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Composición y estructura de la atmósfera




Enviado por Pablo Turmero



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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Atmósfera: parte gaseosa de la Tierra Altura de unos
    10.000 km En equilibrio entre la atracción gravitatoria y
    la expansión gaseosa Composición de la
    atmósfera: Mezcla de gases (aire) Partículas
    sólidas y líquidas en suspensión (aerosoles)
    Partículas en suspensión: parte baja de la
    atmósfera Tamaños inferiores a 25 micras mayor
    tiempo de residencia en la atmósfera, según
    condiciones climáticas

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Tipos de
    partículas en la atmósfera: Partículas de
    polvo del suelo (viento) Partículas salinas (marinas)
    Humos y cenizas de combustiones y volcanes Microorganismos,
    esporas y polen Agua + partículas de condensación=
    nubes La cantidad (densidad) y el tipo (composición) de
    gases en la atmósfera varía con la altura.
    Variación de la densidad con la altura. Presión
    atmosférica La presión atmosférica y la
    densidad atmosférica descienden con la altura Capas
    inferiores, más densas.

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Variación de la composición de gases con la altura.
    Homosfera: capa atmosférica desde el nivel del mar hasta
    los 100 km de altitud Heterosfera: capa atmosférica desde
    los 100 km hasta el límite exterior Homosfera:
    Composición química uniforme Aires seco: sin
    partículas sólidas, líquidas y vapor de
    agua

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Variación de la composición de gases de la
    homosfera. Concentración del vapor de agua: un 4% del aire
    cercano al suelo y casi ausente a partir de los 10 – 12 km
    Ozono: muy concentrado entre 15 – 35 km Heterosfera: Sin
    composición de gases uniforme y baja densidad.
    Ordenación según el elemento dominante:

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Agua en la
    atmósfera: Predomina en la troposfera Las nubes y niebla
    es agua líquida, el vapor no se ve Humedad del aire:
    cantidad de vapor de agua en el aire Formas de indicar la humedad
    del aire: Humedad absoluta: masa de vapor de agua contenida en un
    m3 de aire en g/m3 (10-12 g/m3) Presión parcial de vapor
    de agua (ep): parte de la presión atmosférica
    realizada por el agua que contiene. Presión de
    saturación del vapor de agua (eps): presión del
    aire saturado de agua. Disminuye con la temperatura Punto de
    rocío: tª de frío para que un volumen de aire
    se sature con el agua

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA Humedad
    relativa (HR): cociente entre la ep y la eps en porcentaje.
    Escarcha: formación de rocío a menos de 0 ºC.
    Niebla: cuando el enfriamiento afecta a una capa grande de aire o
    por incorporación de aire de una fuente caliente Nubes:
    condensación del vapor de agua sobre los núcleos
    higroscópicos (sal) Tipos de nubes:

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    CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Formación de las precipitaciones: lluvias, nieve y
    granizos. Nieve: constituidos por cristales de hielo Granizo:
    capas concéntricas de hielo, sobre gotas de agua
    líquida congelada (por ascensión) Capas de la
    atmósfera según su comportamiento térmico:
    Troposfera: Capa inferior, hasta los 12 km. 75% de la masa
    atmosférica, vapor de agua y partículas
    Fenómenos atmosféricos, con turbulencias horizontal
    y vertical Gradiente térmico vertical: 6,5 ºC/km
    Límite superior: tropopausa (ecuador 16 km y polos 8
    km)

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    CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Estratosfera: Hasta 50 km Contiene al ozono, que retiene los
    rayos u.v, luego aumento de temperatura. Movimientos horizontales
    pero no verticales. Capa superior estratopausa Mesosfera: Hasta
    los 80 km Disminución de la temperatura hasta -90 ºC
    en la mesopausa Descenso de la presión atmosférica
    a 0,01 mb

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Termosfera: Hasta 500 km Parte inferior principalmente de N y la
    superior de O atómico Absorción de rayos X y ?
    cargan + a los átomos, luego aumenta la Tª Electrones
    sueltos forman la capa ionizada (campos eléctricos)
    Densidad muy baja (casi vacío luego poco calor)
    Formación de las auroras boreales y australes en los polos
    al chocar partículas del Sol y la capa ionizada
    Límite superior termopausa Exosfera: Hasta el espacio
    Atmósfera tenue de átomos de O, H y He El H y el He
    pueden escapar al espacio

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    LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA Radiación solar y
    terrestre: Es una radiación electromagnética de
    ondas y corpúsculos unidos La longitud de onda
    varía Cualquier cuerpo con temperatura mayor de 0 ºK
    emite radiación Ley de Planck: las longitudes de onda que
    emite un cuerpo son inversamente proporcionales a la temperatura
    de la emisión.

