ESTRUCTURA DE LA ATMOSFERA

M.E.S. BERTHA ALICIA PÉREZ PARA

Comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. Gases y vapor de agua se fueron liberando de las rocas que forman nuestro planeta. La atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono pero con ausencia de oxígeno.

LA ATMÓSFERA ES LA ENVOLTURA GASEOSA QUE RODEA A LA TIERRA.

Era una atmósfera ligeramente reductora hasta que la actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxígeno y ozono (a partir de hace unos 2 500 o 2000 millones de años). También ahora los seres vivos siguen desempeñando un papel fundamental en el funcionamiento de la atmósfera. Las plantas y otros organismos fotosintéticos toman CO2 del aire y devuelven O2, mientras que la respiración de los animales y la quema de bosques o combustibles realiza el efecto contrario: retira O2 y devuelve CO2 a la atmósfera.

LA ATMOSFERACapa fluida de unos 10000 km., que rodea la Tierra. Formada por gases, líquidos y sólidos en suspensión; el 95% de su masa se encuentra en los primeros 15 Km.

• Se formó por la desgasificación que sufrió el planeta durante su proceso de enfriamiento desde las primeras etapas de su formación.

• Además de grandes cantidades de gases y polvo emitidos por los volcanes.

• Y la aportación de la humanidad mediante la quema de combustibles fósiles y la deforestación.

La atmósfera se puede definir como la envoltura de gases que rodea la Tierra

Componentes en mayor proporción en el aire: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar), vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).

Componentes restantes que aparecen en cantidades muy pequeñas, medidos en partes por millón.

COMPONENTES QUÍMICOS DE LA ATMOSFERA.

LA ATMOSFERA RODEA A LA TIERRA COMO UN OCEANO DE AIRE, PROTEGE COMO UN FILTRO A LOS SERES VIVOS DE LAS RADIACIONES MORTALES PROCEDENTES DEL SOL Y DEL ESPACIO. EN ELLA EXITE UN ELEMENTO INDISPENSABLE PARA EL DESARROLLO DE LA VIDA_ EL OXIGENO. LAS CAPAS DE LA ATMOSFERA, UN REGALO DE LA NATURALEZA PARA LA VIDA TERRESTRE.

LAS CAPAS DE LA ATMOSFERA

Hasta los primeros 80-100 Km la composición del aire es homogénea, manteniéndose las mismas proporciones en los gases (aunque lógicamente la concentración de gases decrece), llamándose a esta capa homosfera;

a partir de esta altura la composición varía habiendo gases que predominan según una altura determinada, llamándose a esta capa heterosfera.

HOMOSFERA Y HETEROSFERA.

HOMOSFERA

HETEROSFERA

GAS PREDOMINANTE ALTITUD Capa de Nitrógeno molecular (N2) Entre 100 y 200 Km. Capa de Oxígeno atómico (O) Entre 200 y 1000 Km. Capa de Helio (He) Entre 1000 y 35000 Km. Capa de Hidrógeno atómico (H) A partir de 3500 Km.

Fíjate como a mayor altura el gas predominante es más ligero (menor masa atómica)

LA ATMÓSFERA SE DIVIDE EN DIVERSAS CAPAS:

llega hasta un límite superior (tropopausa) situado a 9 Km de altura en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, ... y la capa de más interés para la ecología. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

LA TROPOSFERA

comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, lo que facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez. Por ejemplo, esto es lo que ocurre con los CFC que destruyen el ozono. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono, importante porque absorbe las dañinas radiaciones de onda corta.

LA ESTRATOSFERA

se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La disminución de la temperatura combinada con la baja densidad del aire en la mesosfera determinan la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes. La mesosfera es la región donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno aerodinámico.

La mesosfera

Se extiende desde una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o más. A estas distancias, el aire está enrarecido en extremo. Cuando las partículas de la atmósfera experimentan una ionización por radiación ultravioleta, tienden a permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los iones. La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio. Una parte de la energía radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la Tierra. Este último efecto permite la recepción de señales de radio a distancias mucho mayores de lo que sería posible con ondas que viajan por la superficie terrestre.

