¡la meteorología

Proyecto GLAD
Meteorología y Exploradores
Unidad del 5to. Grado
¡LA METEOROLOGÍA:
está en el aire!
UNIDAD DEL PROYECTO G.L.A.D.
Basado en las Normas Académicas para Ciencias del Estado de California
NORMAS ACADÉMICAS PARA EL
5TO.GRADO
ASIGNATURA: CIENCIAS DE LA TIERRA
COMPILADO POR SALLY FOX
DISTRITO ECOLAR LA MESA-SPRING VALLEY
5-1-03
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
La Tierra es un planeta único en nuestro sistema solar.
Gira alrededor del sol porque es atraída por la fuerza
gravitacional del sol. Los científicos creen que la
Tierra tiene 4,500,000,000 años. ¡Eso se escribe con 8
ceros!
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente
la vida humana.
La Tierra está compuesta por elementos y minerales.
Su estructura es como la de una cebolla, una capa sobre
otra. Los elementos más pesados son atraídos hacia el
centro del planeta por la fuerza de la gravedad. Los
más livianos forman la capa exterior de la Tierra
(adonde vivimos) y la atmósfera (adonde respiramos).
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
La capa más liviana de la Tierra es la atmósfera. Los
científicos han observado varias capas en la atmósfera:
la troposfera (donde vivimos y respiramos, donde los
pájaros vuelan y donde ocurren los fenómenos
meterológicos), la estratosfera (donde vuelan los
aviones a reacción), la mesosfera (donde se encuentran
restos de meteoritos) y la termosfera (donde están los
satélites y las naves espaciales). ¡Esa es la atmósfera, la
capa más liviana del planeta Tierra!
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
La energía del sol ocasiona que ciertas cosas pasen en
la atmósfera. Una de las más importantes es que la
energía del sol acciona el ciclo del agua, también
llamado ciclo hidrológico. El ciclo del agua explica
cómo el agua se mueve entre la atmósfera, la tierra, los
ríos y los océanos.
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Los procesos que mantienen en funcionamiento el ciclo
del agua son evaporación, condensación y
precipitación. La evaporación hace que el agua cambie
del estado líquido al gaseoso, en forma de vapor de
agua en el aire y frecuentemente en las nubes. La
condensación hace que el vapor de agua en el aire se
transforme nuevamente en líquido. La precipitación
hace que el agua caiga de nuevo sobre la Tierra en
forma de lluvia o de nieve.
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Mucha gente llama la Tierra “el Planeta de Agua.” Los
astronautas nos dicen que desde el espacio la Tierra se
ve como una cánica azul en la cual ese color se
arremolina a su alrededor. El color azul es el agua del
Planeta (y las partículas que hay en ella) reflejando la
parte azul del espectro de la luz solar. La mayor parte
del agua de la Tierra se encuentra en los océanos –es
agua salada y no se puede beber. Hay otra parte del
agua del Planeta que tampoco se puede beber porque
está congelada y se encuentra en forma de nieve o de
témpanos de hielo. La gente necesita agua para beber y
para irrigar por lo cual es una sustancia muy preciada.
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movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
La gente puede ayudar de muchas formas para que el
agua que tenemos alcance para llenar todas nuestras
necesidades. Primero, podemos ser cuidadosos y no
desperdiciar agua. Eso se llama conservación.
Segundo, podemos usar la misma agua una y otra vez.
Esto se llama reciclaje. Muchos campos de golf usan lo
que se llama “agua gris” para regar sus enormes
céspedes. Tercero, podemos tener cuidado de no
contaminar la vertiente de agua local de manera que el
agua de escurrimiento pueda usarse sin correr ningún
peligro. Eso se llama prevenir la contaminación.
¡LA METEOROLOGÍA
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los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Otra forma en la que el sol hace que pasen cosas en la
atmósfera de la Tierra es calentando la superficie del
planeta. Ya que la superficie de la Tierra es irregular
(montañas, planicies, valles, zonas altas, zonas bajas,
zonas cubiertas con plantas, zonas desérticas) el
calentamiento no es parejo. El calentamiento desigual
ocasiona que las corrientes de convección se muevan a
diferentes velocidades. Estos movimientos variables del
aire causan los cambios climáticos.
¡LA METEOROLOGÍA
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movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Debido a que la superficie de la Tierra se calienta en
forma irregular, y debido a que el planeta está rotando
constantemente sobre su eje mientras gira alrededor del
sol, el aire también está en constante movimiento. Los
vientos de la superficie se mueven de los polos de la
Tierra hacia el ecuador. Si la Tierra no estuviera
rotando, estos vientos se moverían de norte a sur, pero
debido al movimiento de rotación se curvan hacia el
este o hacia el oeste dependiendo de qué tan cerca estén
del ecuador.
