introducción al protocolo globe de atmósfera · tierra hasta el borde del espacio. la ... el...
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Introducción al protocoloGLOBE de atmósfera
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1¡Bienvenidos a las investigaciones atmosféricas GLOBE!
Visión de conjuntos y objetivos
Este módulo:
• Introduce el área de investigación GLOBE de la atmósfera• Introduce los protocolos GLOBE asociados con la atmósfera
Después de que cumplas esta modulo, serás capaz de:
• Describir la estructura y composición de la atmósfera• Explicar como el calentamiento diferencial de la superficie de la tierra
crea los vientos• Identificar los componentes del Sistema terrestre• Explicar la diferencia entre el tiempo y el clima• Saber dónde y cuándo puedes recoger las medidas atmosféricas• Reconocer varios protocolos de investigación GLOBE de la atmósfera• Identificar la importancia de los datos atmosféricos para tus
estudiantes y para los científicos de NASA
¿Listo? ¡Empecemos!
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1. ¿Qué es la atmósfera?La atmósfera de la Tierra es unacapa de aire sumamente fina que seextiende desde la superficie de laTierra hasta el borde del espacio. LaTierra es una esfera con un diámetrode casi 13,000 km; el grosor de laatmósfera es alrededor de 100 km.
En esta foto, sacada de una naveespacial viajando a 300 km sobre lasuperficie, podemos ver laatmósfera como la banda azul finaentre la superficie y la oscuridad delespacio. Si la Tierra fuera deltamaño de una pelota de fútbol, ¡elgrosor de la atmósfera sería cómouna hoja de plástico que envuelto lapelota!
Imagen: NASA
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La atmósfera está compuesta de una mezcla degases
El aire está compuesta de aproximadamente 78% nitrógeno, 21% oxígeno,y una cantidad pequeña de otros gases.
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Nitrógeno
Oxígeno
Otros (Carbóndioxano, vapor deagua, partículas deaerosol, ozono)
La atmósfera tiene una estructura
Los astronautas de la Estación Internacional Espacial sacaron esta foto de las capas atmosféricas de laTierra el 31 de Julio del 2011. Muestra el tropósfera (naranja-roja) y la estratósfera arriba. Las herramientasde los satélites permiten a los científicos entender mejor la química y las dinámicas que ocurren adentro yentre estas capas. Miramos algunas de las capas de la atmósfera en las próximas diapositivas.
Image Credit: NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth
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A la superior de la atmósfera: exósfera y ionósfera
Exósfera: Esta es el limite superior de nuestra atmósfera. Se extiende desde la parte superior de la termósfera hasta unos 10,000 km dealtura. Los satélites orbitan en esta capa.
Ionósfera: La ionósfera es una capa abundante de electrones, átomos y moléculas ionizados que se extiende desde una altura de casi 48kilómetros sobre la superficie de la Tierra hasta los limites finales de la atmósfera (965 km). Traslapa la mesósfera y la termósfera. Estaregión es la que hace las comunicaciones por radio posible.
Image Credit: NASA Goddard
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Abajo de la ionósfera: termósfera- tropósfera
Termósfera: La termósfera empieza justo arriba dela mesósfera y extiende hasta una altura de 600kilómetros. La aurora y algunos otros satélitesocurran en esta capa.
Mesósfera: La mesósfera empieza justa encima dela estratósfera y extiende por encima de los 85kilómetros. Los meteoros son consumidoscompletamente en esta capa.
Estratósfera: La estratósfera empieza justo encimade la tropósfera y extiende desde una altura de 50kilómetros. La capa del ozono, que absorbe ydispersa la radiación ultravioleta solar, está enesta capa.
Tropósfera: La tropósfera empieza en la superficiede la Tierra y extiende hasta una altura de 8 a 14.5kilómetros. Esta parte de la atmósfera es la másdensa. Casi todo el tiempo estamos en esta región.
