ÍNDICE
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2. Nubosidad 3. Precipitaciones 4. Fenómenos a ras del suelo 10. Tiempo atmosférico y clima 1. Instrumentos de medida 11. Climogramas y diagramas climáticos 12. Tipos de climas 13. Contaminación atmosférica 14. Problemas medioambientales 1. Lluvia ácida 2. Capa de ozono 3. Efecto invernadero 1. Gases de efecto invernadero 2. Medidas correctoras 3. Protocolo de Kioto 15. Ideas fundamentales 16. Prácticas 17. Repaso 18. Vídeos |
1. Conocimientos previos 2
2. ESQUEMAS
3. PRESENTACIONES
4. CONTENIDOS ANIMADOS
5. LA ATMÓSFERA
La atmósfera es la capa gaseosa que, a
modo de envoltura protectora, rodea la superficie de la Tierra. Los gases son retenidos por la gravedad
terrestre cerca de la superficie y acompañan al planeta en su giro y
desplazamiento.
El 95 % del total de la masa atmosférica se concentra
en sus primeros 20 km .
Su límite inferior es la superficie sólida y líquida
del planeta, pero el superior no está claro. Este límite se ha fijado en
los 10 000 km , pues a esa altura la concentración y
composición de los gases atmosféricos es similar a la del espacio.
5.1. Importancia de
la atmósfera:
la atmósfera terrestre realiza una serie de
funciones que hacen posible la vida en la Tierra.
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5.2. Origen y evolución de la atmósfera
La formación de la Tierra tuvo lugar hace unos 4 500
millones de años a partir de una nube de gas y polvo cósmico. La temperatura
era muy elevada, hubo una intensa actividad volcánica y muchos gases fueron
expulsados al exterior, originando la atmósfera primitiva, que contenía mucho
vapor de agua con dióxido de carbono , nitrógeno e hidrógeno ,
pero sin oxígeno y era muy diferente a la actual
Poco a poco, el
planeta fue enfriándose y así se formó una superficie
sólida que
daría lugar a los continentes y el fondo del mar. Los gases que desprendía se
acumulaban sobre la superficie y dio lugar a una atmósfera con mucho vapor de agua, dióxido
de carbono, nitrógeno y otros gases. Cuando pasaron millones de años y ya se
había enfriado la corteza, el vapor de agua de esta atmósfera pasó a estado
líquido y así se formaron los océanos
y los mares. Pero la actividad volcánica no había terminado. Se
seguían desprendiendo gases que emanaban los volcanes.
Con la aparición de
la vida
microscópica se
iniciaron procesos bioquímicos interesantísimos para el futuro de nuestra
atmósfera y de nuestra vida. La fotosíntesis incorporaba por vez primera dióxido
de carbono de la atmósfera y devolvía oxígeno, acumulándose cada vez más. Por
último y tras la aparición de los seres vegetales fotosintéticos pudieron
aparecer los seres vivos animales que eran capaces de respirar este
gas.
Los procesos que se produjeron son:
- El enfriamiento progresivo del planeta . EL abundante vapor de agua atmosférico se condensó; se formaron muchas nubes, hubo intensas precipitaciones y se formaron los mares y océanos.
- La aparición del oxígeno . Surgieron seres fotosintéticos primitivos, como bacterias y algas, que, deforma lenta y gradual, liberaron oxígeno a la atmósfera. Cuando hubo suficiente cantidad, se formó la capa de ozono (O3 ), que protegió de las radiaciones solares nocivas y permitió la colonización del medio terrestre.
- La disminución del CO2 . Se disolvió en mares y océanos, a la vez que los seres fotosintéticos lo captaban para su nutrición autótrofa.
CUESTIONES: 1 4 40 41 42 51 52 59 74 78 84 115 116 117 131
6 . LA ATMÓSFERA ACTUAL
La atmósfera terrestre está formada por una mezcla de
gases llamada aire y partículas sólidas en suspensión o aerosoles.
Los gases más abundantes son el nitrógeno 78,08
% y el oxígeno 20,95 %, Argón 0,93%, dióxido
de carbono 0,037 % y otros gases más escasos aún. Las partículas en
suspensión (polvo, humos, cenizas, polen, esporas, microorganismos, etc.)
tienen tendencia a depositarse y se acumulan en la parte baja. Desde los 80 km
hasta el límite exterior, la atmósfera no tiene composición uniforme, y los
gases son muy escasos.