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Las corrientes de los océanos y el ciclo del agua
producen los fenómenos del tiempo y el clima. El ciclo
del agua lo hace al evaporarse subiendo hacia las nubes
y regresando posteriormente a la Tierra en forma de
precipitación (por ejemplo, lluvia o nieve). El ciclo de
las corrientes de los océanos puede afectar grandemente
el clima de las áreas costeras. Por ejemplo, la Corriente
del Golfo lleva agua caliente del Caribe a Inglaterra,
proporcionándole un clima mucho más cálido del que
tendría si no fuera así. Las edades de hielo también son
parte del ciclo del agua. Ocurren durante períodos que
comprenden varios miles de años.
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movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Para acortar el viaje de Nueva York a Londres,
Benjamín Franklin fue el primero en hacer mapas de las
corrientes oceánicas en el Atlántico. En 1777 trazó el
mapa de la Corriente del Golfo midiendo la temperatura
del agua. Franklin recomendó que los capitanes que
llevaban el correo entre América y Europa navegaran
siguiendo la Corriente del Golfo para ahorrar tiempo.
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los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Uno de los importantes beneficios de la metereología es
el pronóstico del tiempo. Los metereólogos predicen el
estado del tiempo mediante la recolección de datos y la
búsqueda de patrones atmosféricos. Hay muchas
variables que afectan el tiempo tales como presión,
humedad, velocidad y dirección del viento, así como
también la geografía. Los metereólogos usan diferentes
instrumentos como globos sondas, satélites, barómetros,
radares Doppler y anemómetros para recoger los datos
que necesitan para hacer predicciones.
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está en el aire!
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los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
La atmósfera de la Tierra ejerce presión hacia abajo
debido a que la fuerza de la gravedad atrae (hala) la
materia hacia su centro. Aunque el aire es mayormente
invisible, en realidad contiene un montón de materia
que pesa más de lo que pudiéramos imaginar. La
presión atmósferica es más sutil que la temperatura o
que la humedad. ¡En el valle La Mesa-Spring, el aire
pesa alrededor de 15 libras por pulgada cuadrada y
probablemente no lo notaríamos! Mientras más alto nos
encontramos en la atmósfera, menor es la presión que
ejerce.
¡LA METEOROLOGÍA
está en el aire!
La metereología estudia
los fenómenos atmósfericos y el
movimiento del aire causados por la
energía solar, principalmente el
clima. El clima afecta enormemente la
vida humana.
Probablemente todo el mundo puede contar una o dos
historias conocidas acerca del tiempo. Huracanes,
tornados, monzones, sequías, tronadas, relámpagos,
olas de calor, tempestades de nieve, lluvia helada,
granizo –los fenómenos del tiempo nos afectan de
muchas formas. Los metereólogos nos han ayudado a
predecir condiciones severas del tiempo con el fin de
disminuir la pérdida de vidas humanas, la cantidad de
personas lesionadas y el daño a la propiedad. Sin
embargo las condiciones del tiempo todavía siguen
siendo un factor importante en nuestra vida diaria.
LA CIENCIA DE LA METEREOLOGÍA,
Y EL ESTUDIO DE LOS FENÓMENOS
ATMÓFERICOS (COMO EL CLIMA)
ESTÁN ALLÁ ARRIBA, BIEN ARRIBA
¡En el aire, en el aire!
Recuerda, puede ser que el clima no
sea agradable, pero como algunos
restaurantes, siempre tiene mucha
atmósfera.
GRUPO EXPERTO #1
Formaciones de nubes de nivel bajo
La mayoría de las nubes debe su existencia al movimiento vertical ascendente del aire, de ahí que a menudo
sean asociadas con los fenómenos que producen el tiempo como frentes, vaguadas y sistemas de baja presión.
Los procesos de evaporación y condensación siempre están presentes en la formación de las nubes ya que éstas
están hechas de agua suspendida en el aire. Sin embargo, la topografía del terreno también puede ayudar a que
el aire se mueva hacia arriba y produzca nubes. ¿Qué mantiene toda esta agua suspendida en el aire en una
nube? De hecho, ¿por qué no se caen del cielo todas las nubes? La razón es que corrientes ventosas
ascendentes suspenden las partículas que forman las nubes.
Generalmente las nubes se clasifican de acuerdo a carácterísticas tales como altitud, apariencia y origen. El
sistema de clasificación más simple está basado en las varias capas de la atmósfera. Las formaciones de nubes
de nivel bajo se encuentran a altitudes por debajo de los 7,000 pies. Sus características físicas a menudo
incluyen una apariencia abultada, como de palomitas de maíz. La composición química es la misma que la de
todas las nubes, es decir que están compuestas de agua. El estado de la materia en las nubes bajas es
mayormente líquido. Las nubes bajas están compuestas por gotas de agua muy pequeñitas, pero en climas más
fríos pueden tener cristales de hielo.
Ejemplos de nubes de nivel bajo son cúmulos, estratocúmulos y estratos. Las nubes cúmulo son generalmente
abultadas, tienen bordes definidos y desarrollo vertical notable. Las nubes estratocúmuloc pueden estar
ampliamente dispersas pero usualmente se concentran en grupos o capas y tienen poco desarrollo vertical. Las
nubes tipo estrato a menudo aparecen como masas oscuras y redondeadas, pero también pueden estar dispersas.