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El calentamiento desigual de la Tierra impulsa la circulaciónoceánica y del aire
El calentamiento desigual de la superficiede la Tierra impulsa la circulaciónoceánica y del aire y hace que el climavaríe según la latitud.
La circulación del aire y agua se inicia en elecuador, donde la insolación es mayor. Lasmasas de aire y agua transportan laenergía del calor de áreas alta deconcentración a áreas de bajaconcentración.
El movimiento de estas masas de aire yagua establece un estado equilibrado dedistribución del calor que determinamospor bandas climáticas generales o zonasque vemos en latitudes diferentes.
En las latitudes más altas, la energía solar alcance laTierra con rayas de altos ángulos y con una densidadbaja, entonces hay menos energía que alcance lasuperficie de la Tierra por km2, comparado al Ecuador.Imagen: La Canica Azul del Observatorio NASA de laTierra 8
Baja densidad , rayos inciden conmayor ángulo, menor energía porkm2
Baja densidad, rayas rayos inciden conmayor ángulo, menos energía por km2
Alta densidad, rayos inciden conmenor ángulo, más energía pormetro km2
La atmósfera es parte del Sistema Tierra
Para resumir, las propiedades atmosféricas no son uniformes; laspropiedades de los fluidos están cambiando constantemente conel tiempo y la ubicación. A esto el llamamos el tiempo.
Las propiedades atmosféricas y el tiempo que genera impactantodas las partes de la Tierra, pero al mismo tiempo, laspropiedades de los componentes de la Tierra – la hidrósfera(agua), la litósfera (suelos), y la biósfera (vida) – afectan laatmósfera. Estas interacciones caracterizan el Sistema Tierra.
El Sistema Tierra se comporta como un sistema cerrado simple,autorregulado, compuesto de componentes físicos, químicos,biológicos y humanos.
El enfoque de las ciencias del Sistema Tierra es el entendimientode las interacciones entre los océanos y hielo, la atmósfera, lavida, los procesos geológicos y la superficie de la tierra, y cómoesas interacciones impactan a unos y otros y causan los cambiosen nuestra planeta.
El Sistema Tierra también es responsable de la generación delclima de la Tierra.
Imagen: GLOBE.gov
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La materia cicla
La energía fluye
Esta diagrama muestraalgunas de las manerasen que los aspectos delSistema Tierra afectanotros aspectos delSistema Tierra.
En el Sistema Tierra,“Todo esto conectado atodo lo demás.”
En el Sistema Tierra, un cambio en una partedel Sistema impactará las otras partes.
Image: NASA 10
Las interacciones del Sistema Tierra generan el tiempo y elclima.
El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el sol ylas interacciones entre la atmósfera, biósfera, hidrósfera ylitósfera crean las zonas climáticas de la Tierra, que tienencondiciones climáticas y formas de vida características .
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El promedio de las temperaturas superficialessemanales o mensuales de 2001-2010
Son las zonas tropical,templado y polar
En el Sistema Tierra, un cambio en una parte del Sistema impactará lasotras partes.
Este diagrama resume algunos de los factores que influyen en el tiempo y el clima y sonresponsables de la diferenciación de zonas de clima. No te preocupes sobre los detalles, perodebes saber que en el Sistema Tierra, “Todo esta conectado a todo lo demás.” Ojo: Criosferaes otro termino para el hielo de la Tierra, y en los materiales GLOBE, la criosfera está tratadocomo parte de la hidrósfera.
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El tiempo vs. el clima
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre el tiempo y el clima?
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Tiempo Clima
El Tiempo y Clima operan en escalas de tiempo diferentes
El Tiempo y el Clima son confundidos fácilmente pero no son lo mismo… ellos operanen una escala de tiempo diferente. El tiempo describe como la atmósfera está duranteuna semana o menos. El clima es el comportamiento promedio durante una escala detiempo larga, usualmente 30 años o más. Entonces, el clima refiere a épocastemporales o más largas, hasta siglos y milenios.
