Unidad 7. Atmósfera.

Unidad 7. Atmósfera.
INTRODUCCIÓN.
En los ecosistemas de la Tierra la energía que permite formar materia orgánica
(azúcares, proteínas, grasas, etc.) a partir de inorgánica (CO2) y la energía que proviene
del Sol.
El sol emite energía (radiación) de diferentes tipos, la que conoces se llama luz
visible y es la que las plantas utilizan para realizar la fotosíntesis. Sabes que la luz
blanca se descompone en los colores del arco iris (violeta-azul-verde-amarillo-naranjarojo). Pero además hay otras como la radiación ultravioleta (UV) y la infrarroja (IR).
Algunas de estas radiaciones son peligrosas para los seres vivos.
La atmósfera filtra algunas de estas radiaciones, cuanto más gruesa sea más
filtra. Por ejemplo, filtra más al amanecer y al atardecer que al mediodía.
1.- EL REPARTO DE LA ENERGÍA EN EL PLANETA.
Cuando la radiación llega al suelo se calienta y por tanto el aire que está encima.
Lo mismo sucede cuando incide sobre el agua y ésta también se calienta.
Como recordarás los cuerpos calientes se dilatan y aumentan su volumen sin
que aumente su masa, de este modo disminuye su densidad y si disminuye la
densidad tienden a subir. El aire caliente se levanta y el agua caliente flota sobre el
agua fría.
Finalmente esto genera que en las zonas tropicales, cerca del ecuador, el aire y
el agua estén muy calientes y en las zonas polares mucho más frío. Grandes masas de
aire y de agua se desplazan por el planeta llevando calor con ellas. Se trata tanto de
corrientes de agua (corrientes oceánicas) y de aire (borrascas y anticiclones).
Vamos a ver algunos fenómenos atmosféricos que son consecuencia de estas
diferencias de temperatura.
2.- FENOMENOS ATMOSFÉRICOS A ESCALA LOCAL.
Ascendencia térmica.
El sol calienta de forma diferente las distintas superficies de la tierra. Esto hace
que sobre aquellas que se calientan más se caliente el aire que las cubre. El aire caliente
se eleva, como si se desprendieran grandes “burbujas” de aire.
Las aves utilizan estas corrientes de aire para planear y elevarse.
SEGUNDO. T-6 Ecosistemas de la Tierra. Curso 2013-14.
IES Santiago Grisolía. Profs.: Luis P. Ortega y José Luis Fernández.
Tormentas.
El fenómeno anterior puede alcanzar diferente altitud. Si al enfriarse se
condensa el vapor de agua que llevan, entonces, se forman nubes de desarrollo vertical
llamadas cumulonimbos. Así es como se forman las nubes de tormenta.
Brisas marinas.
Si piensas en lo que sucede en un día de playa te darás cuenta de que se trata de
un fenómeno similar.
Durante el día el sol calienta más la tierra que el mar. El aire sobre tierra se
calienta y asciende obligando al aire que está sobre el mar a dirigirse hacia tierra. Se
genera con ello una brisa que sopla desde el mar y que es lo que hace tan agradable
estar en la playa en un día caluroso.
Durante la noche es el mar el que conserva el calor, la tierra se enfría y la brisa
circula en la dirección contraria.
Brisa de valle.
Este fenómeno puede observarse en la ciudad de Cuenca con cierta facilidad.
Sólo tienen que fijarte en el humo de las chimeneas.
Cuando el sol calienta la tierra el aire tiende a subir por el valle desplazándose
hacia la parte alta (rio arriba si miras el Moscas). Es fácil verlo por las tardes.
Por la noche sucede lo contrario. El aire se enfría y tiende a bajar siguiendo el
curso de los valles (río abajo). En las mañanas de invierno es fácil ver como el humo del
polígono de los Palancares se dirige hacia las casas del barrio bajando por el valle.
Inversiones térmicas
Lo normal es que el aire esté más frio cuanto más arriba subimos.
En las noches de invierno se produce un fenómeno interesante. El aire frio baja
al fondo de los valle y empuja al aire más cálido hacia arriba. Con ello la situación
normal se invierte (hace más frio en el fondo del valle que en las laderas, más frio en la
ciudad que en el cerro del Socorro).
