TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
TEMA 1. LA ATMÓSFERA. ¿Por qué es importante la atmósfera? ¿Qué diferenica hay entre la atmósfera de Venus, Marte y la Tierra? ¿Qué relación hay entre la composición de la atmósfera y la existencia de vida en la atmósfera?
1. LA ATMÓSFERA: ATMÓSFERA: COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN QUÍMICA QUÍMICA Y ESTRUCTURA. ESTRUCTURA. a. Hosmosfera: Troposfera, o Estratosfera (Ozonosfera o Mesosfera. o b. Heterosfera: Capa N2, Capa O2, Capa He, Capa H.Ionosfera. o 2. FUNCIO FUNCIONE NESS DE DE LA ATMÓSF ATMÓSFERA ERA:: a. Función Protectora: Ionosfera. Ozonosfera. Troposfera. b. Función Función reguladora: reguladora: Conducció Conducción. n. Convención. Convención. Calor Calor latente. Efecto Efecto invernadero invernadero natural. natural. 3. BALANCE BALANCE GLOBAL GLOBAL DE LA RADIACIÓN RADIACIÓN SOLAR. SOLAR. EQUILIBRI EQUILIBRIO O TÉRMICO. TÉRMICO. 4. DINÁ DINÁMI MICA CA ATMO ATMOSF SFÉR ÉRIC ICA: A: a. Presi Presión ón atmo atmosf sfér éric ica: a: o Anticiclones. o Borrascas. b. Circul Circulaci ación ón gener general al de la la atmósf atmósfera era.. c. Tipos de de precipitac precipitaciones: iones: Convecc Convección. ión. Orográf Orográfica. ica. Frentes Frentes Converge Convergencia. ncia. 5. CLIMA. a. Concepto. b. Elemen Elementos tos climát climático icos: s: presión presión y tempera temperatur tura. a. c. Factores Factores clilmático clilmáticos: s: Latitudu, Latitudu, altitu altitud, d, continent continentalita, alita, orient orientación ación.. d. Distribució Distribuciónn latitudina latitudinall de los climas climas (sin entrar entrar a describir describirlos. los. e. Clim Climas as de Espa España ña.. f. Clim Climaa medi medite terr rrán áneo eo.. g. Caract Caracterí erísti sticas cas climát climática icass de Extrema Extremadur dura. a.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN. 1) La atmósfera: composición química y estructura. Importante aprender el dibujo con las capas y la distribución. 2 Funciones de la atmósfera:
o Función protectora. Explicar que radiaciones se absorben en cada capa: Ionosfera (rayos gamma, X y ultravioletas),
Estratosfera (radiación UV en las reacciones de fotolisis del oxígeno y del ozono. Importancia.). Troposfera (explicar la actuación del CO2 y las nubes en la absorción de infrarrojo) o Función reguladora: Explicar cómo la atmósfera regula la t emperatura de la Tierra, por los movimientos de convección, el calor latente. Explicar la importancia del efecto invernadero natural. Concepto de albedo. 3)Balance global de la radiación solar: Equilibrio térmico. 4) Dinámica atmosférica: o Presión atmosférica: Anticiclones y borrascas . Saber definir los conceptos, explicar sus características y saber
dibujarlos. oExplicar cómo se produce la circulación general de la atmósfera . Saber dibujar las zonas de altas y bajas presiones de la Tierra. 5) Conocer el concepto de: humedad relativa, relativa, absoluta, punto de rocío, gradiente adiabático seco (GAS) y gradiente adiabático adiabático húmedo y gradiente vertical de la temperatura (GVT).
1
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
6) Explicar el origen de las precipitaciones.: por convección, orográfica, frentes y convergencia. Concepto de inmersión térmica y efecto Foën. Importante: por convección y de inmersión inmersión térmica pueden pueden salir supuestos supuestos
prácticos. 7. Concepto de clima. Explicar los factores climáticos que lo determinan. Latitud, altitud, continentalidad, orientación. o Características de los climas de latitudes medias. o Características climáticas de Extremadura.
CONCEPTOS: Anticiclón. Borrascas. Humedad absoluta y relativa. Enfriamiento adiabático. Gradiente adiabático
seco. Situación anticiclónica. Inmersión térmica. Situación de inestabilidad atmosférica. Sombra de lluvia o efecto Foën. Frente frío, cálido y ocluído.
1. LA ATMÓSFERA: COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ESTRUCTURA. La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Está formada por una mezcla de gases que rodean que rodean la la Tierra. La atmósfera está está unida al resto resto del planeta planeta por acción de la la gravedad y se mantiene en equilibrio entre la gravedad y la expansión natural de los gases. El 95% de los gases se encuentran en los primeros 15 km y su límite superior se ha fijada a unos 10.000 km de altura. a) COMPOS COMPOSICI ICIÓN ÓN DE LA ATMÓ ATMÓSFE SFERA. RA. La atmósfer atmósferaa está formad formadaa por una una mezcla mezcla de gases (aire) y una serie de partículas en suspensión (aerosoles). Los gases que forman la atmósfera son los siguientes: o NITRÓGENO: Es el principal componente de la atmósfera y representa el 78% de su composición. Es un gas inerte y se le considera un relleno atmosférico. o OXÍGENO. Representa el 21% 21% de los gases. Es Es un gas muy activo y que que reacciona fácilmente con otros elementos y los oxida. o ARGÓN. ARGÓN. 1%. Es un gas noble, inerte, se produce produce por la desintegración radiactiva del potasio de la corteza y el manto manto y es desprendido desprendido a la atmosfera por los los volcanes. o VAPOR DE AGUA. AGUA. Su proporción varía de 0-2,5% y depende de la temperatura del aire. El vapor de agua procede de la evaporación de las aguas superficiales y de la traspiración de las plantas o El resto de los componentes están presentes en cantidades muy reducidas y se miden en ppm: DIÓXIDO DE CARBONO Actualmente representa 370 ppm y está • aumentando muy rápidamente rápidamente en los últimos últimos años. El CO2 es utilizado por los organismos autótrofos autótrofos en la la fotosínte fotosíntesis. sis. Se Se acumula acumula en los los combusti combustibles bles fósile fósiless y vuelve vuelve a la atmósf atmósfera era por la combus combustió tiónn de éstos. éstos. Tambié Tambiénn se acumula acumula en los caparaz caparazone oness de animal animales es marinos marinos y en las rocas rocas calcárea calcáreas. s. Interv Intervien ienee en el denomin denominado ado efecto invernadero. invernadero. El CO2 absorbe la radiación infrarroja procedente del Sol y reflejada por la Tierra, Tierra, lo que hace vibrar vibrar su molécula molécula y produce choques choques que calientan calientan el aire en la parte inferior de la atmósfera. OTROS GASES NOBLES. • AEROSOLES, son partícul partículas as en suspensión suspensión que se concent concentran ran en la • parte baja de la atmósfera y pueden ser: Partículas suspendidas de polvo levantadas del suelo por el viento. 2
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Partículas salinas de origen marino erupciones volcánicas y las combustiones. combustiones. Humo, cenizas, procedentes de las erupciones Microorganismos, polen y esporas. Agua en estado sólido y líquido, que constituyen las nubes. Desempeñan funciones funciones que son decisivas para para el clima, al actuar como núcleos de condensanción a partir de los cuales se forman las nubes y las nieblas. En ocasiones son causantes de graves niveles de contaminación. Los mencionados gases no se distribuyen de forma continua y en ella se pueden distinguir dos capas atendiendo a su composición: o HOMOSFERA, HOMOSFERA, Se extiende extiende hasta los 90 km de altitud y en ella ella se concentran el 99% de de la masa atmosférica. Tiene una composición homogenea, homogenea, formada por una mezcla de gases que se denomina aire (N2- 78%, O2-21%, Argón – 0,93% y con cantidades variables de otros gases como el vapor de agua, el CO 2 y el ozono) y aerosoles. o HETEROSFERA, se extiende por encima de la homosfera hasta el límite exterior de la atmósfera. No tiene una composición de gases gases uniforme y su densidad es muy baja. En esta esta capa los gases se distribuyen distribuyen en capas, capas, cada una de ellas ellas caracterizada por un un determinado gas: Rodeando la homofera hay una capa de N 2 (entre 100 y 200 km) Por encima una de oxígeno atómico (O) (entre 200 y 1000 km). Una de Helio (entre los 1000 y los 3500 km) Y otra de hidrógeno atómico (H) a partir de los 3.500 km. ¿Es correcto considerar el CO2 un contaminante atmosférico?. ¿Qué ocurriría si la cantidad de CO2 atmosférico aumentara aumentara o disminuyera drásticamente? drásticamente?
ESTRUCTURA VERTICAL DE LA ATMÓSFERA. La temperatu temperatura ra de la atmósfera atmósfera varía en altura, altura, pero no de una manera uniforme. uniforme. Así se establece establece una estructura en capas de la atmósfera según las variaciones de temperatura. Los límites de las capas no son bruscos, sino que son zonas de transición. La extensión de las capas varía también con la latitud y en algunos casos con la estación del año.
b)
HOMOSFERA:
En la homosfera se distinguen tres capas: a) TROPOSFERA. Se extiende desde la superficie superficie hasta los 12 km (TROPOPAUSA) (TROPOPAUSA) de altitud media. Su altitud varía con la latitud ( 7 km en los polos y 18 en el ecuador), y con la estación (mayor espesor en verano que en invierno). o Contiene el 75% de la masa total de la atmósfera y prácticamente la mayor parte del CO 2, el vapor de agua agua y las partícula partículass de polvo procedent procedentee de los desiertos desiertos,, erupciones erupciones volcánic volcánicas, as, incendios forestales …Estas partículas actúan como núcleos alrededor de los cuales se forman el vapor de agua y se forman las nubes. o Su temperatur temperaturaa disminuye disminuye a mediad que aumenta aumenta la altura altura con una razón constant constantee de 0,65º 0,65º cada 100 m (GVT: Gradiente vertical de temperatura). temperatura ). Este gradiente se mantiene hasta el límite superior de la troposfera donde se alcanza -70ºC. 3
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
o
o
o
o
La presión atmosférica disminuye desde 1013 mb a nivel del mar hasta 200 mb en el límite superior. Aquí tiene lugar el conocido efecto invernadero. Actúa Actúa como una capa capa aislante aislante que que evita la pérdida de calor de la Tierra. El efecto invernadero mantiene la superficie de la Tierra a una temperatura media de 15 ºC, ideal para la vida. Esto se debe a que algunos gases presentes en esta capa (el CO 2 y el vapor de agua) son capaces de absorber la radiación infrarroja, tanto procedente del Sol como de la Tierra. Si no se diera este efecto la temperatura terrestre sería de -20 ºC. El conjunto de los procesos climáticos y meteorológicos que nos afectan se producen en la troposfera y se basan en movimientos verticales verticales de las masas de aire que la componen. El límite superior de la Troposfera se denomina TROPOPAUSA.