La ionosfera

La región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera. Más allá se extiende la magnetosfera, espacio situado alrededor de la Tierra en el cual, el campo magnético del planeta domina sobre el campo magnético del medio interplanetario.

TROPOSFERA: ESTA ES LA CAPA INFERIOR, LA PARTE BAJA Y LA MAS DENSA Y DONDE TODOS VIVIMOS. ES LA SEDE DE LA VIDA ORGANICA Y DONDE SE FORMAN LA MAYOR PARTE DE LAS NUBES. ESTA COMPUESTA, PRINCIPALMENTE, POR NITROGENO Y POR OXIGENO.TROPOPAUSA ES LA FRONTERA ENTRE LA TROPOSFERA Y LA ESTRATOSFERA EN ELLA SE FORMAN, A GRANDES ALTURAS, LAS VELOCES CIRCULACIONES ATMOSFERICAS, LOS CUALES PUEDEN SER CONSIDERADOS AUTENTICOS RIOS DE AIRE. A ESTE FENOMENO SE LE LLAMA CORRIENTES DE CHORRO.

TROPOSFERA

ESTRATOSFERA ES UNA DE LAS PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LA ESTRATOSFERA ES QUE CONTIENE LA CAPA DE OZONO, LA CUAL EJERCE UNA ACCION PROTECTORA ABSORBIENDO LOS RAYOS ULTRAVIOLETA EMITIDOS POR EL SOL. POR ENCIMA DE LA ESTATOSFERA Y ANTES DE LA MESOSFERA SE ENCUENTRA LA ESTRATOPAUSA

MESOSFERA ESTA CAPA ES CONOCIDA COMO LA TERMOSFERA, ES IMPORTANTE POR LAS REACCIONES QUIMICAS QUE OCURREN EN ELLA Y POR EL PROCESO DE IONIZACION QUE SE LLEVA ACABO EN SU INTERIOR

IONOSFERA LA IONOSFERA ESTA ES UNA CAPA COMPUESTA POR GASES IONIZADOS, PRODUCTO DE LA RADIACION ULTRAVIOLETA, LOS RAYOS X Y LA LLUVIA DE ELECTRONES PROCEDENTE DEL SOL. LA PRESENCIA DE ELECTRONES LIBRES HACE QUE LA IONOSFERA, REFLEJE LAS ONDAS DE RADIO QUE EMITEN LAS ESTACIONES DE LA TIERRA.

EXOSFERA LOS ULTIMOS VESTIGIOS DE LA ATMOSFERA, MAS ALLA DE LOS 640 METROS DE ALTURA, PERTENECEN A LA CAPA DENOMINADA EXOSFERA, COMO EN ESTA CAPA NO HAY RASTROS DE VAPOR DE AGUA NI DE POLVO QUE REFRACTEN DIFUNDAN LA LUZ, EL FIRMAMENTO APARECE NEGRO, CONSTELADO DE ESTRELLAS TITILANTES.LIMITE EXTERIOR DE LA ATMOSMERA 9600KM

Presión atmosférica: Es el peso ejercido por la masa de aire atmosférico sobre la superficie terrestre. Casi la totalidad de la masa de la atmósfera se encuentra en los primeros kilómetros por encima de la superficie terrestre, por lo que la presión atmosférica disminuye rápidamente con la altura, por ejemplo en los primeros 5 Km de altura se encuentra el 50% de su masa y a los 15 km de altura se encuentra el 95% de su masa. El valor de esta presión se mide con el barómetro. A nivel del mar es 1 atmósfera o 1013 milibares, y es equivalente al peso de una columna de mercurio de 760 mm de altura y un cm2de base. En los mapas meteorológicos, la presión atmosférica suele representarse mediante las isobaras, que son líneas que unen los puntos de igual presión.