En estas condiciones, y como consecuencia colateral, el aire de las chimeneas o
de las industrias no se eleva y se queda pegado al suelo haciendo que los ciudadanos
tengamos que respirar el aire contaminado.
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3.- FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS A GRAN ESCALA.
La atmósfera es una capa gaseosa en la que se producen grandes
desplazamientos de masas de aire.
La presión atmosférica se define como el
peso de la masa de aire que tenemos encima sobre
cada unidad de superficie. Generalmente se mide
en una unidad denominada Bar y que se expresa en
milibares (mb) y que equivale a HectoPascales. Su
valor normal es 1013 mb o 1013 hP.
En los mapas se representan los puntos de
igual presión dibujando líneas que se denominan
isobaras.
Las zonas donde hay menos presión de la
“normal” se denominan zonas de Baja presión o Borrascas. Cuando la presión es
mayor aparecen los Anticiclones.
En las zonas de más presión o Anticiclones el aire tiende a bajar desde la alta
atmósfera hacia el suelo impidiendo que se formen nubes, por el contrario, en las zonas
de baja presión el aire tiende a subir favoreciendo que el aire se enfríe y se formen
nubes.
VIENTO.
El aire se desplaza desde donde está sometido a más presión hacia donde hay
menos presión. Ese desplazamiento constituye el viento. Lo hace desde los Anticiclones
(alta) hacia las Borrascas (baja). Por las características de la rotación terrestre no lo hace
en línea recta sino en forma espiral. En el hemisferio Norte gira en el sentido
antihorario en las borrascas y en el horario en los anticiclones.
Cuanto más próximas están entre si las isobaras indica que mayor es la
diferencia de presión entre un punto y otro y por tanto mayor es la velocidad del
viento. Así sobaras muy juntas indican viento fuertes, isobaras separadas indican
calma o vientos flojos.
NUBES.
Las nubes son pequeñas gotitas de agua en suspensión. Pesan tan poco que las
corrientes ascendentes de aire no las dejan caer
Se forman porque el aire cargado de humedad (vapor de agua) se enfría y
entonces el agua se condensa en pequeñas gotas.
Si la nube está a nivel del suelo la denominamos niebla. Si vuelas y cruzas una
nube tendrás la misma sensación: niebla.
PRECIPITACIONES.
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. Cuando las gotas caen constituyen la lluvia.
En ocasiones el viento vertical es tan fuerte que las empuja hacia arriba y si se
congelan forman el granizo (hielo).
Si simplemente hace tanto frio que se van congelando según se forman
tendremos nieve.
4.- LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA.
El motor de todos los movimientos en la atmósfera es el sol. Calienta la
superficie del planeta y el agua del mar. El agua se evapora, el viento la transporta, la
lluvia la devuelve al suelo y corre por los ríos pudiendo erosionar y transportar los
materiales gracias a la fuerza de la gravedad.
El calor es una forma de energía.
Cuando dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en contacto, la
energía calorífica pasa del que está más caliente al que está más frío hasta que las
temperaturas se igualan.
Diferentes sustancias ganan y pierden calor a diferente velocidad, así el hierro
se calienta y se enfría más rápido que el agua. El agua requiere una gran cantidad de
energía para calentarse y suelta la misma cantidad de calor cuando se enfría.
Esto hace que el agua sea un magnífico regulador de la temperatura. En verano,
en las zonas costeras, cuando hace calor el agua del mar absorbe una gran cantidad de
calor y el aire no se calienta tanto, en invierno el agua del mar suelta calor y el aire se
calienta (o no se enfría tanto) por eso las variaciones de temperatura en la costa son
menores que en el interior. Este mismo concepto se puede aplicar a las variaciones
día/noche.
Valencia
Cuenca
MÁXIMA
16,1
9,4
ENERO
MÍNIMA
7
- 0,7
JULIO
MÁXIMA
MÍNIMA
29,6
21,4
30,7
14,7
5.- EL USO DE LA ENERGÍA SOLAR.
Aparte de la Tierra y de los animales y plantas, los seres humanos hemos usado
la energía solar desde la antigüedad para: secar carnes y pescados como método de
conservación, para secar pieles, secar ladrillos de adobe, etc. Indirectamente utilizando
la energía del viento y el agua en los molinos.
