IES CIUDAD LOS ÁNGELES EXAMEN BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 4º

Tema 5: Los sistemas fluidos I. La Atmósfera
1. Construye un climograma con los siguientes datos e interprétalo.
MESES
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
P
48
82
58
7
54
41
21
15
35
44
84
49
T
8,1
9,0
12,0
15,6
20,4
25,3
31,5
30,6
25,9
19,1
10,4
7,6
P = Precipitación / T = Temperatura
Sigüenza (Guadalajara) Long.: 2º 38´W Latitud: 41º 04´ Altitud: 988 m.
2. Representa en papel milimetrado la curva de saturación de una masa de aire a partir de los siguientes
datos:
Humedad absoluta
HUMEDAD ABSOLUTA
(g vapor de H2O/ m3)
PUNTO DE ROCÍO
(ºC)
19
30
40
56
80
0
10
19
23
30
37
23
30
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
a)
10
10
19
37
¿Qué nos indica la curva obtenida?
La curva indica la relación que existe entre la cantidad de agua máxima que puede
contener esa masa de aire a la temperatura dada, de manera que se produciría
condensación si aumenta la cantidad de agua o disminuye la temperatura.
b)
3
Si tenemos una masa de aire con 30 g de vapor de agua/m a 25 º C ¿se condensaría?
¿por qué? ¿qué deberíamos hacer para que se condense?
No se condensaría, pues la temperatura debería ser de 19ºC., dado que a 25ºC el aire
podría tener más 42 g de vapor de H2O. Para que se condense debería disminuir la
temperatura o debería aumentar la cantidad de vapor de H2O.
c)
¿Cuál sería la situación que se produciría normalmente en la atmósfera?
La temperatura disminuiría.
d)
¿Puede ocurrir que una masa de aire tenga una humedad relativa alta y una humedad
absoluta baja? Razona la respuesta e indica, en caso afirmativo, en qué condiciones o
lugares de la superficie terrestre puede ocurrir.
Sí puede ocurrir. La humedad absoluta es la cantidad de agua que tiene el aire y será
baja cuando la temperatura del aire sea baja, mientras que la humedad relativa
(relación entre la cantidad de agua que tenemos realmente y la cantidad máxima
hasta saturación que tiene a una temperatura dada) puede ser alta. Esta condición se
produce en los polos, a 90º de latitud: la cantidad de agua que puede retener el aire
frío es muy poca, de manera que por muy baja que sea la cantidad de agua que
tenemos realmente, obtendremos un valor alto de humedad relativa.
3. Dada una masa de aire a 20ºC y 65% de humedad relativa, situada a 200 m. de altura sobre el nivel del
mar, se ve obligada a ascender verticalmente para atravesar una cadena montañosa. Calcula:
a) La temperatura a la que alcanzará su punto de rocío.
Si la cantidad de agua máxima que puede contener el aire a 20ºC son 17,35 g/m 3, la
humedad relativa de 65% supone que el aire contiene 11,28 g de vapor de agua/m3.
La temperatura a la que se satura el aire (punto de rocío) que contiene esta cantidad
de agua sería inferior 15ºC.
b) Si el enfriamiento sigue un gradiente de 1ºC por cada 100m de altura ¿a qué cota alcanzará el
punto de rocío?
Para disminuir la temperatura 5ºC (de20ºC a 15ºC) debe ascender 500 m (100 m por
cada grado centígrado). Como partimos de una altura inicial de 200 m, alcanzará el
punto de rocío a los 700 m de altura.
Tabla de saturación del aire
T (ºC)
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Humedad
saturación
g/m3
1,39
2,14
3,25
4,86
6,82
9,43
12,87
17,35
23,30
30,45
39,30
51,25
4. Una masa de aire al nivel del mar a 10 ºC es empujada por el viento hasta una cadena montañosa de
3000 m de altitud. Asciende por barlovento y a los 1000 m comienza a condensarse. Al descender por
sotavento se eleva la temperatura hasta los 18 ºC al nivel del mar.
a) Cuando llegue a la cima ¿Qué temperatura tendrá la masa de aire?
Suponiendo que la temperatura desciende 1ºC cada 100 m, disminuirá 30ºC. Como la
temperatura inicial era de 10ºC, la temperatura a 3.000 m será de -20ºC.