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    CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Radiación solar: El espectro solar se divide en 3
    regiones: Radiación visible Rayos X, gamma y ultravioletas
    Radiación infrarroja

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    CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA La
    absorción del espectro solar por la atmósfera se
    divide según sus capas: El O3 absorbe las radiaciones u.v.
    de onda corta El O2 la radiaciones u.v. de onda larga La
    radiación del visible atraviesa la atmósfera El
    agua abosorbe la radiación infrarroja

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Radiación terrestre: El suelo y el agua emiten
    radiación absorbida de la solar La radiación
    terrestre se absorbe en la atmósfera por CO2 y vapor de
    H2O Gases de efecto invernadero El efecto invernadero natural por
    la emisión de la atmósfera a la Tierra Balance
    energético global de la Tierra: Se ha mantenido más
    o menos constante en la Tierra, salvo en cambios
    climáticos Constante solar: energía que llega desde
    el Sol hasta la parte superior de la atmósfera. Unidad de
    superficie en ángulo recto con la radiación 2
    cal/cm2 Distribución de la energía solar que llega
    al exterior de la atmósfera:

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA 28%
    reflejada por las nubes, superficie terrestre y atmósfera
    al exterior (albedo) O3 absorbe 3%, vapor de agua y
    partículas 17% y nubes 5% (total 25%) Superficie terrestre
    absorbe 47%: 21% continentes, 25,8% océanos y 0,2%
    vegetales 47 % de la energía absorbida en la Tierra se
    devuelve en onda larga, por convección (transporte de masa
    y energía): 18% de radiación de onda larga
    (pérdida neta entre la de la Tierra y la atmósfera)
    24% como calor latente ligado a la evaporación. La
    condensación aumenta la tª del aire 5% por
    conducción directa a la atmósfera (calor sensible).
    Pérdida neta según esté más caliente
    Tierra o atmósfera

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
    Función reguladora y protectora de la atmósfera: La
    atmósfera como filtro protector: Absorción
    selectiva de la radiación solar (con radiaciones letales)
    Termosfera: absorción de rayos X y gamma Estratosfera:
    absorción de rayos u.v. (letales) Destrucción y
    formación continua del ozono O2 + hn (< 240 nm)
    —->  O +
    O         
    Formación del ozono O + O2 ——————-> 
    O3             
    O3 + hn (< 320 nm) —->  O +
    O2        Destrucción
    del ozono O + O3 ——————>  O2 +
    O2       Los u.v. mayores de 290 nm
    llega a la Tierra y estimula la formación de melamina y el
    bronceado (reacción de protección)

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    COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA La
    atmósfera como reguladora del clima: El albedo + polvo en
    suspensión + nubes= enfriamiento de la Tierra Efecto
    invernadero natural, aumenta la temperatura de la Tierra (15
    ºC) Sin efecto invernadero natural, temperatura media Tierra
    -18 ºC La circulación general de la atmósfera
    y océanos distribuye la energía solar entre el
    ecuador y las latitudes más altas

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Distribución
    latitudinal de la energía solar. La radiación solar
    llega perpendicular a la Tierra en puntos entre el trópico
    de Cáncer y el de Capricornio a lo largo del año
    Causa: inclinación del eje de la Tierra Consecuencia:
    estaciones

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA La cantidad de
    insolación depende de: Tiempo de exposición
    Ángulo de incidencia de los rayos solares. A menos
    ángulo de inclinación, menos intensidad de
    insolación. 2 motivos: A más inclinación,
    más superficie para la misma insolación A
    más inclinación, más recorrido por la
    atmósfera y más absorción

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Poca variación
    estacional en el Ecuador (excedente de calor) Mayor
    variación estacional a medida que nos alejamos a los Polos
    (déficit) Circulación atmosférica y
    oceánica, distribuyen las variaciones

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Movimientos verticales de la
    atmósfera. Debidos a la diferencia de temperatura,
    según la altura P=?·R·T, a más
    temperatura con igual presión, menos densidad Aire
    frío tiende a bajar y el caliente a subir Curva de estado:
    representación de la variación de la Tª con la
    altura Inversión térmica: lugares de la troposfera
    donde el gradiente vertical sufre perturbaciones por la presencia
    de aire frío.