b) ESTRATOSFERA. Es una capa que se extiende desde la TROPOAUSA hasta los 50-60 km de altura, en una zona de o transición denominada ESTRATOPAUSA. ESTRATOPAUSA. o En esta capa el aire se dispone en estratos horizontales y los gases sólo presentan movimientos horizontales y no verticales. o Es una capa de poca densidad, donde la temperatura aumenta con la altitud. En su parte baja la temperatura deja de descender , aunque se mantienen baja y a partir de los 20 km de altura aumenta aumenta hasta 80º 80º C . Este aumento aumento de temperat temperatura ura se debe a la absorción absorción de la radiación radiación ultravioleta del sol por las moléculas de ozono en la Ozonosfera. o La Ozonosfera es una capa donde se genera la mayor parte del ozono (O3) de la atmósfera responsable de filtrar la radiación ultravioleta más energética proveniente del sol. Tiene su máxima concentración entre los 15 y 35 km de altura. El ozono se produce produce por por la fotolísis del oxígeno por la luz ultravioleta que es más estable estable en las condiciones de esta capa: O2+ E(UV) → O + O O2+ O+ → O3 + calor La luz ultravioleta es absorbida por el ozono que que se trasforma de nuevo nuevo en O2 +O, de manera que si no hubiese influencia del ser humano, la concentración de este elemento permanecería estable. o El ozono absorbe la luz Uv y evita que llege a la superficie terrestre, lo que provocaría daños en el material genético y mutaciones. mutaciones. Como en la reacción de formación formación del ozono se libera calor, la temperatura del aire en la estratosfera estratosfera aumenta progresivamente progresivamente hasta los 0º C. o El límite superior de la estratosfera es la ESTRATOPAUSA C) MESOSFERA. o Esta capa se extiende desde la ESTRATOPAUSA a los 50 km hasta los 80 km de altitud (MESOPAUSA) o La temperatura disminuye hasta los -100 º C. o A los 70 km de altitud abundan los vapores de sodio y se forma la sodiosfera. del aire aquí es muy reducida, resulta resulta suficiente para que el roce de las partículas partículas o Aunque la densidad del que contiene provoque la inflamación de los meteoritos procedentes del espacio, dando lugar a las estrellas fugaces. MESOPAUSA . o El límite superior de la mesofera se denomina MESOPAUSA. 4
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
HETEROSFERA:La
Heterosfer Heterosferaa llega desde los 80 km de altura hasta el límite de la atmósfera. atmósfera. En esta capa, al no haber mecanismos mecanismos que mezclen el aire, los gases se distribuyen distribuyen de forma estratificada, estratificada, en función de su densidad.: - Capa Capa de N2 (ent (entre re 80-2 80-200 00 km de alti altitu tud) d) Aprende r bien el dibujo
- Capa Capa de O2 atómic atómicoo ( entr entree 200-1 200-100 00 km de de altit altitud) ud).. - Capa Capa de heli helioo (ent (entre re 100100- 3500 3500 km). km). - Capa Capa de hidr hidróg ógen enoo (ent (entre re 3500 3500-- 10. 10.00 0000 km) km) Se pueden distinguir en ella la siguientes zonas: TERMOSFERA O IONOSFERA. IONOSFERA . Situada entre los 80 km y 600 km de altitud, donde se sitúa la Termopausa. Termopausa. Su nombre se debe a su alto contenido en iones producidos porque el nitrógeno y oxígeno presentes en esta capa absorben las radiaciones solares de onda más corta RAYOS X Y RAYOS GAMMA. Como resul resultado tado los los átomos átomos liberan liberan electrones electrones y quedan quedan carga cargados dos positiv positivament amente. e. . Esta ionizac ionización ión es especialmente intensa en las las zonas de latitud alta alta donde se producen producen las auroras borales en el Polo Norte. Se producen por los electrones que llegan del sol y que penetran por los polos escapando del campo magnético con las moléculas que hay en esta capa. capa. Dependiendo de la molécula y de la presión atmosférica atmosférica se producen diferentes colores 5
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
De esta forma, el N 2 y el O2 actúan como filtro de las radiaciones X y gamma del sol, la energía de estas radiaciones hace ascender la temperatura hasta los 1500 º . También es en esta capa donde rebotan algunas ondas de radio haciendo posible las comunicaciones (aunque a veces se vean interferidas interferidas por las radiaciones radiaciones solares). • EXOSFERA: Es la capa más exterior y se extiende entre los 600 y 10.000 km de altura (capas de He e H).Es H).Es la zona más externa, externa, el aire tiene tan poca poca densidad que no se llega a distinguir distinguir el límite con el espacio exterior. Sus componentes mayoritarios son el oxígeno (capa de oxígeno atómico), el Helio e Hidrógeno. Éstos últimos pueden escapar al espacio. ¿Qué papel juega la estratosfera en el mantenimiento de la vida? 2. FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA. ¿Qué sucedería si nuestra atmósfera tuviera la composición de gases apta para la vida y dejase pasar la totalidad de las radiaciones solares recibidas?. Sin la acción de la atmósfera sobre la Tierra la vida en ella ella no existiría. Es el principal elemento diferenciador diferenciador entre nuestro planeta y el resto de los del sistema solar. Entre las funciones de la atmósfera están: Función protectora, protectora, pues actúa como filtro de las radiaciones solares dañinas para la vida. v ida. Función reguladora, puesto que distribuye la energía procedente del sol y el efecto invernadero de forma que regula la temperatura temperatura terrestre. terrestre. Es responsable del movimiento del agua y las partículas sólidas de la superficie terrestre. Por último, señalar que la vida depende de la atmósfera. el oxígeno, el CO2, la humedad atmosférica, son imprescindibles para el desarrollo de los organismos. a) Función protectora de la atmósfera. El Sol emite una serie de partículas (protones y electrones) y de radiaciones electromagnéticas. La mayoría de las partículas solares son desviadas por el campo magnético terrestre, por lo que no alcanzan la superficie terrestre. Las radiaciones electromagnéticas se dividen en tres grupos (onda corta, visible y onda larga).
6
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
La atmósfera actúa como filtro protector. protector . La atmósfera absorbe parte de la radiación solar antes de que ésta llegue a la superficie superficie sólida del planeta y además lo hace de forma forma selectiva. Estos procesos son de suma importancia para los seres vivos ya que que algunas radiaciones (especialmente (especialmente las de menor longitud de onda, que contienen más energía) energía) producen efectos nocivos (mutaciones, (mutaciones, cánceres de piel.. Las capas de la atmósfera funcionan como un filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones perjudiciales: • La IONOSFERA. Se absorben radiaciones de onda corta (λ =200 nm) y alta energía como los rayos gamma y rayos X y parte de los ultravioletas. ultravioletas . Estas radiaciones radiaciones interaccionan interaccionan con las moléculas de oxígeno y nitrógeno y no pueden seguir seguir avanzando. Esto produce produce el calentamiento calentamiento de esta capa. • En la ESTRATOSFERA, ESTRATOSFERA, se absorbe la radiación comprendida entre 200 y 300 nm ( ultravioleta impo corto). corto). Esta absorción la produce el ozono, por lo que al entrar en la troposfera las radiaciones rtante menores de 300 nm, las más perjudiciales para los seres vivos, han desaparecido. En la estratosfera se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico (la llamada capa de ozono u ozonosfera), ozonosfera), aunque también existe en la troposfera troposfera constituyendo un contaminante. contaminante. El ozono (O3) alcanza sus mayores concentraciones entre los 20 y 35 km. La capa presenta un espesor variable máximo en el ecuador y mínimo en los polo. El ozono de la estratosfera se forma y se destruye continuamente. Un fotón de energía energía solar rompe una molécula molécula de oxígeno oxígeno en sus dos átomos. El oxígeno oxígeno atómico reacciona reacciona con el molecular y se forma ozono. El ozono tiene una gran capacidad para absorber radiación ultravioleta entre 200-290 nm, las las más energéticas y peligrosas, proceso en el que se disocia la molécula.
Fotolisis del oxígeno: O2 + UV O + O Formación del ozono: O2+ O O3 + calor Destrucción del ozono: Fotolisis del ozono O3 + UV O2 + O 7
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Posible reacción con oxígeno atómico: O + O3
O2 + O2
En condiciones normales, estas reacciones están en equilibrio dinámico, y además de retener el 90% de los rayos ultravioleta, producen un incremento en la temperatura de la estratosfera, debido a la liberación de calor. Los rayos UV en dosis altas originan efectos nocivos sobre los seres vivos (mutaciones, cánceres de piel, cataratas,..). En los últimos años se ha disminuido la concentración de ozono estratosférico. La principal causa reside en la liberación de clorofluocarburos o halocarburos (CFCs ( CFCs).). Estas sustancias se utilizaban, antes de su prohibición, en la fabricación de aerosoles de uso doméstico e industrial, como disolventes, agentes espumantes, aislantes térmicos, refrigerantes, etc. Desgraciadamente no se cumplen todas las normativas, y compuestos de estos tipos siguen utilizándose para usos agrícolas e industriales. Las moléculas de CFCs ascienden a través de la troposfera alcanzando eventualmente la estratosfera, donde absorben radiación UV, se descomponen y el Cl es liberado. El Cl ataca a las moléculas de ozono, convirtiéndolas en moléculas ordinarias de oxígeno. Una molécula de cloro puede destruir 10.000 moléculas de ozono antes de desaparecer formando moléculas de otros compuestos.