Los elementos individuales suelen tener bordes bien definidos. La niebla o neblina puede considerarse una
nube estrato de nivel bajo que está en contacto con el suelo. Cuando la niebla se levanta, usualmente se
convierte en una verdadera estrato.
Chemical Composition
Elevation
Forces and Processes
Physical Attributes
Interesting Facts
GRUPO EXPERTO #2
Formaciones de nubes de nivel medio
La mayoría de las nubes debe su existencia al movimiento vertical ascendente del aire, de ahí que a menudo
sean asociadas con los fenómenos que producen el tiempo como frentes, vaguadas y sistemas de baja presión.
Los procesos de evaporación y condensación siempre están presentes en la formación de las nubes ya que éstas
están hechas de agua suspendida en el aire. Sin embargo, la topografía del terreno también puede ayudar a que
el aire se mueva hacia arriba y produzca nubes. ¿Qué mantiene toda esta agua suspendida en el aire en una
nube? De hecho, ¿por qué no se caen del cielo todas las nubes? ? La razón es que corrientes ventosas
ascendentes suspenden las partículas que forman las nubes.
Generalmente las nubes se clasifican de acuerdo a carácterísticas tales como altitud, apariencia y origen. El
sistema de clasificación más simple está basado en las varias capas de la atmósfera. Las formaciones de nubes
de nivel medio se encuentran en altitudes de entre 7,000 y 18,000 pies. Sus características físicas son menos
definidas que las de las nubes de nivel bajo. Generalmente la gente se refiere a ellas indicando que está
“nublado.” Su composición química es la misma que la de todas las nubes, es decir que están compuestas de
agua.
Ejemplos de nubes de nivel medio son altocúmulo y altoestrato. Las nubes Altocúmulo tienen elementos
distintivos de las nubes y pueden estar distribuídas en forma desigual o dispersa, o pueden aparecer en bandas
lineales. Altoestrato, estas nubes tienen un alcance uniforme y difuso donde es difícil detectar elementos o
características individuales.
Es interesante hacer notar que los nombres de las nubes de nivel medio están precedidos por el prefijo "alto".
Es también interesante hacer notar que estas nubes comparten muchas similitudes con las nubes de alto nivel
tipo cúmulo y tipo estrato.
Chemical Composition
Elevation
Physical Attributes
Forces and Processes
Interesting Facts
GRUPO EXPERTO #3
Formaciones de nubes de nivel alto
La mayoría de las nubes debe su existencia al movimiento vertical ascendente del aire, de ahí que a menudo
sean asociadas con los fenómenos que producen el tiempo como frentes, vaguadas y sistemas de baja presión.
Los procesos de evaporación y condensación siempre están presentes en la formación de las nubes ya que éstas
están hechas de agua suspendida en el aire. Sin embargo, la topografía del terreno también puede ayudar a que
el aire se mueva hacia arriba y produzca nubes. ¿Qué mantiene toda esta agua suspendida en el aire en una
nube? De hecho, ¿por qué no se caen del cielo todas las nubes? ? La razón es que corrientes ventosas
ascendentes suspenden las partículas que forman las nubes.
Generalmente las nubes se clasifican de acuerdo a carácterísticas tales como altitud, apariencia y origen. El
sistema de clasificación más simple está basado en las varias capas de la atmósfera. Las formaciones de nubes
de nivel alto se encuentran a altitudes por encima de los 18,000 pies de altura. Su apariencia física a menudo
incluye formas delgadas, ondulantes, lanudas, rizadas, o irregulares. Su composición química es la misma que
la de todas las nubes, lo cual quiere decir que están compuestas de agua suspendida en el aire. A menudo el
estado de la materia en las nubes de nivel alto es sólido. Las nubes de alto nivel están compuestas de cristales
de hielo.
Ejemplos de las nubes de nivel alto son cirro, cirrocómulo y cirrostratos. Cirros son nubes delgadas que se
encuentran a gran altitud. Cirrocúmulos son nubes de nivel alto con una distintiva apariencia irregular u
ondulada. Cirroestratos son nubes de nivel alto que usualmente cubren el cielo como hojas o capas mal
definidas. Otro tipo especial de nube cirro puede formarse por el vapor contenido en el tubo de escape del
motor a reacción de un avión cuando vuela a tal altura que las frías temperaturas causan que el vapor se
convierta en cristales de hielo -como pasa en las nubes cirro. A estas nubes se les llama estelas de condensación
("contrails" en inglés, abrevación de "condensation trails") y parecen como líneas en el cielo.
Es interesante hacer notar que los nombres de las nubes de nivel alto están precedidos por el prefijo "cirro". Este
prefijo significa “rizo” o “vellón” en latín. También es un dato interesante que lo que parece ser un cielo
(virtualmente) libre de nubes en realidad siempre contiene gotas de agua submicroscópicas, pero en la medida
en que la evaporación soprepasa la condensación, las gotas no pueden sobrevivir por mucho tiempo más allá del
fortuito agrupamiento inicial de las moléculas.