Según la composición del aire se distinguen las
siguientes dos capas:
• Homosfera. Es la capa que presenta una
composición del aire constante. Llega hasta los 80 km de altura. Su composición
es:
- 78,1% de Nitrógeno (N2)
- 20,9% de Oxígeno (O2)
- 0,93% de Argón (A)
- 0,035% de Dióxido de carbono (CO2)
- 0,035% de neón, helio y otros gases
• Heterosfera. Es la capa que no presenta
una composición constante del aire. Se encuentra sobre la homosfera.
6.1. . Los gases de la atmósfera y los problemas
medioambientales
• Nitrógeno. Es un gas que a temperatura
ambiente no reacciona con otras sustancias por el que no puede ser aprovechado
por las plantas ni los animales. Sólo algunos pocos microorganismos lo pueden
captar. Evita que el oxígeno presente una concentración excesiva para la vida y
que éste favorezca en exceso los incendios.
• Oxígeno. Es el gas que permite la
respiración de animales y plantas, es decir es el gas que reacciona con
las moléculas procedentes de los alimentos generando energía vital y CO2.
A partir del oxígeno (O2) se forma el ozono (O3)
que protege los organismos de las mutaciones cancerígenas que provocan los
rayos ultravioletas. Algunos gases como los clorofluorocarbonados (CFC)
utilizados en aerosoles, frigoríficos y acondicionadores de aire destruyen el
ozono, por lo cual se adelgaza la capa de ozono. Este adelgazamiento se conoce
vulgarmente con el nombre de: "agujero de la capa de ozono".
• Argó, neón y helio.
Son gases que no reaccionan con otras sustancias (son gases nobles) por lo cual
no influyen en la vida de los organismos.
• Diòxid de carbono. Es el gas que captan
las plantas para producir la materia orgánica mediante la fotosíntesis .
También es el gas que desprenden animales y plantas al respirar y
el que se produce en incendios y combustiones. Este gas permite la entrada de
las radiaciones solares pero no la salida del calor que desprenden las rocas y
la agua calentada. Este fenómeno, denominado efecto invernadero, es
natural y bueno ya que ayuda a mantener estable la temperatura ambiental del
planeta. Lamentablemente, el excesivo aumento del CO2 producido
por la combustión del petróleo y del carbón, debido a dicho efecto, está
provocando el calentamiento excesivo del planeta y se está
produciendo un cambio climático.
• Sustancias contaminantes. Además del CO2 y de los CFC la actividad humana produce otras sustancias que contaminan la atmósfera. Las principales son:
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62.
El agua en la atmósfera: la humedad
Además de agua líquida (nubes y
niebla) y sólida (nieve o granizo), en la atmósfera existe
también una cantidad variable de vapor de agua , que se
denomina humedad . El vapor de agua cerca del
suelo puede llegar al 4 % , mientras que casi no existe por
encima de los 10 -12 km . Cuanto más caliente está el aire, más vapor
de agua admite . Hay un máximo para cada temperatura y, si se rebasa,
no admite más vapor y empieza a condensar o si la temperatura desciende, el
exceso de vapor se condensa formando pequeñas gotitas de agua, líquidas o
sólidas (rocío y escarcha).
6.3. ¿Por qué el cielo es azul?
La luz solar que vemos está compuesta por rayos de diferentes
colores que puedes observar descompuestos en el arco iris. Sin
embargo, vemos el cielo azul por la dispersión que
experimentan estos rayos cuando atraviesan los componentes de la atmósfera.
7. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
En la atmósfera se pueden diferenciar cinco
capas en función de su composición en gases y de su temperatura. Se recomienda
estudiarlas empezando por la capa inferior, la troposfera , que es en la
que vivimos, y continuar en orden ascendente.
2 . Estratosfera. Empieza a los 13 km y llega hasta los 50 km. En ella predominan los movimientos horizontales del aire, de aquí su nombre. Contiene la capa de ozono que absorbe las radiaciones UV. Esta reacción desprende energía y ello provoca un aumento de la temperatura de unos -60 ºC a los 13 km hasta casi los 80 ºC a los 50 km
3 . Mesosfera. Empieza a los 50 km y llega hasta los 80 km. Es una capa sin ozono ni vapor de agua. En ella los meteoritos llegan a ponerse incandescentes y se producen las estrellas fugaces. La temperatura desciende de unos 80 ºC a los 50 km hasta unos -80 ºC a los 80 km.
4 . Termosfera o ionosfera. Empieza a los 80 km y llega hasta los 500 km. A medida que se asciende la temperatura pasa de unos -80 ºC a más de 1000 ºC, de aquí el nombre de termosfera . Contiene partículas cargadas de electricidad (iones), de aquí el nombre de ionosfera. Refleja las ondas de radio y en ella se producen las auroras boreales que se observan desde las zonas polares.