La destrucción de la capa de ozono supone un aumento de la intensidad de radiación ultravioleta sobre la superficie, que conlleva una mayor incidencia en el cáncer de piel y en la frecuencia de mutaciones. Otros efectos a largo plazo pueden ser la desaparición de bacterias, fitoplancton y la reducción de los campos de cultivo de numerosas especies. En la TROPOSFERA, las radiac radiaciones iones más perju perjudicial diciales es ya han sido sido absorbid absorbidas. as. Sin embargo, embargo, en esta capa capa las nubes nubes también también contribuye contribuye a absorber y reflejar cantidades variables de radiación solar. solar. Además la radiación comprendid comprendidaa entre entre 700 nm-4 m (infrarroj (infrarrojoo cercano) cercano) es absorb absorbida ida por el CO2 y el vapor vapor de H2O de la tropos troposfer fera, a, lo que contribu contribuye, ye, en parte, parte, al calentamiento de la atmósfera.
¿Dónde y cómo se filtran las radiaciones de onda corta? ¿Cómo repercute sobre la temperatura temperatura de las diferentes diferentes capas? ¿Qué radiaciones consiguen alcanzar la superficie terrestre? 8
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
¿Qué ventaja supone este hecho para la vida en la Tierra?. d. EFECTO REGULADOR DE LA ATMÓSFERA. EL EFECTO INVERNADERO NATURAL.
La atmósfera tiene un importantísimo papel como reguladora del clima, y actúa evitando que se caliente en exceso durante el día la superficie terrestre (reflejando y absorbiendo parte de la energía solar) y que se enfríe bruscamente durante la noche (el calor absorbido durante el día lo libera lentamente durante la noche). Es la TROPOSFERA, TROPOSFERA, donde se producen los fenómenos meteorológicos, la principal responsable de su acción reguladora. • La presencia de NUBES EN LA TROPOSFERA incrementa el albedo de la Tierra, se reflejan las radiaciones radiaciones y son devueltas devueltas al espacio espacio exterior, exterior, de manera que las temperatura temperaturass no aumentan aumentan por encima del umbral tolerable para los seres vivos. • La CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE en la atmósfera, redistribuye el desigual calentamiento de la superficie terrestre motivado, entre otras razones, por la distinta incidencia de los rayos solares en el Ecuador (máximo calentamiento) y los Polos (mínimo). Esta circulación del aire se produce por las diferencias de temperatura y presión entre las capas bajas y altas de la troposfera. • LA ATMÓSFERA SE CALIENTA POR: • La luz solar que la atraviesa (radiación electromagnética procedente del sol) proporciona la superficie superficie terrestre. terrestre. Esta transmisión transmisión de • Y en su mayor parte por el calor que proporciona calor del suelo a la atmósfera se denomina r adiación adiación terrestr terrestree y se produce por varios mecanismos: Conducción directa, El calor sensible se transfiere transfiere desde la superficie del suelo y del mar al aire situado sobre ellas. Esto provoca un movimiento ascendente de las masas de aire calentadas denominado convección, en el que el aire superficial más caliente, y por tanto menos denso, asciende y provoca el descenso del aire más frío, y por ello más denso de las capas altas. Calor latente: Cuando se evapora el agua de la superficie es necesaria un aporte de calor, el calor sensible pasa a calor latente que se almacena en el vapor de agua. Cuando el vapor de agua se condensa este calor latente pasa a calor sensible que aumenta la temperatura de la atmósfera. . • Emisión de radiación infrarroja. La radiac radiación ión que que emite emite la Tierra Tierra es radiac radiación ión infrarroja. Esta radiación es absorbida por el vapor de agua y el CO2 atmosféricos (que son trasparentes a la luz). Como consecuencia, la parte baja de la atmósfera se calienta por la absorción de los rayos infrarrojos emitidos por la superficie. Es el llamado EFECTO EFECTO INVERNAD INVERNADERO ERO NATURAL. NATURAL. Este Este proces procesoo provo provoca ca que las temper temperatu aturas ras superficiales sean más altas (casi 30 ºC) de lo que serían si no existiese la atmósfera. El efecto invernadero tiene una gran importancia biológica. Si no hubiese en la atmósfera gases con capacidad de absorción de radiaciones infrarrojas la temperatura media de la superficie sería de –18ºC en lugar de los 15ª C actuales y entre otras cosas no habría agua en estado líquido, lo que permite el desarrollo de los seres vivos. El gas responsable de este efecto invernadero natural es en 60 al 70% el vapor de agua. Después de él son importantes, por este orden, el dióxido de carbono, el metano, ozono y óxidos de nitrógeno. El efecto invernadero no es perjudicial en sí, sino su aumento drástico al incrementarse los gases de efecto invernadero como consecuencia de las actividades humanas. 9
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
OTROS FACTORES que influyen globalmente sobre la temperatura de la superficie son:
Ojo: Selecti vidadd
El ALBEDO es el porcentaje de radiación solar que reflejan la superficie terrestre y la atmósfera. El albedo medio de la Tierra es de un 30%. 30%. Esto significa que de los 342 W·m-2 e energía que se reciben del Sol (Constante ( Constante solar) algo más de 100 W·m-2 son devueltos devueltos al espacio por la reflexión de la Tierra. Un aumento del albedo favorece la disminución de la temperatura. temperatura. Se calcula que alrededor de la mitad del albedo es causado por las nubes, El albedo no es el mismo en toda la Tierra: Polvo, aerosoles y nubes. nubes. Cuanto Cuanto mayor es su cantida cantidadd en la atmósfera, atmósfera, más más energía energía se • refleja. refleja. La presencia presencia de nubes en la troposfer troposferaa incrementa incrementa el albedo de la Tierra Tierra y aseguran que las temperaturas no aumenten por encima de los límites tolerables. En el caso de las erupciones volcánicas, las cenizas son inyectadas a la estratosfera estratosfera y permanecen en ella varios varios años. Se ha propuesto que este sería uno de los efectos más catastróficos de la caída de grandes meteoritos. Vegetación: La vegetación refleja menos radiación que las rocas, por ello el albedo es mayor • en los desiertos (30-50%) que en los bosques (10-15%). Por otra parte, las plantas evaporan una importante cantidad de agua (traspiración), por lo que los bosques favorecen la formación de nubes. Hielo (60-85%): Las superficies de la nieve y el hielo presentan el máximo albedo. Cuanto • mayor es la superficie helada, más energía se refleja, por lo que tenderá a disminuir la temperatura. Superficie oceánica. oceánica. Su albedo es variable (5-10%) dependiendo del ángulo de incidencia de • los rayos solares y del oleaje de la superficie. -
¿Por qué los esquiadores deben protegerse tanto del sol? Cita algún ejemplo de cómo el ser humano puede modificar el albedo de la superficie
-
terreste. Hace 65 m.a cayó un meteorito en México, lo que produjo la extinción de muchos organismos.
-
Justifícalo. -
•
¿Qué ocurriría si la Tierra se cubriera de hielo? ¿ Y si se produce un deshielo masivo?
LA INTENSIDAD DE LA RADIACIÓN SOLAR. La intensidad solar depende de dos factores: la actividad solar y la distancia entre el Sol y la Tierra. o La actividad del sol: sol: Varía con el tiempo y ha aumentado hasta un 25% en los últimos 3000 años. Tierra: La excentricida excentricidadd de la órbita y la orientación orientación de la inclinación inclinación del eje o La distancia Sol- Tierra: cambian periódicamente (ciclos Milankovich). Esto parece ser la causa de las glaciaciones. BALANCE ENERGÉTICO DE LA RADIACIÓN SOLAR. EQUILIBRIO TÉRMICO.
El balanc balancee energé energétic ticoo de la Tierr Tierraa es la relación entre la cantidad de energía que entra y sale de la Tierra. Tierra. La Tierra es un sistema en equilibrio energético, energético , de manera que la diferencia entre la energía aportada y la que el sistema devuelve 10
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
(balance energético) debe de ser 0. Toda la energía proviene del Sol. Y una cantidad de energía igual a esta debe devolverse al espacio o si no, la temperatura terrestre cambiará. La energía media que llega llega desde el Sol hasta hasta el límite superior de de la atmósfera es la CONSTANTE SOLAR. SOLAR. Tiene un valor de 2 cal/cm2 x minuto. minuto. La mayor parte de esta energía procede de la luz visible y del infrarrojo cercano. Sin embargo, no toda la energía del sol llega a la superficie, ni tampoco llega la misma cantidad de energía a todos los puntos de la Tierra. Tomada la energía solar que llega desde el exterior a la atmósfera (100%) su distribución aproximada es: Un 28 % es reflejada por las nubes, nubes , la superficie terrestre (sobre todo hielo y nieve) y la propia atmósfera (gases, polvo atmosférico); a esta energía reflejada se le denomina ALBEDO. Un incremento en cualquiera de estos factores causantes del albedo produciría un enfriamiento de la Tierra. ¿Por ejemplo, qué ocurrió en la erupción del volcán Pinatubo en 1991? - Un 25% es absorbido directamente por la atmósfera: atmósfera : 3% absorbido por la la capa de ozono, 17% por el vapor de agua y los aerosoles y un 5% por las nubes. - El 47% restante restante es absorbido absorbido por la superficie superficie de la Tierra Tierra:: el 21% por los continentes, el 25,8% por los océanos y solo el 0,2% por los vegetales para realizar la fotosíntesis. -
Este 47% de energía solar absorbida por la superficie, hace que se calienten los materiales por lo que se libera de nuevo y vuelve al espacio: espacio : - Un 24 % se pierde mediante el calor latente asociado a la evaporación. evaporación. Aprende dibujo - Un 5% se pierde por conducción directa a la atmósfera (calor sensible), - Un 18% se pierde en forma de radiación de onda larga (infrarrojos). De De la radiación emitida por la superficie, la mayor parte es absorbida por la atmósfera, especialmente por el H2O y CO2, produciendo un aumento de temperatura. temperatura . Esto calienta la atmósfera inferior y lo remite de de nuevo al suelo (contrarradiación (contrarradiación atmosférica), lo que produce el efecto invernadero. invernadero.
11
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Así, la cantidad media de energía que recibe toda la superficie terrestre es igual a la que emite la atmósfera, es decir existe un equilibrio térmico entre la radiación solar y la terrestre, lo que asegura la función reguladora del clima en la Tierra. Si en un determinado momento, el balance no está en equilibrio, se produce un aumento o disminución de la energía acumulada en la tierra, que se manifiesta con un aumento o disminución de temperatura, en el volumen de las masas de hielo y por tanto tanto con un cambio climático. 4.DINÁMICA DE LA ATMÓSFERA. Imagina una atmósfera estática en la que no se produjese movimiento alguno de las masas de aire. Piensa y describe los efectos que produciría una situación como esta.