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Tipos de inversión: A
    ras del suelo, en invierno y por la mañana (superficie
    más fría) La capa de inversión impide subir
    el aire y lo presiona hacia abajo Con inversión
    térmica baja se impide la dispersión de
    contaminantes atmosféricos

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Los movimientos verticales
    forman las borrascas y anticiclones: Borrasca, bajas presiones,
    ciclón o depresión: son zonas donde el aire sube
    Formación de nubes y precipitación, asociadas a
    nubes En latitudes bajas (depresiones cálidas) y medias
    (frías), dispersan la contaminación Altas
    presiones, anticiclón: zonas donde el aire no asciende
    sino desciende Sin nubes, tiempo soleado y seco Anticiclones
    subtropicales (descensos dinámicos) y fríos
    (enfriamiento en la capa baja de la atmósfera, en polos e
    inviernos de latitudes medias) Mala dispersión de
    contaminantes

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Movimientos horizontales en la
    atmósfera. Movimiento compensatorio del aire de los
    anticiclones a las borrascas Este movimiento se denomina viento.
    Zona de divergencia: aire del centro del anticiclón hacia
    fuera Zona de convergencia: aire de fuera hacia el centro de la
    borrasca Frentes: zonas de contacto entre aire frío y
    caliente (borrascas) La trayectoria no es rectilínea, sino
    espiral, debido a la fuerza de Coriolis

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Fuerza de Coriolis:
    Dirección de giro de la Tierra: de Oeste a Este Un punto
    en los polos da una vuelta en un día y otro en el ecuador
    también El punto de los polos recorre menos trayectoria Un
    viento del punto A hacia el norte se adelanta al giro de la
    Tierra, luego desviación hacia el este Un viento del punto
    A hacia el sur se retrasa al giro de la Tierra, luego
    desviación hacia el oeste Los fluidos en un movimiento
    horizontal se desplaza a la derecha en el H. norte y a la
    izquierda en el H. sur

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Circulación del aire en
    los anticiclones y en las borrascas:

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Interpretación del mapa
    de isobaras: Isobaras: líneas que unen puntos de igual
    presión Indican la posición de los A y B, luego la
    dirección y velocidad del viento. Viento circula de los
    anticiclones a las borrascas. Isobaras muy juntas, cambio
    rápido de presión y vientos fuertes (B). Isobaras
    separadas, cambio lento de presión y vientos
    débiles (A). La curvatura de las isobaras en las B es
    irregular, en los A es regular Los triángulos son los
    frentes fríos y los semicírculos frentes
    cálidos

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Esquema general de la
    circulación atmosférica H. norte: El aire asciende
    en el ecuador y se dirige hacia el NE A los 30º latitud en
    la parte alta de la troposfera se dan los vientos del O y el
    resto baja a la superficie (cinturón anticiclónico
    subtropical) Del cinturón subtropical salen vientos al
    ecuador dirección O (vientos alisios) y a los polos
    dirección E (vientos del oeste) Los alisios se juntan el
    la zona de convergencia intertropical (ZCIT) Los vientos con
    dirección NE ascienden a los 60ª (zona bajas
    presiones templada) Vientos superficiales de los polos en
    dirección SO llegan también a las bajas presiones
    templadas y ascienden (frente polar, mezcla aire caliente y
    frío).

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Esquema general de la
    circulación atmosférica H. norte: El frente polar y
    la ZCIT en verano va hacia el N. y en invierno al S. Los vientos
    del O entre 35 y 45º van a gran velocidad (corriente en
    chorro) Corriente en chorro en verano gran velocidad y
    trayectoria recta, en invierno más lento y muy sinuoso,
    pudiendo dejar aire frío en latitudes cálidas (gota
    fría)

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Diagramas climáticos:
    Variables del tiempo atmosférico: Tª, presión,
    vientos y precipitaciones. Los diagramas indican las relaciones
    entre tª y precipitación en un año.

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    DINÁMICA ATMOSFÉRICA Tipos de climas: Los
    cinturones de viento y la presión forman los macroclimas
    La variabilidad de la circulación del viento, la
    continentalidad, la altitud y la influencia de las corrientes
    marinas forman los mesoclimas El estudio del clima a nivel local
    crea los microclimas Hay varios tipos de clasificaciones del
    clima: Según la tª, precipitaciones y tipo de
    vegetación: Sistema de Köppen Según la
    latitud: Sistema de Strahler Cada macroclima posee un diagrama
    climático propio, que lo diferencia del resto de
    macroclimas.

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