5. Exosfera. Es la capa más externa de la atmósfera. Empieza a partir de los 500 km de altura. Presenta pocas moléculas de aire y muy separadas, por lo cual es muy difícil saber dónde acaba (aproximadamente debe llegar a los 2000 km).
8. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Evangelista Torricelli demostró en 1643 que los efectos del «horror al vacío» eran debidos a que los gases de la atmósfera pesan y, por ello, ejercen una determinada presión sobre la superficie terrestre , y estableció la equivalencia de la presión mediante un experimento con mercurio.
Definición: La presión atmosférica es la fuerza o peso que ejerce la masa de aire por unidad de superficie terrestre.
Para medir la presión atmosférica se ha establecido como unidad el valor de la presión media del planeta al nivel del mar y 45° latitud y se denomina atmósfera. Sus equivalencias son:
1 atmósfera = 760 mm Hg = 1 013 milibares (mb)
8.1. Factores que regulan la presión atmosférica
• La altitud . La mayor presión se registra al nivel del mar. Al ascender, disminuye mucho, porque cada vez hay menos masa de aire sobre la superficie. (Así, a 5 km de altitud hay 500 mb y a 50 km sólo 1 mb.)
• La temperatura . Cuando hace calor, el aire se expande, ocupa mayor espacio, se hace más ligero, asciende y ejerce menos presión . Si la temperatura baja , el aire se contrae, ocupa menos espacio, se hace más pesado, desciende y aumenta su presión.
Debido a estas variaciones, en la superficie terrestre existen:
Borrascas o ciclones . Son áreas de baja presión , menor que 1013 mb. Se producen porque las masas de aire cálido , al ascender, se enfrían; el vapor de agua se condensa en nubes y da lugar a precipitaciones. Son zonas relacionadas con tiempo inestable .
Anticiclones . Son áreas de alta presión , con valores superiores a 1013 mb. Se originan por el descenso de masas de aire frío que se calientan ; el agua condensada se evapora y las nubes disminuyen y desaparecen. Son zonas relacionadas con tiempo estable .
ANIMACIONES
9. FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS
La atmósfera experimenta continuos cambios y
movimientos que se deben a la energía procedente del Sol. Esta
dinámica está determinada por cambios en la temperatura ,
la presión y la humedad , que originan
los fenómenos atmosféricos : el viento ,
las nubes y las precipitaciones .
9.1.
El viento
La presión atmosférica presenta variaciones
horizontales , debidas al diferente calentamiento de la superficie de
la Tierra. Para compensar estas diferencias de presión
superficiales se origina el viento.
Definición: El viento es el movimiento del aire que se
desplaza en sentido horizontal desde las zonas de mayor presión (anticiclones),
a las de menor presión (borrascas) de forma que equilibra la presión entre
ambas.
La velocidad
del viento será tanto mayor cuanto más grande
sea la diferencia de presión entre dos áreas, y menor cuanto
más pequeña sea esa diferencia de presión.
Los
movimientos atmosféricos pueden ser horizontales o verticales
9.1.1. Movimientos horizontales
El aire circula de zonas de alta presión a zonas de baja
La rotación terrestre crea el llamado efecto Coriolis que desvía los objetos que se mueven (en nuestro
caso el viento) en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio N y al
contrario en el hemisferio S.
El efecto en nulo en el ecuador y máximo en los polos
Las borrascas por tanto giran en sentido antihorario en el hemisferio N. Los anticiclones giran en sentido horario
En el hemisferio sur la situación es la contraria
El efecto en nulo en el ecuador y máximo en los polos
Las borrascas por tanto giran en sentido antihorario en el hemisferio N. Los anticiclones giran en sentido horario
En el hemisferio sur la situación es la contraria
ANIMACIONES
9.1.2. Movimientos verticales
Se producen cuando la temperarura o humedad de una capa interior de la
atmósfer es suficiente para ascender
- Convección térmica. Temperatura suficientemente elevada para ascender y seguir manteniendo una temperatura superior a la de la capa superior. Es necesario una alta temperatura del aire en superficie o una masa de aire frío en altrura
- Convección por humedad. El agua disuelta en la atmósfera disminuye su densidad ya que el pm del H2O es 18 frente a 28 y 32 del N2 y O2
Masas de aire con altas concentraciones de agua (aire caliente y húmedo) es
capaz de ascender en una atmósfera más seca
9.1.3. Circulación atmosférica global
La Tierra sufre mayor calentamiento en el ecuador
La temperatura ecuatorial es mayor: Se producen corrientes de convección ascendentes
La convección ecuatorial da lugar a una zona de bajas presiones.