La atmósfera atmósfera terrestre terrestre es fluida y por tanto en movimiento. movimiento. El principal principal motor de los movimientos movimientos de las masas de aire es la diferencia diferencia de radiación radiación solar que se da entre dos puntos puntos de la superficie superficie y genera diferencias de presión, temperatura, humedad o densidad. 4,1, DINÁMICA VERTICAL.
El aire realiza continuos movimientos verticales de ascenso y descenso, debido a variaciones de temperatura, presión y humedad. a)
PRESIÓ PRESIÓN N ATMOS ATMOSFÉR FÉRICA ICA.. ESTABI ESTABILID LIDAD AD E INESTA INESTABIL BILIDA IDAD D ATMOSF ATMOSFÉRI ÉRICA. CA. ANTICI ANTICICLO CLONES NES Y BORRASCAS.
La presión atmosférica es el peso que ejerce el aire de la atmósfera sobre la superficie de la Tierra. Tierra . Su valor medio a nivel de mar es de 1013 1013 mb, o 1 atm. .La presión presión varía con la altitud altitud ya que la masa de aire aire es menor. También varía con los movimientos verticales de aire, pues una masa en ascenso generará bajas presiones y una en descenso, altas presiones. Las isobaras son las líneas que representan de forma gráfica los puntos de igual presión en la atmósfera. Si Selectividad: las observamos podemos distinguir zonas de bajas y altas presiones. aprende a dibujarlo
Se denominan ANTICICLONES (A) a las zonas de altas presiones en la atmósfera; superior a 1013 mb, Los anticiclones se produce producenn cua cuando ndo una masa de aire frío frío (más (más denso) denso) se hal halla la a cierta cierta altur alturaa y tiende tiende a descender.
12
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Estas situaciones son consideradas de buen tiempo, tiempo, pues el aire a medida que desciende se va calentado y por tanto el agua que contiene se evapora y las nubes desaparecen. Los anticiclones se representan con una letra A, de alta alta presi presión, ón, y en ellos ellos las isobara isobarass de mayor mayor presión presión están están en el centro centro disminu disminuyen yendo do en los alrededores. El aire que desciende de un anticiclón anticiclón provoca vientos superficiales desde el centro centro hacia fuera (se trata de zonas de divergenc divergencia). ia). Estos vientos vientos no siguen siguen trayectorias trayectorias rectilínea rectilíneas, s, sino que debido debido a la fuerza de Coriolis se produce una rotación espiral hacia fuera en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio N y y en sentido contrario en el hemisferio Sur. Sur. Selectividad: aprende a dibujarlo
Se denominan BORRASCAS, CICLONES O DEPRESIONES DEPRESIONES a zonas de baja presión en la atmósfera, inferior a 1013 mb. Las borrascas se producen cuando cuando una masa de aire cálido y/o húmedo (menos denso) se halla halla en contacto contacto con la superficie superficie terrestre terrestre y comienza a ascender. ascender. Como consecuen consecuencia cia de ello, en el lugar que ocupaba esta masa de aire se crea un vacío con menos aire y menos presión y el aire frío frío de los alrededores se mueve hacia esa zona (zona de convergencia) y genera vientos superficiales que soplan desde el exterior hacia el centro. Estos vientos en espiral en sentido sentido contrario a las agujas agujas de un reloj en el hemisferio hemisferio N y en sentido de las agujas en el sur. Esta situación es considerada como de mal tiempo, tiempo, porque a medida que asciende el aire se va enfriando y el vapor de agua se condensa en forma de nubes que pueden dar lugar a precipitaciones. Las borrascas se representan con una letra B, de baja presión, y en ellos las isobaras de menor presión están en el centro aumentando en los alrededores alrededores (la presión disminuye disminuye hacia el centro).
La existencia existencia de estas estas zonas de altas altas y bajas bajas presiones presiones y de diferencias de temperatura en el aire provocan en la atmósfera movimientos horizontales y verticales: MOVIMIENTOS HORIZONTALES DEL AIRE. Se producen por diferencia de presión atmosférica en zonas de la misma altura como consecuenc consecuencia ia del calentamien calentamiento to desigual desigual de la Tierra. Tierra. Cuanto mayor sea la diferencia diferencia de presión entre anticlones y borrascas, más intenso será el viento. MOVIMIENTOS VERTICALES DEL AIRE. Se originan por diferencia de temperatura entre capas de aire cercanas. Esto hace que el aire caliente, menos denso, ascienda a zonas más alta. B. LA HUMEDAD ATMOSFÉRICA.
13
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Otro factor que influye influye en los movimientos de las masas de aire es la cantidad cantidad de vapor de agua. El vapor de agua que contiene una masa de aire determina su densidad, a más vapor de agua, menos densidad. De esta forma, el aire húmedo asciende y el seco desciende. La cantidad de vapor de agua del del aire puede expresarse expresarse de dos formas: formas: HUMEDAD ABSOLUTA (HA): Es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen de aire y se expresa en g/m3. La cantidad de vapor de agua que cabe en el aire depende de la temperatura. El aire frío puede contener muy poca humedad, mient mientra rass que que el aire aire cali calien ente te pued puedee admi admiti tirr much mucha. a. Se cono conoce ce como como grado grado de saturación o humedad de saturación (Hs) a la cantidad máxima de humedad que pude contener una masa de aire antes de condensarse. Se denomina Punto de rocío a la temperatura en la que el vapor de agua que contiene una masa de aire comienza a condensarse ( y se representa en la curva de saturación). saturación). HUMEDAD RELATIVA (HR): Es la cantidad de vapor de de agua que hay en un volumen volumen de aire en relación relación con la máxima posible que puede tener, tener, según a la temperatura a la que se halle. Se expresa en %: HR= cantidad de vapor de agua x 100 o HA/HS cantidad máxima de vapor de agua (punto saturación) La temperatura a la que la humedad relativa es el 100% es el punto de rocío. Dado que la humedad humedad relativa relativa depende depende de la tempera temperatura tura,, cuando un aire aire se calienta calienta se seca y cuando cuando se enfría se humedece, aunque no cambie su humedad absoluta. La condensación es el proceso opuesto a la evaporación y la causa directa de las nubes, niebla, rocío, escarcha y todas las formas de precipitación. Así cuando una masa de aire se eleva, se va enfriando a medida que asciende, hasta que llega un momento que alcanza alcanza la temperatur temperaturaa del punto punto de rocío. Entonce Entonces, s, el vapor de agua agua se condensa condensa y se hace visible. visible. A la altura a la que esto sucede se le llama nivel de condensación y en ella comenzará a visualizarse la nube. nube. Una nube está constituída por millones de gotitas de agua ( 0,02 nm) o por cristales de hielo. Para que se forme una nube, nube, además de que la humedad relativa llegue al 100% es necesario que existan en la atmósfera núcleos de condensación (aerosoles, partículas de polvo). Si no hay núcleos de condensación estas no se forman.. Cuando la condensación se produce en zonas próximas a la superficie se forma la niebla. Si la condensación se produce en superficies frías surge el rocío o la escarcha. escarcha. El rocío es la condensación de vapor de agua en las masas más próximas a la superficie terrestre. Normalmente se produce al anochecer, puesto que el suelo se enfría, esto hace que las masas de aire cercanas cercanas se enfríen también y disminuya su capacidad para albergar albergar vapor de agua, que se condensa condensa dando lugar a gotitas gotitas de agua en las superficies superficies frías ( suelo,hoj suelo,hojas, as, coches, tejas..) y se produce el rocío. Si la temperatura baja por debajo de 0ºC las gotas de agua se transforman en hielo y entonces el fenómeno se denomina escarcha. 1. En qué época del año se seca antes la ropa cuando la tendemos al aire libre?. Razona la respuesta 2. Al sacar una botella del frigorífico en verano, se cubre de gotitas en el exteror ¿De dónde procede esa agua? Explica su formación utilizando los conceptos de humedad relativa y punto de rocío. 3. Un se secador de de pe pelo ca calienta el el ai aire. Ap Aplica lo los co conceptos de de hu humedad re relativa y 14
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
explica porque sirve para secar. 4. ¿Cuál es la causa de que , en las zonas polares la humedad relativa sea alta, mientras que la absoluta es baja? 5. La cantidad de agua en el aire en una nevada en el Ártico suelen ser menor que un día soleado en el Sahara. Explícalo Explícalo a partir del concepto concepto de humedad relativa. relativa. 6. Los vientos que descienden de una cordillera son cálidos y secos. Justifica por qué. C. GRADIENTES DE TEMPERATURA TEMPERATURA.
NUBOSIDAD Y PRECIPITACIÓN. PRECIPITACIÓN. La condensación y las precipitaciones se producen cuando se dan en la atmósfera una de estas situaciones: Se produce el contacto entre una masa de aire frío y otra de aire caliente. o Se produce el contacto entre una superficie fría y una masa de aire caliente ( rocío y escarcha). o Porque grandes masas de aires se elevan a gran altura y sufren un descenso de la temperatura por o debajo del punto de rocío. A)
El proceso más común de condensación es por ENFRIAMIENTO ADIABÁTICO (sólo ( sólo por cambio de presión y no por pérdida de calor). calor). El aire al elevarse, elevarse, aumenta su volumen, volumen, por lo que sus moléculas, moléculas, al estar más separadas, separadas, no chocan chocan con tanta tanta frecue frecuenci nciaa y la temper temperatu atura ra del gas descien desciende. de. Así podemos podemos calenta calentarr o enfria enfriarr un gas simplemente con contraerlo o expandirlo sin necesidad de cambiar la temperatura. En la atmosfera a mediada que asciende el aire, y solo por la disminución de la presión, la temperatura de una masa de aire desciende desciende 1ºC/100m,lo 1ºC/100m,lo que se conoce como GRADIENTE ADIABÁTICO SECO (GAS). GAS). Es la variación variación de temperatura que experimenta una masa de aire en movimiento vertical a calor constante. Cuando el aire se eleva y se enfría ( por el GAS) por debajo del punto de rocío comienza la condensación y por tanto la formación de nubes, lluvia, nieve o granizo. El punto de rocío también disminuye con la altura a razón 0,2º C /100m En el momento que el vapor de agua se condensa, el gradiente adiabático se hace menor , 0,6ºC /100m , a esto se le denomina GRADIENTE ADIABÁTICO HÚMEDO. El agua al evaporarse absorbe calor, y al condensarse lo libera por eso GAH GAS (al (al liberar el calor, el aire disminuye más lentamente de temperatura<).
