La ATMÓSFERA.

La ATMÓSFERA.
CURSO 2011-12
CONCEPTOS
BÁSICOS:
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1.
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Atmósfera
Gases de
atmósfera
homosfera
Troposfera
Estratosfera
la
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Mesosfera
Ozono
Estrella fugaz
Climograma
Nube
Tipos de nubes
Pluviómetro
Anemómetro
Barómetro
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Veleta
Anticiclón
Borrasca
Isobara
Efecto
invernadero
Capa de ozono.
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA.
ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA.
TIEMPO METEOROLÓGICO Y CLIMA.
ELEMENTOS DEL CLIMA.
1. LA TEMPERATURA.
2. PRECIPITACIÓN.
3. VIENTO.
4. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA.
LOS FENOMENOS ATMOSFÉRICOS.
LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.
QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS.
BREVE REPASO DE LOS COMPONENTES DEL AIRE.
1. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA.
La mezcla de gases que forma la atmósfera es conocida como aire. Se
trata de una mezcla homogénea hasta los aproximadamente 80 km de altura
(homosfera), luego los gases se van separando hasta dar lugar a capas
superpuestas, más o menos homogéneas, de gases ligeros.
La composición de la HOMOSFERA (aire seco = sin vapor de agua) es:
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78% de Nitrógeno N2
21% de Oxígeno O2
0,9% de Argón Ar
0,1% de otros gases, entre ellos 0,0380 % (380 ppm) de dióxido de
carbono CO2.
El aire puede contener cantidades variables de vapor de agua.
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2. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA.
Como hemos visto, la atmósfera tiene una composición homogénea hasta los
80 km de altura aproximadamente, pero podemos dividirla en varias capas en
función de como varía la temperatura en cada una de ellas.
Empezando desde el suelo:
1. TROPOSFERA:
Tiene una altura que varía entre 15
km en el trópico y 8 en el polo, pongamos
10 km de media.
 En esta zona se producen los
fenómenos atmosféricos: nubes, lluvia,
tormentas, relámpagos, etc ...
 La temperatura del aire desciende a
razón de -0,65 ºC cada 100 m, así que en la
parte superior la temperatura ronda los 70ºC.
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2. ESTRATOSFERA.
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Entre los 10 y los 50 km.
Curiosamente la temperatura asciende porque el OZONO presente
absorbe los rayos Ultravioleta (UV) y se calienta.
Como los rayos UV producen cáncer de piel la presencia del ozono
estratosférico nos protege y permite la vida en la superficie de la Tierra.
3. MESOSFERA:
Entre los 50 y los 80 km de altura.
La temperatura vuelve a descender y llega hasta los -90 ºC.4.
4. IONOSFERA.
La densidad del aire es tan baja que apenas hay materia. Aquí se produce uno
de los fenómenos más bellos de la Naturaleza, por desgracia sólo visible en
latitudes altas (paises escandinavos y norte de Rusia, Canada, y Antártida )
Imágenes de Auroras Boreales.
5. EXOSFERA.
Por encima de los 500 km. Su densidad es muy baja y limita con el espacio
exterior.
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3. TIEMPO METEOROLÓGICO
Y CLIMA.
Nos referimos al tiempo meteorológico como las
condiciones que existen en un lugar en un
momento determinado (hoy, ayer, ...). El clima es
el conjunto de condiciones: temperatura,
precipitaciones (cantidad y distribución) a lo largo
de un periodo de tiempo largo (se toman valores
de, al menos, diez años ).
Los valores de temperatura y precipitación se
pueden representar en forma de CLIMOGRAMAS.
Ejercicio: busca en la página de la agencia estatal de meteorología los valores para un
lugar de España y elabora un climograma. La escala de temperatura a la izquierda. A la
derecha la de precipitación. Haz coincidir lo 10ºC con los 20 mm , los 20ºC con lo 40
mm y así sucesivamente. Dibuja la temperatura con una línea roja que una los puntos
y las precipitaciones las dibujarás en forma de diagrama de barras, tal y como puedes ver
el ejemplo.