.
Elevation
Chemical Composition
Forces and Processes
Physical Attributes
Interesting Facts
GRUPO EXPERTO #4
Formaciones de nubes de nivel múltiple
La mayoría de las nubes debe su existencia al movimiento vertical ascendente del aire, de ahí que a menudo
sean asociadas con los fenómenos que producen el tiempo como frentes, vaguadas y sistemas de baja presión.
Los procesos de evaporación y condensación siempre están presentes en la formación de las nubes ya que éstas
están hechas de agua suspendida en el aire. Sin embargo, la topografía del terreno también puede ayudar a que
el aire se mueva hacia arriba y produzca nubes. ¿Qué mantiene toda esta agua suspendida en el aire en una
nube? De hecho, ¿por qué no se caen del cielo todas las nubes? ? La razón es que corrientes ventosas
ascendentes suspenden las partículas que forman las nubes.
Generalmente las nubes se clasifican de acuerdo a carácterísticas tales como altitud, apariencia y origen. El
sistema de clasificación más simple está basado en las varias capas de la atmósfera. Las formaciones de nubes
de nivel múltiple se encuentran en altitudes desde por debajo de los 7,000 pies hasta por encima de los 18,000
pies de altura. Son nubes espesas que se extienden por múltiple capas en sentido vertical. Entre sus
características físicas se incluyen la apariencia de una columna alta, o la de un hogo, o la de un yunque. Su
composición química es la misma de todas las nubes, lo que quiere decir que están compuestas de agua. El
estado de la material en las nubes de nivel multiple puede ser sólido o líquido. Las nubes de nivel múltiple
están compuestas de gotas de agua pequeñísimas en los niveles bajos y de cristales de nieve o de hielo en los
niveles altos.
Ejemplos de las nubes de nivel múltiple son nimboestrato y cúmulonimbo. Nimboestratos son nubes de nivel
múltiple porque su extensión vertical a menudo se adentra bastante en la región media de las nubes.
Cúmulonimbos son las nubes que pueden producir relápagos, truenos, lluvias torrenciales, granizo, vientos
fuertes y tornados. Son las más altas de todas las nubes y sus capas pueden exterderse por encima de los 60,000
pies. Usualmente tienen la forma de grandes hongos o grandes yunques. Nos referimos a estas nubes como
nubes negras o nubes de lluvia porque siempre anuncian que se avecina de tormentas de lluvia.
Es interesante notar que los nombres de las nubes de nivel múltiple contienen la raíz nimbo. Ésta viene del latín
y significa lluvia fuerte. Las nubes de nivel múltiple son las que producen precipitaciones fuertes, es decir
producen mucha lluvia. La profundidad de estas nubes les brinda a los hidrometeoros de la precipitación un
mejor ambiente para desarrollarse y crecer. También resulta un dato interesante que las nubes de nivel múltiple
indican que la atmósfera es bastante inestable; además pueden ser un indicador de la inminente llegada de
tiempo inclemente.
Chemical Composition
Elevation
Forces and Processes
Physical Attributes
Interesting Facts
Cuadrícula de Proceso (Para uso del maestro solamente)
TIPO DE
NUBE
ELEVACIÓN
NIVEL
BAJO
Por
debajo de
7,000
A menudo
pies
tienen
apariencia
abultada,
como
palomitas de
maíz.
NIVEL
MEDIO
Entre
7,000 y
18,000
pies.
ATRIBUTOS
FÍSICOS
Menos
definidas que
las nubes de
nivel bajo.
ATRIBUTOS
QUÍMICOS
FUERZAS
Y
PROCESOS
QUE
REFLEJAN
Más
frecuentemente
están
compuestas de
gotas de agua
pequenísimas,
pero en climas
más fríos
pueden tener
cristales de
hielo.
Evaporación
EJEMPLOS
Cúmulos
usualmente son
Condensacón abultadas, con
bordes bien
Gravedad
definidos y un
desarrollo
Temperatura vertical notable.
Estratocúmulos
Presión
pueden estar
ampliamente
dispersas pero
usualmente se
concentran en
grupos o capas y
tienen muy poco
desarrollo
vertical.
Estratos a
menudo aparecen
como una
cubierta nublada,
pero también
pueden estar
dispersas. Los
elementos de la
nube individual
pueden tener
bordes mal
definidos.
Compuestas de Igual que el
cristales de
anterior.
hielo y/o de
pequeñísimas
gotas de agua.
Altocúmulos
tienen elementos
de nubes
definidos y
aparecen
distribuídas en
forma desigual,
dispersa o
pueden aparecer
en bandas
lineales.
Altoestratos
estas nubes
DATOS
INTERESANTES
¿Qué mantiene
toda esta agua
suspendida en el
aire en una nube?