Las nubes nubes son masas masas de gotas de agua o cristales cristales de hielo. hielo. Las gotas de agua tienen tienen un tamaño tamaño de 0,002 mm de diámetro y se condensan alrededor de partículas microscópicas de polvo atmosférico. Las gotas de agua de las nubes tienden a caer por gravedad gravedad y son levantadas levantadas nuevamente nuevamente por el aire en ascenso , aumentando de tamaño tamaño (coalescencia) Cuando el peso de las gotas supera la capacidad de sustentación del aire ascendente se produce la PRECIPITACIÓN. Si el aire asciende a una altitud en la que la temperatura está por debajo de 0º C, se forman cristales de hielo, si es de una forma ordenada da lugar a nieve, si lo hace de forma desordenada da lugar a granizo. En este proceso podemos encontrarnos con tres tipos de situaciones: 15
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
a) SITUACIÓN ANTICICLÓNICA O DE ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA. Se producen cuando GAS GVT . Es decir cuando la masa de aire al ascender pierde ´mas rápidamente calor que el aire que le rodea. Recuerda que el gradiente vertical de temperatura (GVT) tiene un valor valor de 0,65º C cada 100m y se refiere a la temperatura de la atmósfera a diferente altura y no a la temperatura de una masa que asciende. Esto hace que el aire que asciende disminuye más rápidamente su temperatura que el aire de alrededor, por lo que que de manera natural tiende a descender sin formar nubosidad (subsidencia) (subsidencia) . Esto produce una subida de la presión en superficie y la divergencia del aire,. Se produce un anticiclón. Son situaciones de buen tiempo, puesto que al descender , el aire se calienta y las nubes desaparecen.
b) SITUACIÓN DE INVERSIÓN TÉRMICA. Se procude cuando GVT 0 , es decir la temperatura del aire aumenta según ascendemos (disminuye según descendemos). descendemos). Esto ocurre ocurre cuando las capas altas de la atmósfera están están más calientes que la bajas. La capa superior, caliente, iactúa como tapadera y reduce los movimientos verticales del aire inferior. El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente y por consiguiente pierde calor por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío que el que está en las capas superiores de aire cercanas a él, También se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres . Esta situación situación dificulta dificulta la dispersión dispersión de los contaminante contaminantess atmosféricos atmosféricos y es un problema problema en el entorno entorno de las grandes ciudades, donde agrava los procesos de smog. La inversión térmica es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al comprimir la capa de aire frío a los contaminantes contra el suelo la concentración de los gases tóxicos puede llegar hasta equivaler a 14 veces más.
b) SITUA SITUACI CION ONES ES DE INES INESTA TABI BILI LIDA DAD D ATMO ATMOSF SFÉR ÉRIC ICA. A. Existe inestabilidad atmosférica cuando GAS GTV. Es decir cuando cuando la temperat temperatura ura de la masa masa ascendente ascendente disminuye más lentamente que la temperatura del aire inmóvil que lo rodea. Puede producirse en ocasiones tormentosas en las que el Sol calienta excesivamente el aire próximo al suelo de forma que el gradiente vertical aumenta (GVT= 1,3 ºC/100 m). En esta situación situación la masa de aire próxima próxima al suelo suelo tiende a ascender, ascender, por se más ligera ligera que las adyacentes. adyacentes. Esto provoca una zona zona de bajas presiones o borrasca en superficie y la convergencia del aire circundante para rellenar el vacío. Esta situación situación es considerada considerada de mal tiempo, puesto que que el aire al ascender se enfría adiabática adiabáticamente, mente, alcanza el punto de rocío y se condensa , tras lo cual se enfría más lentamente (GAH) y se forman grandes nubes de desarrollo desarrollo vertical, vertical, se producen producen precipitaciones precipitaciones y tormentas fuertes, fuertes, propias de zonas tropicales tropicales y latitudes latitudes medias durante el verano. 16
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
De las tres situaciones situaciones descritas la situación más eficaz para la dispersión de contaminantes es la de inestabilidad atmosférica, puesto que el aire asciende siempre u permite llevar los contaminantes a las capas altas de la atmósfera. La situación de estabilidad la dispersión no es eficaz, puesto que que el aire al elevarse unos pocos metros desciende y los contmainates quedan en las zonas bajas. La situación de inversión térmica es el caso más extremo y los contaminantes se quedan en la capa más cercana a la superficie, que es el aire que respiramos los seres vivos. ORIGEN DE LAS PRECIPITACIONES. Las precipitaciones precipitaciones pueden producirse por: a) CONVECCIÓN. Se producen producen por un ascenso de aire cálido debido debido a que es más ligero que el aire frío que que le rodea. Se produce produce por un calentam calentamiento iento local. local. Y para ello el GAS GVT. Esta column columnaa ascendente ascendente se enfría enfría adiabáticamente hasta alcanzar la misma temperatura que el aire que le rodea, y es entonces cuando deja de ascender. Sin embargo, puede ocurrir que antes de detenerse alcance la temperatura de punto de rocío y comience a condensarse. Se forma así una nube denominada cúmulo (nubes (nubes densas de contornos recortados como una coliflor), la base de esta nube indica el nivel de condensación. Si la masa de aire continúa ascendiendo , la nube crece y se transforma en un cúmulo nimbo (nube oscura oscura que lleva asociada asociada precipitacio precipitaciones nes tormentosas) tormentosas).. Este tipo de precipitaciones son propias de las regiones ecuatoriales y las tropicales. En latitudes medias producen las típicas tormentas de verano.
OROGRÁFICAS. Se producen cuando el aire caliente y húmedo remonta una cadena montañosa, se enfrí, origina nubosidad y precipitaciones en la ladera de barlov barlov ento. ento. Una vez llega a la cumbre la masa de aire seca desciende por sotavento y desciende, caléntanse de nuevo. Este viento que desciende es cálido y seco y hace que esta ladera sea árida. Este fenómeno se conoce como Efecto Foehn o Sombra de lluvia. Este fenómeno se da en la cordillera de los Andes, y en España, las regiones de la cordillera Cantábrica Cantábrica (Galicia, Asturias, Cantabria en la ladera de barlovento, mientras que las cuencas del Duero y Ebro, más secas, en la ladera de sotavento). c)
CICLÓNICAS O FRONTALES. Se producen cuando dos masas de aire de diferente temperatura se pnen en contacto (FRENTE) y el desplazamiento de una produce el desplazamiento frontal de otra.. Estas precipitaciones se dan en latitudes latitudes medias y están asociadas asociadas a las perturbaciones perturbaciones del frente polar. polar. Pueden darse las siguientes siguientes situaciones: Frente frío. Se originan cuando el aire frío en su desplazamiento entra en contacto con el aire cálido y o al ser más denso se introduce debajo de él elvándolo. La superficie frontal es muy inclinada. Se forman nubes de desarrollo vertical (cumulolimbos) que causan fuertes tormentas y chubascos. d)
17
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Frente cálido. En este caso es el aire caliente el que que choca contra el aire frío, pero al ser más ligero se desliza sobre él en una superficie superficie poco inclinada. inclinada. Esto produce nubes de desarrllo desarrllo horizontal horizontallque lque dan lugar a lluvias débiles pero persistentes.
o
Frente ocluido. Se producen cuando chocan un frente frío y uno cálido. Esto provoca la elevación de la masa cálida de ambos frentes y en las capas bajas quedan las masas frías. Las precipitaciones son las asociadas a ambos frentes. o
e)
POR CONVERGENCIA. Se producen cuando llegan corrientes de aire muy húmedo que provocan la sobresatuación del aire atmosférico. Ocurre en la zona ZCIT, donde chocan los alisios del N y S y se producen precipitaciones sin necesidad de disminución de la temperatura del aire.
18
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
OJO: Texto para completar Origen de precipitaciones: convección térmica (pag 20 apuntes)
*En estas situaciones tormentosas en las que se produce la convección, el Sol calienta excesivamente el aire próximo al suelo, de forma que el gradiente vertical aumenta (1,3ºC/100 m, en lugar de 0,65 ºC/100 m y esto hace que GAS < GVT).La GVT).La masa masa de aire aire próxima próxima al suelo suelo empieza a elevarse elevarse espontáneam espontáneamente, ente, al al ser más ligera que la situada en el suelo adyacente. Aunque se enfríe al ascender adiabáticamente, la masa tendrá una temperatura superior a la del aire inmóvil que la rodea (que se enfría muy rápido). La masa seguirá seguirá ascendiendo ascendiendo y cuando alcanza el punto de rocío se enfríará más lentamente lentamente (según el gradiente adiabático húmedo GAH) y así se elevará hasta grandes alturas formando nubes de desarrollo vertical. Este aire inestable crea al ascenderán vacío en superficie que da lugar a un descenso de presión o borrasca y una afluencia de viento convergente pudiéndose producir precipitaciones en forma de tormenta, propias de las zonas cálidas y húmedas y en las latitudes medias durante la estación veraniega.