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Image: NASA
En la mayoría de lugares, el tiempo puede cambiar minuto-a-minuto, hora-a-hora, día-a-díay temporada-a-temporada. Sin embargo, el clima es el promedio del tiempo con el paso deltiempo y espacio. Una manera simple para recordar la diferencia es que el clima es lo queesperas, como un verano caliente, y el tiempo es lo que experimentas, como un díacaloroso con tormentas repentinas.
Para ver como el clima ha cambiado con el paso del tiempo, explora la Maquina del TiempoClimático de NASA: Link a la Maquina del Tiempo Climático
¿Es el tiempo o es el clima?
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Responde a las siguientes preguntas!
¡Revisémos nuestro progreso hasta ahora!
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¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 1
¿Cuál es tu respuesta?
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¿Por qué la atmósfera es más calientecerca de la superficie de la Tierra?
La superficie absorba la luz del sol.
Las nubes aíslan la tropósfera.
Los fuegos y volcanes mantienenel calor.
La respuesta a Pregunta 1
¿Estabas en lo correcto?
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¿Por qué la atmósfera es más calientecerca de la superficie de la Tierra?
La superficie absorba la luz del sol.
Las nubes aíslan la tropósfera.
Los fuegos y volcanes mantienenel calor.
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¿Qué traza de gas es más importante en laabsorción de la luz ultravioleta del sol en laestratósfera?
¿Cuál es tu respuesta?
Vapor del agua
¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 2
Ozono
Carbono dióxido
La respuesta a Pregunta 2
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¿Qué oligogás es lo más importante en la absorciónde la luz ultravioleta del sol en la estratósfera?
¿Estabas en lo correcto?
Vapor del agua
Ozono
Carbono dióxido
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¿Dónde se puede encontrar la mayoría de nubes yaerosoles?
¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 3
¿Cuál es tu respuesta?
La mesósfera
La estratósfera
La tropósfera
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¿Dónde se puede encontrar la mayoría de nubes yaerosoles?
¿Estabas en lo correcto? Si es así,¡sigue con la próxima pregunta!
La mesósfera
La estratósfera
La tropósfera
La respuesta a Pregunta 3
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¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 4
¿A qué se refiere?
Hoy está lloviendo.
Al clima
Al tiempo
¿Cuál es tu respuesta?
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La respuesta a Pregunta 4
Al tiempo
Al clima
Hoy está lloviendo.
¿Estabas en lo correcto? Si es así,¡sigue con la próxima pregunta!
¿A qué se refiere?
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¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 5
Al clima
Al tiempo
Se supone que nievaen viernes.
¿Cuál es tu respuesta?
¿A qué se refiere?
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La respuesta a Pregunta 5
Al clima
Al tiempo
Se supone que nievaen viernes.
¿Estabas en lo correcto? Si es así,¡sigue con la próxima pregunta!
¿A qué se refiere?
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What is your answer?
¡Revisa tu entendimiento! Pregunta 6
Al clima
Al tiempo
¿Cuál es tu respuesta?
La precipitación promedio deesta región durante los últimos30 años ha sido 2 cm.
¿A qué se refiere?
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¿Estabas en lo correcto? Hemos acabado con laintroducción de la atmósfera. Ahora vamos a examinaralgunos de los protocolos de GLOBE que los estudiantesusan para explorar la atmósfera.
La respuesta a Pregunta 6
El clima
El tiempo
La precipitación promedio deesta región durante losúltimos 30 años ha sido 2 cm.
¿A qué se refiere?
2. Visión de conjunto de los Protocolos Atmosféricosde GLOBE
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Antes de empezar, aquí están algunas cosas que debessaber sobre las investigaciones GLOBE de la atmósfera
• El nivel de grado: Algunas medidas, comolas de nubes y tipos de estela, pueden serrealizados por estudiantes de todas lasedades, incluyendo los de los gradosmenores. Cuando combinamos conconceptos como partes por billón o lahumedad relativa, estas medidas tambiénson especialmente apropiadas por losestudiantes mayores.