4. ELEMENTOS DEL CLIMA.
4.1 LA TEMPERATURA.
La TEMPERATURA se mide con un termómetro,
antiguamente construido con mercurio (plateado) o
con alcohol teñido de color. Se basa en la dilatación del
líquido con el aumento de la temperatura. Están
graduados en ºC.
Los termómetros de máxima y mínima permiten
medir dichos valores observando hasta dónde fue
empujado un testigo metálico. Dicho testigo es una
barra metálica situada en el interior del termómetro.
La lectura se realiza por la parte inferior de la misma y
después se rebajan cada día para poder realizar la
lectura del día siguiente.
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4.2 PRECIPITACIÓN.
La PRECIPITACIÓN se mide cada día con un PLUVIÓMETRO. Sus unidades
son litros que caen sobre una superficie de un metro cuadrado. Cuando sobre
una superficie de un metro cuadrado se derrama un litro de agua alcanza una
altura de un milímetro, de ahí que pueda expresarse de dos modos distintos:
litros / m2 = mm , Podríamos decir que hoy han llovido
23 l/m2= 23 mm
Las NUBES.
Lo primero que tienes que saber es que cuando ves una nube estás viendo
una agrupación de minúsculas gotitas de agua (líquida), además entre esas
gotitas hay aire que contiene vapor de agua.
Las gotitas no caen hacia el suelo porque el aire se mueve y las mantiene en
suspensión.
Si las gotitas se van uniendo se hacen grandes, pesan y CAEN, entonces
tendremos LLUVIA.
Las nubes tienen diferentes formas. Antes aprende el significado de algunas
raíces:
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Cirros: son nubes que se forman a gran altitud Generalmente se
aprececia separación entre ellas y dan el aspecto de ser pinceladas en el
cielo.
Estrato: significa que son nubes que tienen una gran extensión (muchos
kilómetros)
Nimbo: se refiere a que generan lluvia.
Cúmulos: tienen forma de bolas algodonosas generalmente planas por la
base.
Oberva las nubes de los cuadros del Departamento. Intenta colocar estas raíces a las
mismas.
Busca en Internet los siguientes términos: cirros, cumulos, cumulonimbos,
nimbostratos. Busca imágenes.
La NIEVE.
Cuando el agua se congela forma cristales hexagonales que caen al suelo en
forma de nieve. Para que la nieve se forme se necesitan, como es lógico,
temperaturas inferiores al punto de congelación, es decir, 0ºC.
El principal problema de la nieve es que se funden los cristales unos con otros
dando lugar al hielo. Para que esto no suceda se añade sal que tiene como efecto
reducir la temperatura de congelación algunos grados por debajo de 0ºC.
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Los RAYOS, RELÁMPAGOS Y TRUENOS.
El rayo es una descarga eléctrica entre la nube y el suelo.
El relámpago es una descarga eléctrica entre dos nubes o dentro de una misma
nube.
El trueno es el RUIDO que esas descargas generan.
Podemos considerar que la luz del relámpago la vemos en el mismo instante de
producirse, pero el sonido viaja a 340 m/s, tarda más en llegar y eso nos
permite conocer a qué distancia se ha producido el primero.
Ejercicio: Calcula mentalmente a qué distancia ha caído un rayo si entre el momento en
que viste la luz y oíste el trueno han pasado 6 segundos.
4.3 VIENTO.
Cuando el Sol calienta una superficie el aire que está encima se calienta. El aire
caliente es menos denso que otro más frío. (Recuerda: menos masa en el mismo
volumen o más volumen para la misma masa d = m/V).
El aire menos denso se eleva y, como no puede dejar hueco, el aire de los
alrededores se desplaza para ocupar
su lugar. Ese aire en movimiento es
el Viento.
La dirección del VIENTO se
mide con una VELETA. Consiste en
un eje que gira libremente y una
"flecha" con la cola de mayor tamaño
que la punta, de manera que ésta
apunta hacia la dirección desde la
que viene el viento.
La velocidad del viento se mide con
una ANEMÓMETRO. Un eje libre
que sujeta unas superficies que se oponen al aire y lo hacen girar con diferente
intensidad. Generalmente se mide en km/h o bien en NUDOS que es una
unidad utilizada en navegación. Cada nudo equivale 1,8 km/h
aproximadamente ¿Puedes construir uno?