De hecho, ¿por
qué no se caen
todas las nubes
del cielo? La
razón es que
corrientes
ventosas
ascendentes
suspenden las
partículas que
forman las nubes.
La niebla o
neblina puede
considerarse como
una nube estrato
de nivel bajo que
está en contacto
con el suelo.
Cuando la niebla
se levanta,
usualmente se
convierte en una
verdadera estrato.
Los nombres de
las nubes de nivel
medio están
precedidos por el
prefijo “alto".
Tienen mucha
similitud con las
nubes de nivel
alto con forma de
cúmulo y de
estrato.
tienen un alcance
uniforme y
difuso donde es
difícil detectar
elementos o
características
individuales
NIVEL
ALTO
Por
encima
de los
18,000
pies
Nubes
NIVEL
espesas
MÚLTIPLE en
sentido
Delgadas,
onduladas, o
irregulares.
Nubes en
forma de
Compuestas de Igual que el
cristales de
anterior.
hielo.
Compuestas de Igual que el
gotas
anterior.
pequeñísimas
de agua y/o de
Cirro son nubes
delgadas de alta
altitud.
Cirrocúmulo
son nubes altas
que tienen una
apariencia
ondulada y/o
irregular.
Cirroestrato son
nubes altas que
usualmente
cubren el cielo
con mantas mal
definidas.
Contrails son
nubes especiales
que en realidad
son estelas de
condensación de
los aviones a
reacción. El
vapor contenido
en el tubo de
escape del motor
de reacción de un
avión cuando
vuela a tal altura
que las frías
temperaturas
ocasionan que el
vapor se
convierta en
cristales de hielo
-como las nubes
cirro.
Nimboestratos
son nubes de
nivel múltiple
porque su
Los nombres de
las nubes de alto
nivel están
precedidos por el
prefijo "cirro".
Lo que parece ser
(virtualmente)
cielo libre de
nubes, en reaidad
siempre contiene
gotas
miscroscópicas,
pero como la
evaporación
excede la
condensación, las
gotas no
sobreviven más
allá del
agrupamiento
inicial de las
moléculas.
Nubes de capas
mútiples que
producen
precipationes
vertical
hongo (nubes
que se
que preceden
extienden tronadas).
a través
de
múltiples
capas
desde
pocos
pies hasta
18,000
pies de
altura.
srf 12/27/02
nieve o hielo.
extension
vertical a
menudo penetra
bastante dentro
de la región
media de las
nubes.
Cúmulonimbos
son nubes que
pueden producir
relápagos,
truenos, lluvias
torrenciales,
granizo, vientos
fuertes y
tornados. Son las
más altas de
todas las nubes y
pueden
extenderse a
todas las capas
de nubes por
encima de los
60,000 pies.
Usualmente su
parte superior
tiene forma de
grandes yunques.
fuertes. La
profundidad de
estas nubes le da a
los hidrometeoros
un mejor ambiente
para desarrollarse
y crecer.
Indican que la
atmósfera es muy
inestable.
También pueden
ser un indicador
de la inminente
venida de clima
inclemente.
MODELO DE UNA HISTORIA METEOROLÓGICA
Tomado de http://www.historyoftheuniverse.com
Los recientes descubrimientos de sistemas planetarios diferentes al nuestro están poniendo a prueba las
ideas que tenemos actualmente en torno a cómo se formaron originalmente el Sol y sus nueve planetas, es
decir el sistema solar. Por tanto, la historia que sigue a continuación, podría cambiar muy pronto a la luz
de los nuevos descubrimientos. Ahora, aunque hay varios planetas en nuestro sistema solar, nos
concentraremos en uno relativamente pequeño: la Tierra. Es muy pequeño en comparación con el Sol y
con los planetas gigantes: Júpiter y Saturno. ¡Si no viviéramos aquí probablemente no lo tomaríamos en
cuenta!
Sin embargo, hay una buena razón por la que debemos fijarnos en este planeta y no en otro. La Tierra es
el único planeta en el cual el agua toma la forma del líquido esencial para la vida. La razón tiene que ver
con su distancia del Sol. Un planeta alejado del Sol, como Marte, es tan frío que el agua se congela y se
convierte en hielo. En uno cercano al Sol, como Venus, el agua hierve y todas las moléculas flotan en
forma de vapor o de gas. Sólo en la Tierra puede la molécula del agua pasar mucho tiempo en la forma de
esa maravillosa sustancia que conocemos: el agua líquida. La Tierra, como la mayoría de los otros
planetas del Sistema Solar, tiene una órbita circular casi perfecta. Esto no es usual. En la mayoría de los
otros sistemas planetarios que se han estudiado los planetas tienen órbitas ovales (elípticas). Si la Tierra
tuviera una órbita elíptica, viajando unas veces muy cerca del Sol y otras veces muy lejos, la vida no
hubiera evolucionado en el Planeta. Unas veces los océanos hervirían y otras veces se habrían congelado,
y la vida como la conocemos hubiera sido muy difícil si no imposible.