• Link a la caja de herramientasGLOBE
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Dónde puedes aprender sobre los instrumentos que necesitas
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Instrumentación: Algunosinstrumentos están disponibles en lapágina web de GLOBE, como la cartade nubes. Otros, tal vez, ya los tienesen tu escuela, como unostermómetros y un metro de madera.Hay instrumentos que pueden serhechos, como la caseta para lasmedidas de la temperatura y las tablasmedida de nieve. Todos losinstrumentos están disponible para sercomprados, incluyendo las casetasmeteorológicas que proveen unamanera opcional para recoger datosatmosféricos.
Para encontrar las especificaciones delos instrumentos que necesitas,puedes consultar la caja deherramientas GLOBE.
Muchas de tus medidas deben ser recogidos durante el mediodíasolar local
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Para asegurar la comparabilidad de lasmedidas mundiales, lo mejor es recogertus medidas atmosféricas durante elmediodía solar local. Este tiempo no esusualmente las 12:00 pm en tu reloj local.Puedes buscar la hora actual del mediodíasolar local o calcularla promediando eltiempo entre la hora del amanecer y lahora del atardecer en tu zona. Reportarástu hora de recolección como UTC o TiempoUniversal Coordinado. Este es calculadoautomáticamente para ti cuando ingresastus datos a GLOBE.
Puedes consultar más sobre el calculo delmedio día solar en la Guía del MaestroGLOBE.
Mediodía solar local
Amanecer Atardecer
La mayoría de las medidas atmosféricas de GLOBE deben serrecogidas en el espacio de dos horas alrededor del mediodíasolar local.
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Recuerda, ¡no necesitas recoger todas las medidas! Puedes seleccionar lasmedidas que son apropiadas con los tiempos que funcionan con el horariode tu clase.
Rango de tiempos del día para recoger un conjuntocompleto de observaciones atmosféricas diarias
La mediamañana
El mediodíasolar
La mediatarde
-Aerosoles-Vapor de agua-Presión-Temperatura actual-Nubes y constelas-Humedad relativa-Temperatura de lasuperficie
-Temperatura Max/Min-Precipitación-Nubes y Constelas-Tiras expuestas de ozono-Dirección del viento-Humedad relativa-Temperatura de la superficie
-Lección del ozono-Dirección del viento-Temperatura actual-Nubes y constelas-Humedad relativa-Temperatura de lasuperficie
Tiempo: Para la mayoría delas medidas sólo necesitasunos minutos y pueden serrecogidas a la misma horacada día, en el espacio dedos horas alrededor delmediodía solar local. Sinembargo, otros datospueden ser recogidos encualquier memento en undía, como los nubes o lahumedad relativa.
Las medidas que tusestudiantes recogenpueden ser restringidasdebido al tiempo disponibleen el sitio de estudioatmosférico.
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Los Protocolos Atmosféricos: Cuándo necesitas recoger tus medidas,y cuánto tiempo necesitarás para recogerlas
MedidaRecogida en el espacio dedos horas alrededor delmediodía solar local
Sí
Sí
Sí
Sí
No es requerido
No es requerido
Otros momentos en que las medidas pueden serrecogidasRequeridas para el apoyo de las medidas de aerosoles,vapor de agua, ozono, temperatura superficial ytransparencia de agua. Otros tiempo son permitidos
Cuando el sol es por lo menos 30° encima del horizonte odurante el mediodía solar local; Otros tiempos sonpermitidos
Otros tiempos son permitidos. Requerida en el apoyo delas medidas de aerosoles, vapor de agua y ozono.
No
Requerida para la comparación con las medidas detemperaturas de suelo y en apoyo de las medidas deaerosoles, vapor de agua, ozono y humedad relativa; Otrostiempos son permitidos.