La convección ecuatorial da lugar a una zona de bajas presiones.
Los vientos superficiales van de trópicos hacia el ecuador Alisios NE-SW en N y SE a NW en S
Zona de colisión y elevación de estos vientos es la zona de convergencia intertropical (ZCIT) se desplaza según las estaciones al norte en verano N y al S en verano S
El aire que asciende en los trópicos causa precipitaciones convectivas al enfriarse
Desciende seco y se calienta en las zonas tropicales dando lugar a una zona anticiclónica subtropical
Escasas lluvias y es donde se sitúan las zonas desérticas
Desciende seco y se calienta en las zonas tropicales dando lugar a una zona anticiclónica subtropical
Escasas lluvias y es donde se sitúan las zonas desérticas
El viento de las zonas subtropicales viaja hacia el polo produciendo viento SW llevando calor a las zonas polares
El viento frío polar viaja al SW enfriando zonas templadas.
La convergencia de vientos cálidos y fríos da lufar a precipitaciones por frentes cálidos y fríos y a una zona de bajas presiones móviles
El viento frío polar viaja al SW enfriando zonas templadas.
La convergencia de vientos cálidos y fríos da lufar a precipitaciones por frentes cálidos y fríos y a una zona de bajas presiones móviles
Los polos al ser fríos son zonas de altas presiones donde el viento frío desciende. Pocas precipitaciones.
ANIMACIONES
9.1.4. Las brisas marinas:
Brisa Marina diurna. Por el día, la tierra se calienta más deprisa que el
agua del mar, por lo que el aire del interior se calienta y se eleva. El aire
más frío del mar ocupa su lugar, y se genera una brisa desde el mar hacia la
costa .
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Brisa Marina nocturna. Durante la noche, la tierra y el aire del interior se enfrían antes, mientras que el aire del mar, más caliente, asciende y su hueco es ocupado por el aire más frío procedente del interior: la brisa sopla desde la tierra hacia el mar.
ANIMACIONES
Cuando las masas de aire caliente ascienden, pierden
presión, se expanden y se enfrían. Por ello,
el vapor de agua se condensa sobre las partículas en
suspensión y se forman las nubes.
Definición: Las nubes están formadas por gotas
de agua y pequeños cristales de hielo que proceden de
la condensación del vapor de agua sobre las partículas en suspensión.
Tipos de nube, según su
aspecto y altura
Cirros : Nubes altas,
fibrosas, como masas deshilachadas, con formas caprichosas. No generan precipitación.
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Cumulonimbos: Masas algodonosas verticales, con cima redondeada en forma de yunque o de seta. Producen lluvias y tormentas.
Cúmulos: Nubes bajas y medias, con formas suaves, a modo de masas algodonosas. Indican buen tiempo.
Estratos : Nubes bajas y medias, de forma laminar, paralelas al horizonte y oscuras. Pueden originar lloviznas.
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Nimbos : Nubes bajas y medias, densas, grandes, de color gris oscuro. Producen lluvias persistentes.
  ANIMACIONES     CUESTIONES: 38 61
9.4.
Fenómenos a ras de suelo
A veces, el aire se enfría muy cerca del suelo y el
vapor de agua se condensa sobre la superficie terrestre. No hay formación de
nubes, sino:
• Rocío . Se origina cuando la
temperatura es superior a 0 °C y la condensación es líquida,
formando pequeñas gotas de agua sobre el suelo, plantas, etc. Si el rocío se
hiela, aparece la escarcha.
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13. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
La contaminación atmosférica se debe
a la presencia en el aire de ciertas sustancias o formas de energía,
denominadas contaminantes atmosféricos, que ocasionan daños a los seres vivos o
a los bienes materiales.
El origen de los contaminantes atmosféricos puede
ser natural o provocada por el ser humano.
- Contaminación atmosférica natural. Se debe a erupciones volcánicas, incendios, tempestades de polvo, polen, etc.
- Contaminación atmosférica
antrópica. Tienen su origen en determinadas actividades
humanas (transporte, calefacciones o industrias) que son una
importante fuente de contaminación.
Son muchos los contaminantes, aunque los más
frecuentes son el monóxido de carbono, los óxidos de azufre,
de nitrógeno, etc., la mayoría de ellos, relacionados con
las emisiones de las industrias y el tráfico. También contaminan el ruido,
el calor y la radiactividad.