Debido a que fueron hechos a partir de un disco de acrecimiento giratorio, los planetas giran como
trompos alrededor de sí mismos y giran en órbita alrededor del Sol. La Tierra gira sobre sí misma una vez
al día y gira en órbita una vez al año. El eje alrededor del cual gira la Tierra pasa a través de los polos
norte y sur.
Como la Tierra se formó a partir de bolas de nieve rocosas, probablemente se calentó mucho y se derritió.
Una teoría nos dice que muy al principio de la historia de la Tierra un objeto grande chocó con ella y esa
colisión provocó una lluvia de rocas. Estas rocas se juntaron para formar la Luna. Si esto fuera verdad,
ciertamente la Tierra se habría derretido.
Dentro de la joven Tierra los átomos pesados, como los de hierro, pudieron hundirse hasta el centro
formando un núcleo metálico de hierro y níquel, posiblemente con un núcleo sólido en el centro. La
temperatura central es de alrededor de 4,000°C.
Los átomos más ligeros, como los de silicón, flotaron hacia arriba alrededor del núcleo y formaron el
manto terreatre. Encima de éste flota una fina y siempre cambiante corteza de 20 a 60 millas de espesor.
El próximo evento importante de la Tierra en relación con nuestro estudio de la metereología es la
aparición de los primeros volcanes. Probablemente hay dos tipos de volcanes. Los primeros volcanes
emitían gases provenientes de las capas centrales de la Tierra. Estos primero volcanes liberaban gases
creando así la primera atmósfera. No estamos seguros de qué tipos de moléculas componían la atmósfera.
Probablemente contenía moléculas de dióxido de carbono y de agua, así como muchas otras moléculas.
Una cosa es sabida: no había moléculas de oxígeno en la atmósfera. La atmósfera que conocemos hoy
apareció mucho más tarde.
El segundo tipo de volcanes es de los que tenemos en la actualidad. Los volcanes de hoy en día ocurren
donde la actividad de la capa produce el proceso de subducción. Dicho de otra forma, los volcanes que
existen actualmente en la Tierra se forman debido a la deriva continental. Como consecuecia, éstos
también se encuentran localizados generalmente cerca de donde ocurren los terremotos.
Ahora nos encontramos con un dato asombroso acerca del agua. Cuando las aguas están tan calientes
como la Tierra, las moléculas de agua tienen suficiente energía para moverse alrededor, pegándose
primero a una compañera después a la otra. Así forman un líquido. Como vamos a ver a continuación,
este movimiento es esencial para la vida.
Una cosa extraña acerca del agua es que ocupa menos espacio que el hielo porque en la medida en que las
moléculas se pasan las unas a las otras pueden apiñarse juntas. Esto es poco usual. La mayoría de las
substancias ocupa más espacio en su forma líquida que en su forma sólida. El resultado se ésto es que el
agua se expande cuando se congela, entonces el hielo flota sobre el agua líquida. En la mayoría de los
líquidos las partes congeladas se van al fondo.
Las pegagosas moléculas de hidrógeno establecen un enlace entre las moléculas de agua en la atmósfera
agrupándolas en diminutas gotitas de agua. Las gotitas caen a la Tierra en forma de lluvia, acarreando
con ella otras moléculas de la atmósfera primigenia.
La energía proveniente de la luz solar alcanza la Tierra, la cantidad depende del lugar donde uno se
encuentre en el planeta. Debido a la curvatura de la Tierra, la cantidad de energía decrece en la medida en
que uno se acerca a los polos. Esta variación en la cantidad de luz solar es la causa de la variación
climática en las diferentes partes de la Tierra. La luz solar puede haber jugado un papel en la evolución
de la vida. La luz solar es una forma de radiación.
Uno de los factores que afecta el clima es el efecto invernadero. Hay mucho debate en torno a este tema y
en cuanto a como se relaciona con la actividad humana. Entonces, ¿qué es el efecto invernadero?
La mayor parte de la energía producida por la luz solar pasa directamente a través de la atmósfera y
calienta los océanos y los continentes de la Tierra. Estos se calientan y producen radiación de rayos infra
rojos. Esta radiación no puede atravesar ciertos gases en la atmósfera, así que se queda atrapada. De aquí
el nombre de efecto invernadero. El efecto invernadero aumenta la temperatura promedio del planeta en
más de 30 grados, así que sin el mismo, ¡la Tierra sería un lugar muy frío!
Cuando hablamos del tiempo estamos refiriéndonos a los cambios que suceden a corto plazo en la
atmófera terrestre, tales como la lluvia y el viento. El tiempo es el resultado de la acción de la luz del sol.
El aire caliente se expande y asciende. El aire frío baja y se mueve para ocupar su lugar, creando el
viento. Los vientos también se ven afectados por el movimiento de la Tierra, así que en lugar de ir en
sentido recto, se mueven alrededor en espiral. Esto a veces se llama el Efecto Coriolis.