Propiedades físicas de la atmósfera

Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud (se repetirá en la estructura de la atmósfera). El aire de la troposfera se calienta a partir del calor emitido por la superficie terrestre. La temperatura es máxima en la superficie terrestre, alrededor de 15 ºC de media, y a partir de ahí comienza a descender con la altura según un Gradiente Térmico Vertical (GTV) de 6,5 ºC de descenso cada Km que se asciende en altura (la temperatura baja 0,65 ºC cada 100m de altura) hasta llegar a -70 ºC a los 12 Km de altura. A partir de aquí, la temperatura asciende con la altura hasta llegar próximo a los 0 ºC en los 50 Km. Este incremento de temperatura está relacionado con la absorción por el ozono de la radiación solar ultravioleta. De los 50 a los 80 Km de altura, la temperatura disminuye hasta alcanzar los -140 ºC; a partir de aquí, la temperatura va ascendiendo en altura al absorber las radiaciones de alta energía, pudiendo alcanzar más de 1000 ºC a unos 600 Km de altura; a partir de aquí la baja densidad de gases impide la transmisión del calor y carece de 3sentido hablar de temperatura. Curiosidad: el calor es el paso de energía de un cuerpo que está a más temperatura a otro cuerpo que está a menor temperatura.

FUNCIÓN REGULADORA Y PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA

La Tierra tiene una temperatura media constante en el tiempo, por lo que existe un balance radiactivo nulo entre la cantidad de radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente, si no se calentaría y enfriaría continuamente.

La radiación presente en la atmósfera (tanto la absorbida por ésta, como la recibida de la superficie terrestre que acaba volviendo a la atmósfera) es devuelta al espacio en forma de radiación de onda larga (aunque el efecto invernadero o contra radiación retarda la vuelta al espacio de la radiación).

La atmósfera presenta diferentes grados de temperatura en sus diferentes capas. En la ionosfera absorbe las radiaciones de onda corta y alta energía (rayos X, rayos gamma y parte de la radiación ultravioleta, todas ellas muy perjudiciales para la vida); en la ozonosfera, gran parte de la radiación ultravioleta. Al entrar en la troposfera ya se ha absorbido toda la radiación del espectro electromagnético. Las radiaciones correspondientes al espectro visible atraviesan la atmósfera y alcanzan la superficie terrestre, de donde se deduce que la atmósfera es casi transparente a dichas radiaciones y no experimenta un calentamiento apreciable al ser atravesada por las mismas. No ocurre así con las radiaciones infrarrojas y las de menor energía, que son absorbidas por el CO2 y el vapor de agua atmosféricos y que ocasionan un aumento de la temperatura.

Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera)

Función reguladora del clima por la atmósfera: variaciones del albedo, efectoinvernadero y circulación general del aire.

La atmósfera por el día refleja (albedo) y absorbe parte de la radiación solar, evitando el sobrecalentamiento de la superficie del planeta. También absorbe parte de la radiación infrarroja que emite la superficie, evitando que se enfríe bruscamente por la noche ya que parte de ese calor vuelve a la Tierra como contra radiación (efecto invernadero), y por último, la circulación del aire tiende a compensar los desequilibrios de temperatura originados por la diferenteinsolación en distintas zonas del planeta

Albedo: de toda la radiación visible incidente que llega a la parte baja de la atmósfera(troposfera), una parte (normalmente un 30%) es reflejada por las nubes, polvo, hielo, nieve,y la superficie terrestre como el suelo desprovisto de vegetación y constituye el denominadoalbedo. Un incremento del albedo produce un enfriamiento. Curiosidad: el albedo oscila entre el 5 y 10% en los mares, entre el 60 y 85% en superficies nevadas y hielo, 10-15% en los bosques y 30-50% en los desiertos.