A los 1.000 m su temperatura será de 0ºC y es cuando comienza a condensarse.
b) ¿Por qué su temperatura es mayor en sotavento que en barlovento?
En sotavento la temperatura de esa masa de aire es mayor que en barlovento, porque
en la condensación se ha liberado calor latente.
c) ¿Cómo se denomina este fenómeno?
Fenómeno Föehn
5. Observa la curva de saturación del aire y responde a las preguntas:
3
a) Si la concentración de vapor de agua presente en una masa de aire es de 10 g/m y su temperatura
de 20ºC ¿cuál será la temperatura a la que alcanza su punto de rocío?
Siendo la humedad del aire de 10 g/m3, la temperatura de punto de rocío será algo superior a
10ºC (mirar la gráfica).
b) ¿Cuál será su humedad relativa?
A 20ºC la cantidad de vapor de agua que puede retener la atmósfera es de 17,35 g/m 3. Por
tanto la humedad relativa será:
HR = (10 /17,35) × 100 = 57,64 %
6. ¿En qué época se seca antes la ropa tendida al aire libre? Razona la respuesta.
Se secará antes en verano, porque el aire está a mayor temperatura y por tanto puede
retener mayor cantidad de vapor de agua. En el invierno, aunque el sol caliente la ropa y el
agua se evapore, al estar el aire más frío no absorberá el vapor de agua.
7. El rocío y la escarcha están relacionados con la humedad atmosférica.
a) Explica qué son y cómo se forman estos dos procesos.
El rocío es la condensación del vapor de agua del aire cuando la temperatura es superior a
0ºC. La escarcha es la condensación del vapor de agua del aire cuando la temperatura es
menor a 0ºC.
b) ¿Por qué en el campo la escarcha y el rocío se forman antes sobre las hojas y hierbas, mientras
que en la ciudad lo hacen sobre los coches y tejados?
Sobre las hojas y las hierbas, debido a la evapotranspiración de las plantas, la humedad del
aire circundante es mayor y por tanto, al bajar la temperatura es más fácil que se sature y
se condense, mientras que en la ciudad, las superficies más frías son los coches y tejados, que
enfrían el aire circundante a ellas y hacen que el vapor de agua que contiene se condense.
8. ¿Cómo se relaciona el enfriamiento adiabático con la formación de nubes y las precipitaciones?
El aire al ascender se enfría adiabáticamente (se expande y se enfría, pero no hay
intercambio de calor) hasta que alcanza la misma temperatura que el aire circundante y
entonces se detiene. Si mientras ocurre esto la temperatura es inferior al punto de rocío,
comienza la condensación, dando lugar a cúmulos, que evolucionan en cumulonimbos y
originan intensas lluvias de convección.
Cuando hay poca humedad (verano), el aire caliente asciende de forma espontánea, pero
sigue más caliente que el que le rodea. Al llegar a la temperatura de punto de rocío, el aire se
satura de humedad (aunque sea poca) y a partir de ese momento se enfría más lentamente y
sigue ascendiendo. Se originan nubes de desarrollo vertical y la presión baja (borrasca). Da
lugar a tormentas de verano.
9. Supongamos que, en condiciones de estabilidad atmosférica (GAS>GVT), una masa de aire se eleva
desde un punto cercano al suelo, donde su temperatura es de 32 ºC. Una vez que la masa ha ascendido
hasta 600m ¿Qué temperatura tendrá? ¿y el aire que la rodea? Representa esta situación en un eje de
coordenadas (Tª / altura). Estas condiciones atmosféricas ¿se producirán precipitaciones?
Suponiendo un GAS de 1ºC por cada 100 m (gradiente adiabático seco), la temperatura
disminuirá 6ºC, por tanto la temperatura será de 26ºC.
El aire que rodea esta masa de aire tendrá una temperatura mayor porque el gradiente
vertical de temperatura (GVT) es de 0,2-0,6 ºC por cada 100 m. Suponiendo que el punto de
partida de la masa de aire fuera el nivel del mar, a 600 m la temperatura sería de 31,2ºC (321,8).
En estas condiciones no se producirán precipitaciones, pues el aire que sube y se enfría,
vuelve a bajar sin dar lugar a condensación. Es una situación de estabilidad atmosférica.