El agua de los océanos se evapora para formar nubes que son movidas por los vientos. Cuando las nubes
pasan sobre las montañas ascienden, se enfrían y cae la lluvia. La evaporación y la condensación
absorben y liberan el calor, haciendo el cuadro más complejo todavía. Si llueve en la alta montaña o
cerca de los polos de la Tierra la lluvia caerá en forma de nieve que a su vez refleja los rayos del sol,
enfriando así la Tierra.
Así como el Sol hace que el aire se mueva, también hace que los océanos se muevan. Este movimiento
también es controlado por la cantidad de sal que contienen. El viento y el agua actúan juntos para
producir un patrón complejo. Incluso con las estaciones meteorológicas y los satélites, con las mejores
computadoras del mundo y con muchos años de práctica, los expertos sólo pueden predecir el tiempo por
varias horas.
Mientras el tiempo es un fenómeno a corto plazo y local, el promedio del tiempo a largo plazo y sobre una
amplia zona se llama clima. Los cambios climatológicos tienen un efecto importante en la vida de toda la
Tierra, incluyendo la de los humanos. Necesitamos comprender los patrones del clima a largo plazo y
utilizar esos patrones para predecir lo que va a pasar.
Esto es especialmente importante hoy en día ya que el clima está cambiando. Por ejemplo, el año 1997
fue el año más caliente desde que empezaron a tomarse medidas a nivel global en 1860. 1998 vio El Niño
más duradero que haya sido registrado ocasionando, entre otror problemas, incendios forestales en
Indonesia, así como también lluvias torrenciales en Perú y en África Septentrional. Ahora en 2003
estamos viendo pasar otro ciclo del fenómeno El Niño. Probablemente este año vamos a tener condiciones
climatológicas extremas en muchas partes del mundo.
La atmósfera de la Tierra hoy en día contiene los siguientes gases (entre otros)
Gas
% por volumen
nitrógeno
78
oxígeno
21
argón
0.9
dióxido de carbono 0.03
El oxígeno que se encuentra actualmente en la atmósfera ha sido liberado por las plantas.
Línea cronológica – Elementos de la historia
Hace 15 mil millones de años
Posible inicio del Universo
Hacen 4,700 millones de años
Inicio de nuestro sistema solar, disco de acrecimiento de la Tierra
Hacen 4,500 millones de años
Inicio de la estructura actual de la Tierra, volcanes vomitando gases del interior de la Tierra
Hace 3,000 millones de años
Atmósfera de metano y amoníaco, como la que tiene Júpiter actualmente
Hace 2,000 millones de años
La placas tectónicas empiezan a formarse, más volcanes
Hace 1,500 millones de años
La concentración de oxígeno en la atmósfera hace posible la evolución de la vida
Hace 1,000 millones de años
Los primeros animales empiezan a aparecer
Hace 300 millones de años
La Tierra tiene un continente (Pangea) y un océano (Panthalassa)
Hace 65 millones de años
Teoría de un enorme meteorito chocó la Tierra causando la extinción en masa de los dinosaurios
Hace 20 mil años
La Era de Hielo actual estaba en su apogeo (ahora estamos en un período interglaciar)
B. 5 mil años
El período más caliente de la actual época interglaciar (desde entonces se ha estado enfriando,
excepto por la actual teoría del calentamiento global, que se cree ha sido causado por la actividad
humana).
NUBES
Tipos y Niveles
“Las nubes se forman mediante la interacción de los procesos de
evaporación y condensación conjuntamente con el movimiento
ascendente del aire causado por el viento y la topografía.”
Elevación
(Pies)
Cirro (nube cirrosa*) (plumosa)
Cirrocúmulo (inflamada)
Estela de condensación
Cúmulonimbo (nubes negras que presagian tormenta)
Cirroestrato (en capas)
Altocúmulo (en forma de palomitas de maíz)
Cumulus Congestus
Estratocúmulo
Estrato
Estrato (neblina si llega a nivel del suelo)
SUELO
*Nota: Dibuje sobre “butcher paper,” usando blanco y gris para las nubes.
*Nota de traducción: La traducción de Mare’s Tail es nube cirrosa
La inclinación de la Tierra causa que los rayos del sol se desvíen.
“Cinturones de viento”
LATITUD Y LONGITUD
POLO NORTE
(recibe rayos indirectos del Sol)
Helado, aire frío del
polo desciende
hacia el Ecuador.
Vientos polares de levante
van de este a oeste
Vientos reinantes
van de oeste a este
Europa
Vientos Alisios
Agua de la Corriente del Golfo
Vientos Polares
hacia el oeste
Océano Ártico
60º Norte, baja subpolar
Vientos reinantes
hacia el este
Estela de condensación de un reactor
Asia
Trópico de Cáncer
Calmas Tropicales 30º Norte
América del Norte
aire caliente asciende del
Ecuador y se dirige hacia los
Polos
Fuerza o Efecto de Coriolis : Hace que parezca
que el viento se curva hacia el oeste cuando en
realidad se está moviendo hacia los polos.