3. D. LA CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA ( ver gráfico libro pag 47 y 48)
La circulación del del aire en la la atmósfera y la rotación terreste hace que existan las distintas zonas zonas climáticas en la Tierra. Si la Tierra no girase y la superficie fuera uniforme la circulación de aire sería muy sencilla: El aire se calentaría en ecuador (por ser la zona donde inciden más perpendicularmente los rayos solares y se reparten en menos superficie) y al ser poco denso se elevaría. Y el aire frío polar, más denso, desciende desciende y se desplaza desplaza a ecuador para sustituir al aire cálido. cálido. Se forma pues una circulación superficial de aire frío desde los polos al ecuador, donde al calentarse, ascendería de nuevo y se desplazaría hacia los polos para cerrar el ciclo. Se formarían así dos células convectivas entre los polos y el ecuador, una en cada hemisferio. Sin embargo embargo este modelo modelo no es real, y la circulación circulación es más compleja. compleja. Este modelo sólo sirve para los cuerpos estáticos. Debido al giro de la Tierra de O a E y a la diferente velocidad de la rotación en las diferentes latitudes ( máxima en el ecuador y mínima en los polos), en la Tierra se produce el denominado Efecto Coriolis( que afecta afecta al movimiento movimiento de de los viento vientoss y al del del agua): agua): “Todo “Todo móvil que se desplac desplacee de N a S siguiendo siguiendo un meridiano meridiano sufrirá sufrirá una fuerza fuerza (fuerza de Coriolis) que lo desviará a la derecha (Oeste) en el henisferio N y hacia la izquierda (Este) en el hemisferio Sur)” Esto se debe a que como la velocidad de rotación es menor menor en los polos polos que en el ecuador, la trayectoria que describe es menor en los polos que en el ecuador. Por tanto una masa de aire que se desplace de N a S se encontrará encontrará con los paralelos cada vez más grandes, recorre recorre cada vez más distancia y sufrirá sufrirá retraso con respecto respecto a la rotación terrestre, lo que hará que se desplace hacia el O y no en línea recta. Si la masa de aire se desplaza de S a N se desviará hacia el este. 19
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Principale Principaless zonas de circulación circulación atmosféric atmosférica: a: De esta forma, por el efecto Coriolis y la diferente distribució distribuciónn de tierras y mares, ya no se forma forma una sola célula convectiva convectiva en cada hemisferio hemisferio sino tres células convectivas más pequeñas, en las que los vientos tienen una dirección oblicua): Célula de Hadley. El ascenso se produce produce en la zona ecuatorial y el descenso hacia los 30º de de latitud. Es la célula más activa, al serla insolación máxima en la zona ecuatorial. Célula Polar. Polar. En las zonas polares, la insolación es mínima y el albedo máximo. El aire frío desciende y crea una zona de altas presiones permanentes. anteriores, entre los 30º y 60º de latitud. En este caso, la zona Célula de Ferrel: Entre las dos células anteriores, comprendid comprendidaa entre entre las dos células células directas directas estaría ocupado ocupado por un aire ni tan frío como el que queda queda al norte ni tan caliente como el del sur, por lo que en el borde N, se comporta como cálido y asciende y en el borde sur se comporta como frío y desciende.
Hay que tener en cuenta que: - Cuando dos corrientes de aire aire ascienden, se produce produce una zona de de baja presión (borrascas) (borrascas) y de lluvias y precipitación. - Cuando dos corrientes de aire descienden se se crea una zona de altas presiones y sequedad (anticiclón). (anticiclón). Zonas climáticas de la Tierra. El resultado de estas celdas determinan la situación de los vientos y las presiones atmosféricas y con ello dan lugar a las grandes zonas climáticas de la Tierra: • Zona de convergencia intertropical (ZCIT). El calentamiento del aire y la intensa evaporación hacen que las bajas presiones sean casi permanentes y las precipitaciones abundantes todo el año. La escasez de vientos producen las prolongadas calmas tropicales. 20
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
•
•
•
•
•
Zona de los vientos alisios: Al norte y al sur de las clamas ecuatoriales soplan los vientos alisios (del NE y SE respectivamente) Cinturón subtropical de altas presiones. Corresponde a la zona de descenso de las células de Hadley y Ferrel (30º de latitud). Las altas presiones son permanentes y las precipitaciones son escasas, dando lugar en caso de zonas zonas continentales a los desiertos subtropicales subtropicales como el el Sahara. Zona templada de vientos de Oeste. Se producen alternancia de altas y bajas presiones y las precipitaciones se deben a sistemas de frentes. Zonas circumpolares de vientos del Este. Son zonas de bajas presiones y alta pluviosidad. (60º). Es la zona de origen del frente polar. Zonas polares. En latitudes altas. Son Son zonas frías de altas presiones de de muy escasa precipitación. (el aire frío desciende) .
La zona de choque entre los vientos del Este polares fríos y los vientos del oeste templados provoca lo que se denomina FRENTE POLAR y constituye un área de mucha inestabilidad con borrascas y ciclones. En la circulación atmosférica también influyen influyen la distribuci distribución ón de masas de tierra y agua por la diferente velocidad de calentamiento y enfriam enfriamien iento to del agua agua y la Tierra. Tierra. De ahí el sistema sistema de brisas costeras. costeras. Durante el día la Tierra se calienta más rápidamente que el agua, el aire calentado asciende y es repuesto por aire marino, más frio. Por la noche la circulación del viento es al contrario. Este mismo sistema puede aplicarse a escala continental, como es el caso de los MONZONES. 1 ¿Por qué en el centro de África hay grandes bosques y en el N se encuentra el desierto del Sahara?. 2. En los tiempos de navegación a vela, los barcos iban a América por rutas situadas más al sur que aquellas por las que volvían?¿Por qué?
5.EL CLIMA 5.A). CONCEPTO . ELEMENTOS Y FACTORES CLIMÁTICOS
Se llama llama CLIMA CLIMA al conjun conjunto to de fenóme fenómenos nos de tipo tipo meteo meteoro rológ lógico ico (pluviosidad, temperatura…) que caracterizan la situación y tiempo atmosférico en un lugar determinado de la Tierra . La climatología climatología es la ciencia que se ocupa del estudio del clima. No se debe confundir clima con tiempo atmosférico (temperatura, humedad, nubosidad, precipitación y viento) de un momento determinado. Para conocer el clima es necesario conocer datos del tiempo meteorológico durante muchos años y calcular la media. El clima de una región esta determinado por los ELEMENTOS CLIMÁTICOS : temperatura, presión, humedad, vientos, nubosidad, precipitaciones, etc. Los elementos climáticos son los parámetros por los que se describe el tiempo meteorológico y el clima. Los elementos más significativos son la PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y LA TEMPERATURA.
21
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Presión. La presión atmosférica no es igual en toda la superficie terrestre terrestre y depende de la temperatura y la humedad del aire ( completar con la definición de presión y anticiclones y borrascas de página 14). En general las zonas continentales suelen generar anticiclones, mientras que los mares cálidos generan borrascas. Temperatura. Depende de la cantidad de radiación absorbida en un lugar determinado de factores como la latitud, altitud, orientación y proximidad del mar. Estos elementos, a su vez, dependen de una serie de FACTORES CLIMÁTICOS , principalmente geográficos, como los siguientes: 1. Latitud : Influye en la cantidad de radiación solar que incide en la Tierra. Condicionando por tanto:
la temperatura, que aumenta de los polos al ecuador. la circulación general de la atmósfera, al producirse un calentamiento desigual, mayor en el Ecuador y menor en los Polos. Esto determina la localización de los cinturones de altas y bajas presiones y por tanto de los principales sistemas de vientos. En las precipitaciones. Así las zonas donde se producen más precipitaciones son las zonas ecuatoriales ( ascenso de aire húmedo) y en la zona de contacto de los vientos del oeste y los polares donde se generan los frentes polares. También hay regiones muy secas (las zonas de los anticiclones subropicales, donde se encuentran la mayor parte de los desiertos) y las regiones polares, donde se produce el descenso del aire frío.
2. Altitud : Se produce una bajada de la temperatura al aumentar la altitud, lo que hace que las regiones 3.
4.
5.
mas elevadas sean mas frías. Continentalidad : Es la proximidad o lejanía de los océanos, que influye sobre el clima de varias formas: 1. Porque la mayor parte del agua de la atmósfera procede de la evaporación del agua de mar y por tanto, influye sobre las precipitaciones. Las precipitaciones suelen ser menores en las regiones continentales. 2. Porque el agua se enfría y se calienta más lentamente que las rocas continentales, por lo que las regiones costeras presentan climas más suaves. Tiene pues un efecto amortiguador de la temperatura. Así en las zonas continentales las temperaturas temperaturas varían más de la noche al día y la estacionalidad es más acusada. El agua tiene un calor específico mayor que la Tierra, hace falta mucho calor para aumentar un grado su temperatura, ya que antes hay que romper los puentes de H de sus moléculas. Las características del mar . Las corrientes marinas cálidas cálidas o frías pueden hacer que que las temperaturas temperaturas difieran de las que corresponden a su latitud (ejm las Islas Canarias, cerca de la corriente fría, hacen que sus temperatu temperaturas ras sean más moderadas moderadas).). Por otra parte parte los mares cerrados cerrados como el Caribe Caribe y el Mediterráneo, pueden potenciar las borrascas. Orientación : Hace que la exposición exposición al sol sea diferente, por por lo que la temperatura temperatura se ve afectada. En una zona montañosa, según su orientación podemos distinguir una zona de solana y de umbría. En ocasiones el relieve hace que se produzcan precipitaciones en la ladera de barlovento al ascender y enfriarse el aire húmedo, mientras que la ladera de sotavento es árida al descender el aire seco y caliente ( efecto Foëhn.). La influencia de la orientación de una cordillera es patente cuado esta es 22
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
paralela a la costa ( En los Andes o la cordillera Cantabrica – Asturias, Galicia, Cantabria son más húmedas que la ladera del valle del Ebro y el Duero).
5.B) DISTRIBUCIÓN LATITUDINAL DE LOS CLIMAS. (ver gráfico libro pag 53) La Tierra está dividida dividida en franjas climáticas desde el Ecuador a los Polos: LATITUDES BAJAS, MEDIAS Y ALTAS. No obstante, en cada zona climática aparecen situaciones especiales como son las áreas continentales, las zonas montañosas, la proximidad de mares interiores que modifican la distribución laitiudinal de los climas.