Importante por comparaciones con las medidas detemperatura actual y de suelos
No
Adentro de una hora de las medidas de aerosoles y vaporde agua si hayan recogidas; si no, cuando conviene
Otros periodos de una-hora son permitidos además de lamedida de mediodía solar
Variable. La hora idealcambia con laubicación y temporada
Cuando el sol está por lo menos 30° encima del horizonte odurante el mediodía solar local; Otros tiempos sonpermitidos
Sí por el psicrómetro; lalectura del higrómetrodigital puede serreportado hasta unahora más tarde almismo tiempo como lamedida de ozono
Otros tiempos son permitidos. Requerida en el apoyo delas medidas de aerosoles, vapor de agua y ozono.
Esta observaciónempieza a estetiempo y cumpleuna hora más tarde
Tipo y cobertura denubes y estela
Aerosoles y Vaporde agua
Humedad relativa
Precipitación
Temperatura actual
Temperaturasuperficial
TemperaturaMáxima y Mínima
Presiónbarométrica
Ozono
La mayoría de las medidas sólo requieren uno minutos. Las medidas que tusestudiantes recogen pueden ser restringidas debido al tiempo disponible al sitio deestudio atmosférico.
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Los Protocolos Atmosféricos: Cuánto tiempo necesitas pararecoger las medidas
MedidaTiemporequeridoaprox. (en min)
Tipo y cobertura de nubes yestelas
Aerosoles incluyendo medidas deapoyo
El vapor de agua incluyendo lasmedidas de apoyo
Aerosoles y vapor de aguacombinados incluyendo lasmedidas de apoyo
La humedad relativa
La precipitación
La precipitación pH usando elmetro incluyendo calibración
El manejo de las muestras denieve en la aula para la nieveo lluvia equivalente de nieve
La lluvia equivalente de nievecuando la nieve ha derretido
1-día temperatura máxima,mínima y actual
Multi-día temperaturamáx./mín./actual de aire y suelos
La temperatura de la superficieincluyendo las medidas de apoyo
Despliegue de las tiras de ozonoy la recolección de la medidas deapoyo
La lectura de las tiras de ozono yla recolección de la medidas deapoyo
Un conjunto entero demedidas del mediodía solar:
Nubes y estelas, humedadrelativa, cantidad y pH deprecipitación, temperaturamáx./mín./actual, temperaturade la superficie, y el desplieguede las tiras de ozono
• Nivel de habilidad:Todos los grados
• Tiempo requerido: 15-25 minutos 36
El Protocolo de Presión Atmosférica
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El Protocolo de Nubes
• Nivel de habilidad: Todos losgrados
• Tiempo requerido: 10 minutos
38El Protocolo de la Caseta Meteorológica Automática
39El Protocolo de Ozono Superficial
• Nivel de habilidad: Todos los grados
• Tiempo requerido: 10-15 minutos
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Protocolo de Temperatura Superficial
• Nivel de habilidad: Todos los grados
• Tiempo requerido: 10-15 minutos
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Protocolo de Temperatura de Aire
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Protocol de Vapor de Agua
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Protocol de Aerosoles
• Nivel de habilidad: Secundaria
• Tiempo requerido: 15-30 minutos
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Protocolo de Precipitación (Solida)
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Protocolo de Humedad Relativa
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Protocolo de Precipitación (Liquida)
• Nivel de habilidad: Todos losgrados
• Tiempo requerido: 5-10 minutos
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Answer toQuiz Question 7
¡Revisa tuConocimiento!
Pregunta 8
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La respuesta aPregunta 8
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¿Cuál es turespuesta?
La respuesta aPregunta 9
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¿Estabas en locorrecto?