(Hacia el norte en el Hemisferio Norte y hacia
el sur en el Hemisferio Sur).
Calmas Ecuatoriales
Cero
África
ECUADOR
(recibe rayos
directos del
Sol)
En el
Ecuador el
movimiento
del viento es
hacia arriba.
Poco viento superficial = calma ecuatorial
Aire caliente
Meridiano Cero o Primer Meridiano
Vientos Alisios
hacia el oeste
Océno Pacífico
Océano Atlántico
Océano Índico
América del Sur
Calmas Tropicales 30º Sur
Australia
Trópico de Capricornio
Vientos reinantes
hacia el oeste
Vientos polares
Océano Antártico
60º Sur, baja subpolar
Helado, aire frío del
polo asciende hacia
el Ecuador.
POLO SUR
(recibe rayos indirectos del Sol)
PATRONES DEL MOVIMIENTO DE LOS VIENTOS A NIVEL MUNDIAL
Polo Norte
Inclinación
Zona de calmas tropicales (alta presión)
Vientos polares del este (¡fríos!)
Enormes células de convección
Calmas tropicales (alta presión)
Vientos reinantes del este (moderados)
Calmas ecuatoriales (baja presión)
Vientos Alisios del nordeste (¡calientes!)
Cero grados
Vientos alisios del sudeste (¡calientes!
Ecuador
Primer Meridiano
Vientos reinantes del sudeste
Vientos reinantes del este
Calmas Tropicales (alta presión)
Vientos polares del este (¡fríos!)
Polo Sur
(El mapa no está a escala)
Nota a los maestros:
Dibuje los vientos polares en azul indicando frío.
Dibuje los vientos reinantes en verde indicando moderado.
Dibuje los vientos alisios en anaranjado indicado caliente.
Cerca del final del Eón Fanerozoico
Precámbrico
Cambriano
Ordovicico
Siluriano
Devónico
Carbonífero
Pérmico
Triásico
Jurásico
Cretácico
Holoceno en los últimos 11,000
Era Paleozoica
Era Mesozoica
Era Cenozoica
Se formó la mayoría de los combustibles fósiles se formaron
Pangea
Inicio de nuestro Sistema Solar
TIEMPO PRECÁMBRICO
Disco de acrecimiento
Rocas más antíguas que se conocen
Atmósfera de gas metano y de amoníaco
Bacteria fossil
Placas tectónicas
Oxígeno se concentra en la atmósfera
Primeros animales
Eón Fanerozoico
Mayoría de los fósiles
4 ½ mil millones
AHORA
mya = millones de años
bya= mil millones de años
SOL
Calor
Luz
Energía
SOL
-Calor
-Luz
-Energía
LA TIERRA: EL PLANETA AZUL
Polo Norte
América del Norte
Europa
Océano Atlántico
Ecuador
América del Sur
Océano Índico
Océano Pacífico
Australia
Océano Antártico
Polo Sur
LA MAYOR PARTE DE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA ESTÁ CUBIERTA POR AGUA
EL TIEMPO ES AIRE Y AGUA EN MOVIMIENTO
CICLO DEL AGUA
1) El Sol calienta el agua y el aire. El agua se evapora convirtiéndose en vapor.
2) El vapor de agua asciende y al encontrarse con aire más fresco se condensa alrededor de las
partículas de polvo que se encuentran en el aire formando gotitas de agua pequeñisimas.
3) Las gotitas pequeñísimas formas las nubes.
4) Las gotitas se juntan y se ponen muy pesadas para quedarse suspendidas en el aire. Entonces caen
a la tierra en forma de lluvia, aguanieve, granizo o nieve.
5) La lluvia y la nieve derretida fluyen nuevamente hacia los lagos y el ciclo del agua empieza otra
vez.
(Centro de nuestro Sistema Solar)
Sol
“El Sol es una masa de gas incandescente, un gigantesco reactor nuclear.”
Energía solar
Energía lumínica (luz)
Energía térmica (calor)
El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra
casiona movimientos en la atmósfera.
Polo Norte
Enfría
Célula de convección
Calienta
Corteza terrestre (biosfera)
Movimiento de rotación
Manto (atmósfera)
Océano Pacífico
núcleo interno
núcleo externo
Ecuador
Roca ígnea (magma)
Corteza (biosfera)
Cambios lentos
Viento
(suaves)
Lluvia
Témpanos
Nieve
Luz solar
Troposfera
Estratosfera
Mesosfera
Termosfera
Terrasfera
(interior sólido)
Océano Antártico
Polo Sur
Inclinación
Historia y
estructura del
Planeta Tierra
Planeta Tierra – 41/2 billones de años
Cambios rápidos
Huracanes & tornados
Inundaciones
Avalancha (derrumbe de tierra)
Terremotos
Volcanes
= < 100 años
1,000 = mil
1,000,000 = millón
1,000,000,000 = mil millones