Ejercicios: construye tu propio anemómetro, una veleta o tu pluviómetro casero.
Sigue las indicaciones de tu libro para construir un anemómetro. Puedes utilizar como
eje la estructura de un bolígrafo "BIC" con su tapón quitando la carga de tinta y como
cazoletas, envases de yogurt o similares.
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El eje de la Veleta puede ser del mismo tipo. Sólo recuerda que la cola tiene que tener
mayor superficie que la punta.
Para el pluviómetro utiliza un bote de plástico o de cristal profundo, Lo único que tienes
que hacer es calcular cual es la superficie de su "boca". Luego, cuando recojas el agua
acumulada la tienes que medir con una probeta. Para finalizar tendrás que convertir los
datos obtenidos en litros / metro cuadrado . Puedes utilizar una regla de tres: si en tu
bote que tiene "Z" superficie has recogido "W" cantidad de agua , entonces en 1 metro
cuadrado habrá caido "X" .
Deberías dejar el bote en un lugar despejado y realizar las observaciones cada 24 horas.
4.4. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA.
La presión atmosférica equivale al peso de la columna
de aire sobre una superficie dada.
Esa presión al nivel del mar es de 760 mm de Hg (igual
al peso de una columna de mercurio (Hg) de 760 mm =
76 cm de altura.)
Se usan varias unidades distintas para medirla.
La equivalencia es la siguiente: 760 mm Hg = 1 atm
(atmósfera) = 1.013 mb (milibares).
Para medir la presión se utiliza un BARÓMETRO. ( Baros = peso ).
Como la presión cambia con el estado del tiempo un barómetro sirve para
predecir el tiempo: cuando la presión empieza a bajar indica que el tiempo va a
volverse borrascoso, lluvioso ; por contra, la subida de la presión nos indica que
el tiempo va a estabilizarse, generalmente con cielos despejados.
Un barómetro puede usarse como ALTÍMETRO. Puesto que al subir una
montaña cada vez tenemos menos aire encima, la presión baja. Así que hay
instrumentos que, ajustándolos para cada día con una altitud conocida del
punto de partida, pueden decirnos cuanto hemos ascendido en una montaña, es
decir, a que altitud estamos. Muy útil para conocer nuestra posición en un
mapa. También los usan los paracaidistas y en la navegación aérea.
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5. LOS FENOMENOS ATMOSFÉRICOS.
Los fenómenos atmosféricos tienen lugar en la TROPOSFERA. Veamos algunos
de ellos.
ANTICICLONES Y BORRASCAS.
La presión en la atmósfera no es homogénea en toda la superficie. Hay zonas
donde la presión es mayor (Altas presiones o Anticiclones - A ), y zonas donde
la presión es menor (Bajas presiones o Borrascas - B ). Los puntos de igual
presión se pueden unir mediante líneas que se llaman ISOBARAS. De este
modo se pueden dibujar los mapas meteorológicos.
El aire se mueve desde dónde hay más presión hacia donde hay menos. En el
hemisferio Norte el viento gira …
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en el mismo sentido de las agujas del reloj en los Anticiclones
en sentido contrario a las agujas del reloj en las Borrascas.
En los mapas del tiempo las isobaras muy juntas indican dónde el viento sopla
con fuerza. Hay calma en las zonas con isobaras separadas.
6. LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.
Vamos a ver DOS casos de contaminación de los que seguro que has oído
hablar.
EL EFECTO INVERNADERO.
Seguro que piensas que el aire (salvo que tenga
polvo o gotas de agua en suspensión) es
transparente. Lo es para lo que llamamos la luz
(radiación visible).
La luz que viene del sol atraviesa el aire y
calienta el suelo.
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¿calienta igual en verano que en invierno?
¿puedes dar una explicación?
¿Se calienta igual una prenda blanca que una negra?