14. PROBLEMAS AMBIENTALES ORIGINADOS POR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA
14. 1 Lluvia acida
Consiste en la caída, junto con las precipitaciones,
de compuestos ácidos formados en la atmósfera. Estos ácidos se deben a
determinadas actividades humanas —como las industrias y el transporte—, que
emiten a la atmósfera óxidos gaseosos de azufre y de nitrógeno, los cuales
reaccionan con el agua atmosférica y forman ácidos sulfúrico y nítrico.
Cuando caen, acidifican las aguas y el suelo, y dañan la flora y la fauna.
 
ANIMACIONES
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14.2 Disminución del
espesor de la capa de ozono
Se debe a las moléculas de cloro que liberan los
clorofluorocarbonos (CFC) de los aerosoles y de los equipos de refrigeración,
que reaccionan con el ozono y lo destruyen, provocando así una disminución
del espesor de la capa de ozono en algunas zonas. Esto hace que las nocivas
radiaciones ultravioleta lleguen en mayor medida a la superficie terrestre,
afectando a todos los seres vivos.Imagen tomada en diciembre de 2009.
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14.3. Incremento del efecto
invernadero
Durante las horas sin sol, la Tierra refleja algo
del calor recibido. Parte de este calor escapa al vacío y otra parte es
devuelto por la atmósfera. El aumento de los gases de efecto invernadero
aumenta el calor retenido, provocando el calentamiento global y el cambio
climático, cuyas consecuencias pueden ser imprevisibles: aumento del nivel
del mar, cambio en el régimen de precipitaciones con inundaciones y grandes
sequías, etc.
   |
14.3.1. Efectos de los gases invernadero
- Subida de la temperatura media de la superficie terrestre. Más importante en zonas polares. Escasa en el ecuador
- Variación de las precipitaciones. Mayor precipitación en general, pero disminuirá en algunos sitios. Cambios en la estacionalidad
- Ascenso del nivel del mar. Debido a la dilatación del agua y a la disolución de casquetes glaciares. Entre 15 y 90 cm en el siglo
- Aumento de intensidad de variables meteorológicas: Inundaciones, sequías
- Fusión del hielo marino
- Extinción de especies. Cambio de condiciones e incapacidad para desplazarse o tiempo para adaptarse. El calentamineto es mucho más rápido que en otros periodos
- Redistribución
de especies.
- Aumento de enfermedades infecciosas tropicales
- Aumento de incendios forestales en latitudes medias
- Aumento del rendimiento fotosintético de las plantas y algas
14.3.2. Medidas correctoras
- Disminución
de las emisiones de efecto invernadero
- Ahorro y
eficiencia energética . Política de derechos de emisión de CO2
- Subida de
precios de combustibles fósiles
- Sustitución
de fuentes de energía dependientes de combustibles fósiles por renovables
- Utilización de biocombustibles. Puede tener consecuencias sobre el precio de las materias primas
- Sumideros
de CO2
- Secuestro subterráneo. Emisiones a depósitos directamente
- Asimilación
en los océanos. A los microorganismos oceánicos les falta Fe para crecer. Si se agrega al
agua marina hay explosines de algas. Al morir secuestran CO2
no se sabe como puede afectar a los ecosistemas oceánicos superficiales y profundos - Aumento de albedo terrestre
Al ser las medidas globales han de ponerse de acuerdo los estados
Protocolo de Kioto.
Estas medidas tienen graves problemas de aplicación
pues suponen:
- Cambio radical en las fentes y tendencias del consumo energético
- Problemas políticos entre países desarrollados y en vías de desarrollo con problemática y prioridades diferentes.
- Intereses esconómicos muy importantes de empresas energéticas y estados
- Cambios de poder geopolíticos
ANIMACIONES
CUESTIONES: 14 34 77
14.4. Daños de los contaminantes atmosféricos
Los contaminantes atmosféricos causan, en las personas, irritación ocular, alergias y trastornos respiratorios (tos, asma y asfixia) . En las plantas provocan decoloración, muerte y caída de las hojas y disminución del rendimiento fotosintético. Asimismo, dan lugar a efectos negativos en el suelo y en las aguas
El incremeto atmosférico de los gases invernadero puede aumentar la temperatura entre 1.5 y 4.5 ºC a escala planetaria en un siglo.
Según los modelos climáticos este incremeto será mucho mayor en los polos que en ecuador.
CUESTIONES: 129
| 15. IDEAS FUNDAMENTALES |
16. PRÁCTICAS |
17. REPASO
CUESTIONES : 5 6 7 21 46 47 48 49 50 60 68 69 70 71 73 76 80 82 83 85 86 88 97 133 24
Cuestiones atmósfera 1
Cuestiones atmósfera 2
Cuestiones atmósfera 3
Cuestiones atmósfera 4
18. La aVÍDEOS
Las estaciones
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