En esta sección, aprenderás como
• Seleccionar y describir un sitio de estudio atmosférico• Entender el tiempo Universal• Documentar y anotar tu sitio de estudio atmosférico
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3. La creación de tu Sitio de Estudio Atmosférico
Usa un GPS
Evalúa el terreno de tu escuela eidentifica todos los obstáculos al cielo
Asegura que no hay edificio adentro de10 m
Usa una brújula para determinar lacuesta o inclinación
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Documenta tu Sitio de Estudio AtmosféricoRevisemos los pasos en las próximas diapositivas…
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El equipo que necesitas para documentar tu sitio de estudio de laatmósfera
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¿Dónde es un lugar bueno para ubicar el sitio de estudio dela atmósfera?
Ubicarlo en los terrenos de la escuela con acceso fácil y rápido.
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Un área abierta y cubierta por hierba es optima.
Un área abierta y cubierta por hierba es optima.
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Es mejor si está en un área abierta lejos de edificios
Un área abierta prevendrá el bloqueo de precipitación.
• content
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Don’t worry if you don’t have the perfect sampling siteNo te preocupes si no tienes el sitio de muestra perfecto.
Es mejor recoger datosde un sitio que no es
perfecto que no recogerdatos en absoluto.
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El método para determinar la ubicación si estásusando un receptor GPS
… toma 5 medidas
En intervalos deun minuto…
Anota la latitud,longitud, elevación,hora, # de satélites
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La Guía para Maestros GLOBE te explica como usaruna brújula y determinar la cuesta
El A-Train
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La NASA monitorea los signos vitales de la Tierra desde el suelo, el aire y el espacio con unflota de satélites y campañas de observación en tierra.
Una de las campañas de observación basada en tierra es GLOBE.
Aprender más aquí: Link a un artículo de NASA sobre el A-Train
¡Estos son unas de las ideasimportantes quehemos aprendido!
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Antes que termines esta sesión, revisa tuconocimiento de estos conceptos importantes
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1. ¿Qué es la diferencia entre el tiempo y el clima?
(Encuentra la respuesta: diapositivas 14-16)
2. Describe las características de la atmósfera.
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Antes que termines esta sesión, revisa tuconocimiento de estos conceptos importantes
(Encuentra la respuesta: diapositivas 4-8)
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Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento deestos conceptos importantes
3. ¿A qué nos referimos cuando decimos que en elSistema Tierra, “Todo está conectado a todo lo demás?”
(Encuentra la respuesta: diapositivas 10-13)
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Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento deestos conceptos importantes
4. ¿Cuáles son algunos de los protocolos de medidasusados en la investigación GLOBE de la Atmósfera?
(Encuentra la respuesta: diapositivas 36-46)
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Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento deestos conceptos importantes
5. ¿Qué debes considerar cuando determinas laubicación de un Sitio de Estudio Atmosférico?
(Encuentra la respuesta: diapositivas 56-59)
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6. ¿Cuándo recoges las medidas?
(Encuentra la respuesta: diapositivas 32-33)
Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento deestos conceptos importantes
7. ¿Cuál es la relación entre las medidas de satélites deNASA como las recogidas por el “A-Train” y GLOBE?
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(Encuentra la respuesta: diapositivas 62)
Antes que termines esta sesión, revisa tu conocimiento deestos conceptos importantes
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Si crees que estás listo para tomar la prueba de laIntroducción a la Atmósfera, verás un enlace al lado dellugar donde encontraste este modulo. si deseasprofundizar más en la investigación de la atmosfera conGLOBE revisa la Guía del Maestro GLOBE de Atmósfera.
¿Tiene preguntas?Link al Programa GLOBE
¡Bienvenidos a las investigaciones atmosféricas de GLOBE!
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Por favor danos comentarios sobre este módulo. Esta es unproyecto comunitario y tus sugerencias, comentarios ycorrecciones son bienvenidos! Escríbenos aquí: comentarios deletraining
Para más información:El Programa GLOBE
NASA- La Ciencia Terrestre
NASA- El Cambio Climático GLOBAL: Los Signos Vitales del Planeta
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