Actualmente la energía solar se utiliza de dos modos para producir calor y para
generar electricidad.
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1. Producción de calor. (placas solares térmicas)
Las placas solares térmicas funcionan calentado el agua de unas tuberías que
luego de calentarse se almacenan en depósitos aislados para ser utilizadas en el
suministro de agua caliente para uso sanitario.
2. Producción de electricidad. (placas solares fotovoltaicas)
Los paneles transforman la luz del sol en electricidad que se utiliza para poner
en funcionamiento aparatos eléctricos o para añadir esta corriente eléctrica a la red
general que se distribuye por las casas e industrias.
6.- LOS RIESGOS DE LA ENERGÍA DEL SOL.
EL Sol nos proporciona luz y calor, pero el Sol también emite otro tipo de
radiaciones que son perjudiciales (rayos X, rayos gamma y ultravioletas UV) y que, en
principio son filtradas por la atmósfera, de modo que no llegan al suelo y no nos
perjudican.
Los rayos X y gamma son filtrados a mas de 80 km de altitud (pero pueden
hacer mucho daño a los astronautas y son uno de los mayores peligros a evitar en los
hipotéticos viajes interplanetarios.
Los rayos ultravioleta son filtrados a unos 30 km de altura por un gas llamado
Ozono. No obstante el ozono se destruye con ciertas sustancias como los CFCs que
hemos estados emitiendo a la atmosfera con los sprays y los circuitos de refrigeración.
Si los rayos UltraVioleta (UV) llegan a la superficie pueden causar cáncer de piel y
cataratas en los ojos.
El ozono actúa como si fuera una niebla espesa para los rayos ultravioleta,
cuando esta “niebla” se hace menos densa deja pasar más rayos ultravioleta (del
mismo modo que una niebla menos espesa de gotas de agua deja pasar más luz
visible). Al debilitamiento de la capa de ozono se le ha llamado (de forma poco
correcta) “agujero”.
Efecto invernadero y cambio climático. Algunos gases como el dióxido de
carbono CO2 y el metano CH4 .son transparentes para la luz (nuestros ojos no detectan
su presencia). Por tanto la luz del sol llega al suelo sin problemas calentando el suelo.
Pero cuando el suelo se calienta emite radiación infrarroja. Estos gases no dejan
que la radiación infrarroja se escape al espacio y como consecuencia la atmósfera cerca
del suelo se sobrecalienta. Cuando quemamos combustibles fósiles hacemos que la
concentración de dióxido de carbono aumente y actua “de modos similar a un
invernadero” y la temperatura global del planeta aumenta. Este fenómeno se conoce
como calentamiento global o cambio climático. Las consecuencias para nuestra
generación y las futuras puede ser catastrófico con sequías, fenómenos atmosféricos
extremos, subida del nivel del mar, etc.
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PREGUNTAS.
1.- ¿Por qué se agita el agua cuando la pones a calentar?
2.- ¿Por qué notas que el aire está encima del radiador sube?
3.- ¿Qué técnica usan los buitres para planear y elevarse?
4.- ¿Por qué se forman tormentas tan fuertes al final del verano?
5.- ¿Por qué hay brisa en la playa?¿en qué sentido va el aire?
6.- ¿En qué dirección se mueve el aire en el valle del Moscas por la tarde? ¿y por la
mañana?
7.- ¿Por qué el humo de las chimeneas se mete en el barrio en la mañanas de invierno?
8. - ¿Qué es una borrasca y un anticiclón?
9.- ¿Qué es la niebla?
10.- ¿Qué es una nube?
11.- ¿Por qué cae la lluvia?
12.- ¿Por qué se forma el granizo?
13.- ¿Cuando se forma la nieve?
14.- ¿Por qué en Valencia hace menos frio por la noche?
15.- ¿Qué diferencia la energía solar térmica de la fotovoltaica?
16.- ¿Qué filtra la radiación ultravioleta?
17. ¿Qué se supone que es el “agujero” de la capa de ozono?
18.- ¿Qué consecuencias tiene el debilitamiento de la capa de ozono?
19.- ¿Cuáles son los principales gases de efecto invernadero?
20.- ¿Qué consecuencias tienen el calentamiento global?
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