Esto es lo que NO ves: el suelo emite una radiación llamada INFRARROJA para
la que el aire no es completamente transparente ya que la presencia de dióxido
de carbono ( CO2 ) hace de filtro. Es decir, cuanto más CO2 haya menos
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radiación sale desde la Tierra hacia el espacio y, por tanto, la atmósfera de la
Tierra se calienta. Es un efecto parecido al que hacen los cristales o plásticos de
un invernadero, de ahí su nombre.
Observa este video para una mejor comprensión del efecto invernadero.
La temperatura del planeta sería de unos -15ºC si no hubiera efecto
invernadero, Debido al efecto invernadero normal la temperatura es de +15ºC.
El problema es que estamos provocando que haya DEMASIADO efecto
invernadero y el clima del planeta esta cambiando. Se teme que la temperatura
media del planeta suba al menos 2ºC en los próximos años.
Vamos a medir la temperatura al aire libre y dentro de un recipiente de plástico
transparente ¿crees que será igual?
EL ADELGAZAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO (mal llamado Agujero
de Ozono).
El Ozono, como ya vimos, es un gas que se forma en la estratosfera y que nos
protege de las radiaciones ultravioleta.
Lo que está sucediendo es que una serie de gases emitidos por el hombre
llamados CFC o Freones, están destruyendo el ozono y cada vez atraviesan la
estratosfera más radiaciones ultravioleta que nos pueden producir, entre otras
cosas, cáncer de piel.
7. QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS.
¿Qué podemos hacer nosotros para contribuir a cuidar de "nuestra casa"
conocida como "Planeta Tierra"?
1. Apaga la luz cuando salgas de una habitación, de clase,...
2. Apaga los aparatos cuando no los estés usando. No los dejes en
espera: "stand by".
3. Pide que la temperatura de la calefacción te permita estar cómodo
en INVIERNO pero no como para vestir como en verano (20-21ºC
es suficiente).
4. Muévete en transporte público u optimiza los ocupantes de un
vehículo particular.
5. Camina, pedalea, es mucho más sano para todos, incluido tú
mismo.
6. Respeta la Naturaleza, reforesta si puedes.
7. No uses pulverizadores con gases si puedes evitarlo.
8. Educa a tu familia y amigos, cada gesto cuenta.
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9. Intenta que se ahorre energía en los lugares que frecuentas: la
clase, los locales públicos, etc.
10. Presiona a tus mayores y enseña a los pequeños para que actúen
con responsabilidad.
8. BREVE REPASO DE LOS COMPONENTES DEL
AIRE.
Sólo vamos a recordar estos breves datos:
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NITRÓGENO:
78 % del volumen del aire
Reacciona poco con otros elementos a temperatura ambiente.
Se utiliza en la industria para fabricar abonos, amoníaco, entre otros
compuestos.
Las proteínas y la urea (de la orina) contienen nitrógeno.
OXÍGENO
El 21 % del volumen del aire es oxígeno. En el agua hay un 3% de oxígeno
disuelto. OJO: no confundir el oxígeno gaseoso O2 disuelto (es decir mezclado
en el agua) con el hecho de que la molécula de agua esté formada por el
elemento oxígeno: H2O.
Es imprescindible para la respiración de los seres vivos.
Las plantas hacen fotosíntesis en presencia de LUZ y en ese proceso fabrican
sus nutrientes y desprenden oxígeno gaseoso.
Las radiaciones solares convierten el oxígeno de la estratosfera en OZONO : O3.
El oxígeno se combina fácilmente con otros elementos formando óxidos.
DIÓXIDO DE CARBONO
El 0,0380 % (380ppm -partes por millón) del volumen del aire es dióxido de
carbono CO2
Se forma como resultado de la combustión del carbón, petróleo, o materia
orgánica. También como resultado de la respiración de los seres vivos.
Las burbujas de las bebidas espumosas son de dicho gas.
Se mantiene disuelto a presión en el interior de las botellas pero se libera
cuando se abren.
Es responsable, junto con otros gases, del efecto invernadero (ver más adelante).
OZONO ( O3 )
Se forma por acción de los rayos del sol sobre el oxígeno
La mayor parte se encuentra en la estratosfera.
Filtra los rayos solares (ultravioleta) que producen daño en nuestra piel y
nuestros ojos.
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