LOS CLIMAS DE LATITUDES BAJAS Se encuentran en las zonas próximas al Ecuador hasta los Trópicos . Se caracterizan por elevadas temperaturas y precipitaciones muy abundantes o muy escasas, según la humedad atmosférica de la región. En estas latitudes latitudes se pueden encontrar tres tipos de clima: Ecuatorial: Se caracteriza por precipitaciones abundantes y las temperaturas son altas y uniformes. Las lluvias lluvias se producen producen o bien por el choqu choquee de los vientos vientos alisios de de los dos hemisferio hemisferioss o como consecuencia de un calentamiento del aires en el ecuador. Tropical: Se caracteriza por tener una temperatura intermedia y la alternanacia de dos estaciones, una húmeda y otra seca. Áridos: Son propios de zonas con con precipitaciones anuales inferiores a 100 mm. mm. Se sitúan allí donde hay hay altas presiones subtropicales. Bien por estar en zonas continentales o por la presencia de barreras montañosas. Riesgos climáticos asociados a latitudes bajas. Características de este tipo de clima son los Monzones, los Tifones y Huracanes Monzones. (ver (ver dibujo página 59) Son vientos característicos de climas de latiudes bajas que se o originan por el distinto calentamiento del continente y del océano. Son una especie de brisa marina a gran escala en la que la alternancia de movimientos tierra-mar es semestral en lugar de diaria. En verano, en el continente asiático debido a su tamaño, se calientan grandes masas de aire que ascienden y son sustituidas por otras que provienen del sur (del océano). Es el monzón monzón de verano, verano, que como como está está cargado cargado de humedad y dan lugar a lluvias fuertes fuertes en India y el Sureste de África. Durante el invierno invierno , el continente se enfría en exceso y el monzón de invierno o sopla hacia el mar lo que provoca una estación seca. Los monzones se deben a la fluctuación de la zona ZCIT (zona de altas presionees donde se encuentran los alisisos del N y S). En verano asciende situándose sobre Asia y los vientos del anticiclón del océano Indico se mueven hacia el continente. continente. En invierno se desplaza desplaza hacia el sur y se dispone sobre Asia el anticicilón anticicilón subtropic subtropical al que envía vientos secos al mar. (ver fig pag 54 libro). Huracanes, tifones tifones o ciclones (dibujo pag 58). Son términos sinónimos Un huracán es un grupo o de tormentas muy próximas entre sí que tienen un diámetro medio de 500 km y giran en espiral entorno a una parte central: el ojo del huracán, huracán, de aproximadamente 40 Km de ancho y que se encuentra encuentra en calma. . Es un fenómeno que se origina en las proximidades del ecuador donde la fuente insolación calienta el agua del mar al menos hasta 27ºC, originand originandoo una fuerte evaporación evaporación y convección, convección, que forma nubes de tormenta tormenta de un enorme desarrollo vertical. El giro en espiral es debido al efecto Coriolis. Se origina una gran depresión central ( el ojo del huracán) y el aire de zonas zonas próximas tiende a rellenarlo rellenarlo produciendo vientos de hasta 200 km/h. Al estar rodeada por el mar la depresión queda rodeada por aire caliente y húmedo que una vez enfriado tiende a descender por el ojo del huracán. . Debajo del ojo del huracán y como consecuencia de la fuerza de succión ejercida por las borrascas, se produce una elevación del agua del mar qu da lugar a grandes olas que pueden asolar las costas.. 23
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Cuando los huracanes penetran en tierra se debilitan al cortárseles el suministro de humedad y se convierten en borrascas tropicales. Os mayores peligros de los huracanes se deben a la velocidad del viento, a las las inundaciones debidas al oleaje y las fuertes lluvias. LOS CLIMAS DE LATITUDES ALTAS Se encuentran en los círculos polares y se caracterizan por tener temperaturas bajas y precipitaciones muy escasas. Distinguimos: Clima subpolar. Se extiende en los bordes continentales de Eurasia y América, donde se ponen en contacto las masas de aires polares marítimos y continentales. Clima polar. polar. Se encuent encuentra ra en la Antártic Antárticaa y el interi interior or de Groenl Groenland andia ia Las tempera temperatur turas as son siempre siempre inferiores a 0º, las precipitaciones escasas y se da una situación de inversión térmica. CLIMAS DE LATITUDES TEMPLADAS. Los climas de LATITUDES MEDIAS se caracterizan caracterizan por por tener temperatura temperaturass moderadas moderadas y precipitaciones precipitaciones de intermedias a altas. El clima en las zonas templadas del hemisferio Norte (incluida España) viene condicionada por la posición que ocupe el frente polar y la corriente de chorro, ambos hacen de frontera entre el aire aire frío frío pola polarr y el cáli cálido do trop tropic ical al.. Puedes Puedes imaginarte imaginarte una multitud de gigantes gigantes de 10 a 12 km de altura que que tienen los pies en el suelo y la cabeza cabeza en la tropopausa y que juegan al coro en torno a la Tierra, Tierra, girando girando de oeste a Este con el polo N a sus espaldas. La corriente de chorro ocuparía la posición de sus cabezas y el frete polar sería representado por sus cuerpos. A sus espalda espalda llegaría llegaría el viento viento levante levante polar frío y denso denso y de frente el aire cálido tropical. El FRENTE POLAR es un conjunto conjunto de frentes frentes sucesivos sucesivos que que forman una especie de cinturón que rodean a los polos ( uno en cada hemisferio ). Se originan cuando entran en contacto los levantes polares y los vientos cálidos y húmedos del oeste. Este choque de masas de aire favorece la formación de borrascas ondulatorias . El frente polar separa un cinturón de borrascas al N de uno de anticiclones al sur. Las borrascas están asociada en altura a la corriente de chorro y esto provoca su desplazamiento de Oeste a Este (ver fig pág 54) La CORRIENTE DE CHORRO (o jet stream) es un río de viento situado a unos 12 km de altura que se origina en el límite superior de la troposfera por contraste térmico entre la masa de aire polar polar y la tropical. Los vientos cálidos al chocar con la masa de aire frío asciende y al llegar a la troposfera troposfera no ascienden más (pues (pues en ella sólo hay movimientos verticales) y giran en torno a la Tierra de O a Este por el efecto Coriolis. La corriente de chorro tiene forma tubular aplanada de 100-20 km altura y unos 2 km de espesor. El viento alcanza velocidades de más de 500 km/h. La corriente de chorro puede presentar ondulaciones que son los los gérmenes de las borrascas. Cuando uno de estos meandros se estrangula da lugar a una gota de aire caliente en latitudes calidas (gota fría) La posición del frente polar y la corriente de chorro varían durante el año: hace que las borrascas ondulatorias ondulatorias afecten a las latitudes En invierno se desplaza hacia el sur y esto hace templadas. 24
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
En verano suele suele alcanzar alcanzar latitudes latitudes más altas y por tanto la zona de altas presiones presiones subtropicales se sitúa en las latitudes medias.
Los tipos de climas de latitudes medias son : Se caracteriza caracteriza por la alternancia alternancia estacional estacional entre un tiempo lluviosos lluviosos y CLIMA MEDITERRÁNEO. templado en invierno y cálido y seco en verano. Se origina entre los 30 º y 45 º de latitud, en las fachadas fachadas oeste de los países bañados por el Mediterráneo Mediterráneo.. Un clima semejante semejante se encuentra encuentra en el SO de Australia, California, Chile y en el SO d la rep Sudafricana. CLIMA CHINO. Se produce en las fachadas orientales a la misma latitud que el mediterráneo. CLIMA DE DESIERTO Y ÁRIDO. Se originan en zonas muy del interior debido a que llegan los vientos con poca humedad. CLIMA OCEÁNICO. Se sitúa sitúa en la fachada fachada occiden occidental tal de los continen continentes tes por encima encima de 45 º de latitud donde hay predomino de perturbaciones del frente polar. Riesgos climáticos asociados a latitudes medias: GOTA FRÍA Es una situación frecuente frecuente en España sobre todo en Otoño en la zona de Levante. Su origen no tiene que ver con los frentes frentes sino con aire frío frío procedente procedente en altura altura procedente procedente de la corriente corriente de chorro chorro polar. Se origina origina por la la ruptur rupturaa de las ondulaci ondulaciones ones de la corrie corriente nte de chorro chorro , de forma forma qu quee qu queda eda aislada aislada una gota de aire aire frío frío en latitudes latitudes medias, quedando esta rodeada en una masa de aire cálido. Esta área de baja presión en altura forma su reflejo en una borrasca en superficie. Entre ambas borrascas se forma forma una enrome chimenea por donde asciende el aire tropical y desciende el aire frío. Si la masa masa está cargada de humedad y es verano, y nos encontramos en una zona costera se puede desatar un temporal de aguaceros e inundaciones.
TORNADO. Son fenómenos fenómenos meteorológicos meteorológicos muy destructiv destructivos os que se caracterizan caracterizan por la presencia de vientos de hasta 500 km/h que giran a partir de una nube de tipo conectivo. Cuando la nube entra en contacto con el suelo, forma grandes remolinos que suelen ir acompañados de lluvia, granizo . Su formación se ve favorecida por la presencia de aire polar que hace ascender al aire cálido en un frente frío. Son frecuentes en América, pero también en España. 5. C) EL CLIMA EN ESPAÑA La Península ibérica está situada en una latitud media en la zona de influencia del frete polar y de sus borrascas. Esta situación situación climática climática está condicionada condicionada por la orografía, orografía, la existencia existencia del mar Mediterráneo Mediterráneo y el estar en el límite norte de la influencia de las presiones tropicales y el aire cálido y seco procedente del Sahara. Durante el verano el anticiclón subtropical de las Azores está más cerca del Polo Norte y bloquea la entrada de borrascas en nuestro país, desviándolas al norte de Europa. Las lluvias de verano son de carácter tormentoso. Es esta época es frecuente que nos lleguen vientos procedentes del Sahara, cálidos y secos y a veces cargados de polvo. Esto da lugar calinas. Durante el invierno el anticiclón anticiclón de las Azores se desplaza hacia el sur, por lo que no tendría tendría que haber ningún impedimento para la entrada de las precipitaciones de las borrascas del frente frente polar. Sin embargo, nuestro nuestro país se comporta comporta en esta estación como un continente, continente, ya que como resultado resultado del intenso frío 25
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
invernal invernal se forma un anticiclón anticiclón de bloqueo bloqueo que da lugar a intensas sequías, sequías, acompañadas de nieblas o heladas y que desvía las lluvias a la cornisa Cantábrica. Las lluvias invernales son de tipo frontal (frentes) pero para que ocurran deben disiparse el anticiclón de bloqueo hecho que sólo se produce cuando el viento sopla muy fuerte y empuja a las borrascas para que puedan entrar. En primavera y otoño el anticiclón anticiclón desaparece desaparece y entonc entonces es es frecue frecuente nte qu quee entren entren las borras borrascas cas ondulatorias frontales.
