Diferentecalentamientode la superficie
Movimientoscompensatorios
radiación solar de la superficieterrestre
El aire se desplaza delas zonas de alta
presión a las de bajaTodo anticiclón en superficie
se corresponde con unaborrasca en altura y toda
borrasca con un anticiclón
presión a las de bajapresión. Su velocidades mayor cuanto más
juntas estén las isóbaras.Se desvían debido a laSe desvían debido a la
Fuerza de Coriolis.
FUERZA DE CORIOLIS
VIENTO SEGÚN SU TRAYECTORIA
Vientos ensuperficie
Vientosen altura
Trayectoria elípticaexcéntrica, cruzando Trayectoria paralela,
ligeramente las isóbaras.
Debida a la fuerza
a la isóbaras y altavelocidad
Debida a la fuerzade la presión,de Coriolis,
de rozamientoy centrífuga
Debida a la fuerzade la presióny de Coriolis.
HN HS
y centrífuga. y de Coriolis.
HNEl aire sale de los
anticiclones ensentido horarioy penetra en las
HSEl aire sale de los
anticiclones ensentido antihorario
y penetra en las
VientoGEOSTRÓFICO
y penetra en lasborrascas en sentido
antihorario
y penetra en lasborrascas en sentido
horario
VIENTOS EN SUPERFICIE
VIENTOS EN ALTURA
VIENTO SEGÚN ORIGEN Y LOCALIZACIÓN
CONSTANTES PERIÓDICOS LOCALES
Origendinámico
Origentérmico
OrigenDinámicoo térmico
Se originan por la confluenciade las masas de aire desde
o térmico
de las masas de aire desdelas zonas subtropicalesal ecuador. Circulan de
Este a Oeste
Estacionales Diarios Propios decada zona
ALISIOS Simún, tramontana,levante, poniente
cierzo, etc
MONZON BRISAS
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
En una Tierra estática debido a laEn una Tierra estática, debido a ladesigual incidencia de la radiaciónsolar entre el ecuador y los polos,se formaría una célula convectiva
d h i f i d den cada hemisferio, de modo queel aire ascendería en el ecuador
y descendería en los polos.El aire en superficie se moveríaEl aire en superficie se movería
de los polos al ecuador.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
Debido al movimiento de rotaciónDebido al movimiento de rotaciónde la Tierra, las células convectivas
se rompen en tres en cada hemisferio
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
RIESGOS DERIVADOS DE LA DINÁMICA ATMOSFÉRICA
Huracanes Tifones Ciclones Tornados ytrombas de
Gotafría
Tormentas
agua
Caribe Japóny
MadagascarArabiay
China Golfo deBengala
HURACANES – TIFONES - CICLONES
DEFINICIÓN
Grupo de tormentaspróximas entre si,
DESPLAZAMIENTO
De Este a Oeste al principio.Posteriormente en el HN sedi i h i l
SE ORIGINAN
Cerca del Ecuador,entre 5 y 20 º de latitud
con un diámetro mediode 500 Km que giranen espiral, debido a la
fuerza de Coriolis,en torno a un punto central,
dirigen hacia el noroeste yluego al norte.
Las del HS se dirigenal suoreste y luego al sur.
norte y sur
en torno a un punto central,llamdo ojo del huracán,
de unos 40 Km de diámetro.
CAUSAS
Fuerte insolación que calientael agua del mar a más de 27 ºC,
lo que provoca una intensa
COSECUENCIAS
Grandes olas por la fuerzade succión de las borrascas
y fuertes vientos en tornolo que provoca una intensaevaporación y fuerte convección,
dando lugar a nubes de desarrollo vertical
y fuertes vientos en tornoal ojo que pueden alcanzar
hasta 350Km/h
1 Tifones - 2,3 Huracanes - 4,5,6 Ciclones, , ,
El 25 de agosto de 2005 el huracán Katrina arrasó el estado de Nueva Orleans,causando cientos de muertos y daños por valor de miles de millones de dólares.
Vista por satélite Termografía por satélite
TORNADOS
DEFINICIÓN LOCALIZACIÓNCAUSAS
Borrasca de pequeñasdimensiones pero gran
intensidad, que origina unacolumna ascendente de
aire y polvo
Muy localizados en zonasáridas, frecuentes en el sur
de Estados Unidos.
Remolino que surge deun calentamiento excesivode la superficie terrestre.
aire y polvo.
El giro comienza cuandoel viento de las capas altassopla con mas intensidady en diferente sentido de
La velocidad de giroestá entre 160 y 500 Km/h
y en diferente sentido delas capas bajas.
TROMBAS DE AGUA
Borrasca de dimensiones más pequeñas que los tornadosy por tanto menos devastadoras que se originan
TROMBAS DE AGUA
y por tanto menos devastadoras que se originansobre aguas cálidas.
GOTA FRÍA
En España se forma al final del veranoEn España se forma al final del veranoo principio del otoño.
Se debe a un enfriamiento aceleradode una masa de aire cálido y húmedo
por la presencia de una bolsa deaire polar frío.
TORMENTAS
REQUIEREN TIPOS
Una intensa conveccióny fuertes corrientes térmicas
ascendentes.TORMENTAS DE
CALORTORMENTAS DE
FRÍO
Se forman en veranosobre el continente
Se forman en veranoo invierno, sobre los
océanos.
Los cristales de hieloquedan con carga positiva (+)
Estas condicionesoriginan una fuerte
electrificación
Las gotitas de aguaquedan con carga negativa (-)
SE PRODUCENDESCARGASELÉCTRICASelectrificación.
La superficie terrestrese carga positivamente (+)Estas cargas se acumulanEstas cargas se acumulanen lugares puntiagudos.