CLIMAS DE ESPAÑA. En España existen varios dominios climáticos que se diferencian por el comportamiento de los dife difere rent ntes es elem elemen ento toss clim climát átic icos os qu quee actú actúan an sobr sobree el compor comportam tamien iento to de la atmosf atmosfera era.. Por ello, ello, en España España se pueden distinguir 5 dominios climáticos o zonas climáticas:
1. Domini Dominioo climáti climático co de influen influencia cia atlánt atlántica ica (oceánico ). ). Se corr corres espo pond ndee
geográficamente con el litoral cantábrico y atlántico, los cuales se encuentran afectados por la acción de la circulación del frente polar. Como consecuencia de ello, presenta inviernos suaves e veranos frescos, por tanto, las variaciones estacionales son pequeñas. Es la zona de España con mayores precipitaciones, las cuales se producen de forma regular a lo largo de todo el año.
2.
Dominio climático mediterráneo .
Se corresponde geográficamente con el litoral mediterráneo, m editerráneo, en el cual el frente polar polar aparec aparecee debil debilita itado do por los obstác obstáculo uloss orográ orográfic ficos os (monta (montañas ñas)) que ha encontrado a su paso y que han reducido considerablemente su humedad. Las precipitaciones son escasas y se producen sobre todo en otoño (lluvias convectivas), los veranos son muy secos. Las variaciones en la temperatura son pequeñas por la influencia del mar.
3. Dominio climático interior . Se corresponde geográficamente con el interior de la península ibérica, en
esta zona la influencia marítima no se produce por la barrera que suponen las cordilleras periféricas. Como consecuencia de esto, los veranos son muy calurosos y los inviernos muy fríos. Con frecuencia el paso paso de masa masass de aire aire frío frío o cáli cálido do (adv (advec ecci cion ones es)) proc proced eden ente tess del del océa océano no atlá atlánt ntic icoo prod produc ucen en precipitaciones sobre todo en invierno. 26
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
Los veranos son similares en todo el dominio en cuanto a las precipitaciones, las cuales son escasas. 4. Dominio climático de montaña . Se corresponde geográficamente con las
montañas, en las que se produce un aumento de las precipitaciones de tipo orográfico, en muchos casos en forma sólida (nieve). Se observa un descenso de la temperatura con la altura, y variaciones de la insolación dependiendo de la orientación, pudiéndose apreciar variaciones importantes entre caras diferentes de las montañas sobre todo entre la Norte (umbría) y la Sur (solana). 5. Dominio climático insular canario . Se corresponde geográficamente con
las Islas Canarias, las cuales debido a la diferencia de latitud con la Península Ibérica, reciben la influencia de los vientos Alisios y de las altas presiones subtropicales, que dan como resultado un clima con una primavera continua, con pocas variaciones de las precipitaciones y de las temperaturas a lo largo de todo el año.
Situaciones climáticas especiales riesgos climáticos: La gota fría y los tornados. (ver anterior) 5.D. EL CLIMA EN EXTREMADURA. EXTREMADURA.
En el clima de Extremadura influyen dos factores: el carácter mediterráneo y la continentalidad. continentalidad. El clima mediterráneo es común en toda la geografía extremeña por la prolongada ausencia de precipitaciones en el periodo veraniego que abarca casi desde mediados del mes de mayo a los primeros días de octubre; algunos años se ve interrumpida esa larga sequía por tormentas ocasionales que aportan cierta humedad al ambiente en muy escasos días, siendo prácticamente nula en los meses centrales del verano. El resto del año participa de un régimen continental moderado pero en el que se manifiesta una cierta influencia atlántica, ya que la ausencia de relieves montañosos al oeste de la región, facilita la entrada de aire húmedo del oeste al sudoeste, mitigando en parte la continentalidad y haciendo que el régimen pluviométrico se eleve por encima del resto de la Meseta Central española. Esta influencia atlántica se pone de manifiesto en el régimen térmico; en la parte más occidental o ccidental de la región las temp temper erat atur uras as son son más más mode modera rada das, s, mien mientr tras as qu quee en la part partee orie orient ntal al hay hay un mayo mayorr recr recrud udec ecim imie ient nto, o, preferentemente preferentemente en el invierno. Así podemos dividir la región extremeña en dos mitades (dirección norte-sur). La zona que queda al oeste tendría un clima mediterráneo continental moderado y las dos terceras partes orientales quedan definidas por un clima mediterráneo continental extremado. PRECIPITACIONES. Son preferentemente lluvias. Se reparte en las tres cuartas partes del año, excluyendo el periodo seco de la estación veraniega. 27
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011
En general, general, son abundantes abundantes en otoño e inverno inverno y descienden descienden en el periodo periodo primaveral. primaveral. La mayoría de los años aparece un periodo relativamente seco en medio del invierno, cuando se instaura en la Península Ibérica un anticiclón europeo o el de las Azores que excluyen la entrada de masas de aire húmedo y templado procedentes del océano. Las precipitaciones varían de varían de unas zonas a otras: 1. Regiones Regiones montañ montañosas osas del del norte norte de la región región:: superiore superioress a 1.000 1.000 mm. (inclu (incluso so más). más). 2. Zona sur, sur, Sierra Sierra de Tentud Tentudía: ía: del del orden orden de los 800 800 mm. 3. Sierras Sierras centr centrales ales núcleos núcleos super superiores iores a los 600 mm. 4. Zonas Zonas centrales centrales de ambas provincias provincias (meseta (meseta Trujill Trujillano-Ca ano-Cacereñ cereñaa y parte parte de la comarca de la Siberia) Siberia) de alrededor de los 400 mm. Las precipitaciones en forma de nieve se producen producen en el norte montaño montañoso so de Extremadura, Extremadura, donde donde las nevadas pueden permanecer en el suelo por periodos de diez a quince días, suponiendo un aporte hídrico a los arroyos y ríos que descienden de dichas áreas. En el resto de la región, aunque la nieve no es frecuente, tampoco es desconocida.
TEMPERATURAS. La temperatura media anual de la región extremeña está comprendida entre entre los 13º y los 17º. Corresponden las zonas más frías a las Sierras de Norte, Guadalupe y las Sierras de Llerena y Tentudía. El periodo veraniego es similar para toda la región. El calor se pone de manifiesto casi sin interrupción desde los primeros días de junio, prolongándose a los últimos días de septiembre. La temperatura media en este periodo es de 25º C ( menos en las montañas del norte) y existe un núcleo de 27ºC en la cuenca del Guadiana.
VIENTOS. A Extremadura llegan llegan los vientos de influencia influencia atlántica por su topografía y los valles deL Tajo Tajo y Guadiana. En general la región extremeña es poco ventosa. METEOROS. Los más frecuentes y significativos son: 1. El rocío y la escarcha : 2. La niebla : Se da particularmente en las vegas y valles de los grandes ríos. En invierno suelen ser muy persistentes a veces, disipándose muy avanzada la mañana, e incluso, permaneciendo varios días. Su frecuencia oscila entre los 15 y 25 días al año. 3. Las tormentas : En general, Extremadura no es zona de frecuentes tormentas y en promedio no pasan más allá de 10 días y se reparten principalmente principalmente durante la primavera y primeros días del verano. 6. GRANDES GRANDES CAMBIO CAMBIOS S CLIMÁTICO CLIMÁTICOS S EN LA LA TIERRA. TIERRA. A lo largo de la la historia de la Tierra Tierra se han producido variaciones climáticas. Hay varias hiótesis que intentan explicar estos cambios climáticos: a) Hipótesis Hipótesis solares. solares. Se basan basan en la disminución disminución de la energía energía que que llega a la Tierra. Tierra. Puede Puede ser debida debida a: Fluctuaciones en la producción de energía del Sol. • Presencia de nubes de polvo debidas a vulcanismo o meteoritos. • Incremento de la intensidad del campo magnético terreste. • b) Hipó Hipóte tesi siss geoló geológi gica cas. s. Aumento del calor que emite la Tierra. • Aumento del albedo. (por una distribución de los continentes cercana a los polos o porque las • glaciaciones coinciden con orogenias. 28
TEMA 1: LA ATMÓSFERA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA. 17 de noviembre de 2011 •
Alteraciones orbitales. i. Variac Variación ión de la incli inclinac nación ión del del eje de la Tierr Tierra, a, que que varía varía desde desde 21,5º 21,5º a 24,5º 24,5º con un periodo de 40.000 40.000 años, a más inclinación más extremas serán serán las fluctuaciones en los hemisferios. ii. Forma de de la órbita órbita terrestre terrestre,, que pasa pasa a ser de circula circularr a elíptica elíptica cada 100.000 100.000 años. años. iii. Preces Precesión ión.. Bamboleo Bamboleo del eje de rotaci rotación ón de la Tierra, Tierra, hace un círuclo círuclo completo completo cada 25.000 años.
ACTIVIDADES. Mirar ejercicios libro: Pág 90: 5,6,16,19,20. Preguntas PAU:
2.1.- a) Estructura y composición de la atmósfera atmósfera (descripción breve con los datos fundamentales). fundamentales). b) ¿Por qué afirmamos que la atmósfera tiene un papel filtrador y un papel difusor-regulador? 2.2.- ¿De qué factores depende el gran poder de la atmósfera como difusora de los contaminantes? (Compara la dinámi dinámica ca atmosf atmosféri érica ca con la de la hidros hidrosfer fera, a, con la de la biosfe biosfera ra y con la de la cortez corteza a terres terrestre tre para discut discutirl irlo o convenientemente). 2.8.- ¿Podemos considerar al CO2 como una sustancia contaminante de la atmósfera?. Justifica tu respuesta. 2.9.- a) Enumera procesos naturales de entrada de CO2 en la atmósfera. b) Enumera procesos naturales de salida de CO2 desde la atmósfera. c) Qué procesos artificiales y qué actividades humanas están incrementando actualmente el contenido en CO2 de la
atmósfera?. 2.15.- Explica en qué consiste la inversión inversión térmica. ¿En qué situaciones situaciones orográfica orográficass y meteorológi meteorológicas cas se produce produce con mayor mayor frecuencia? .13.- a) Dibuja convenientemente la estructura y explica la dinámica de una borrasca y de un anticiclón. b) ¿Qué relación existe entre ambas situaciones atmosféricas? ¿Cómo influy influyen en una u otra otra de las mencio mencionad nadas as situac situacion iones es atmosf atmosféri éricas cas sobre sobre la posibl posiblee disper dispersió sión n de los c) ¿Cómo contaminantes emitidos a la atmósfera?
29