Albedo

Efecto invernadero: parte de la luz visible no reflejada llega al suelo y causa sucalentamiento. Como consecuencia de este calentamiento se produce lentamente unaposterior radiación de calor (radiación infrarroja) desde el suelo hacia la atmósfera, que produce su calentamiento al ser absorbida por el CO2 y el vapor de agua entre otros componentes atmosféricos calentando la atmósfera. Éste es el fenómeno llamado efecto invernadero, que es aumentado por la contra radiación ya que parte de esta radiación absorbida es devuelta a la superficie

Efecto invernadero

La circulación general de la atmósfera redistribuye la energía solar que llega a la Tierra, disminuyendo las diferencias de temperatura entre el ecuador y las latitudes más altas (participa en el balance de calor con los grandes sistemas de vientos, huracanes y ciclones que transportan calor desde las zonas tropicales hacia los polos y frío desde zonas polares hacia el ecuador). Curiosidad: las ¾ partes de la superficie de la Tierra están cubierta de agua, el agua absorbe muy bien la radiación solar y mediante las corrientes marinas cálidas (desde el ecuador hacia las altas latitudes) y frías (desde los polos hacia las latitudes más bajas) regulan el clima demanera mucho más eficaz que la atmósfera. Tanto el transporte oceánico como atmosférico están regulados por un bucle de realimentación negativa.

Circulación general del aire:

la meteorología trata de definir el clima, predecir el tiempo, comprender la interacción de la atmósfera con otros subsistemas, etc. El conocimiento de las variaciones climáticas ha sido siempre de suma importancia para el desarrollo de la agricultura la navegación, las operaciones militares y la vida en general.

LA METEOROLOGÍA

Es la condición en que se encuentra la atmósfera en un determinado momento y lugar. La mayoría de los estados del tiempo ocurren en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera. Los meteorólogos, científicos que estudian y predicen los estados del tiempo, miden y describen los estados del tiempo de muchas maneras. La temperatura y la presión del aire, la cantidad y el tipo de precipitación , la fuerza y la dirección del viento, y los tipos de nubes, son todos factores descritos en un informe del estado del tiempo.Los estados del tiempo cambian todos los días porque el aire en nuestra atmósfera está siempre en movimiento y distribuye la energía del Sol. En casi todo el mundo, los tipos de eventos de los estados del tiempo varían a lo largo del año a medida que van cambiando las estaciones.

Estado del tiempo

Educativo. No debemos olvidar que todas nuestras actividades las realizamos dentro de un paisaje, el cual debiéramos conocer muy bien, para preservarlo y aprovecharlo mejor. El alumno debe entender ello, ya que de no hacerlo, corre el peligro de destruir su hábitat. Económico. Con la descripción y localización del paisaje sabemos muy bien los recursos con que se cuenta, pudiendo así desarrollar diversas actividades económicas (minería, tala, ganadería, agricultura, industria, servicios, etc.). Por eso las grandes firmas comerciales y multinacionales realizan un reconocimiento previo del espacio geográfico para instalar sus industrias o brindar servicios.Político. El Estado también usa a la geografía para organizar estratégicamente el espacio económico, político y social, de tal forma que se encuentre capacitado para realizar la planificación de servicios básicos para la sociedad.Turística. Cuando un turista escoge un país para visitarlo, es porque previamente se ha informado sobre las bondades del paisaje geográfico, resultándole así atractivo para conocerlo. Quien brinda toda la información sobre el paisaje de un lugar es la geografía, los cuales son elaborados en artículos, postales, etc.Militar. Las guerras nos han enseñado que quien conozca bien el campo de acción tiene las mejores posibilidades de ganar el conflicto. Como muestra podemos citar a Napoleón, quien antes de cualquier enfrentamiento, realizaba un reconocimiento del paisaje, y eso le valió para lograr muchas victorias.

INFLUENCIA RECIPROCA ENTRE EL HOMBRE Y EL CLIMA.

El clima es un sistema complejo por lo que su comportamiento es muy difícil de predecir. Por una parte hay tendencias a largo plazo debidas normalmente, a variaciones sistemáticas como el aumento de la radiación solar o las variaciones orbitales pero, por otra, existen fluctuaciones más o menos caóticas debidas a la interacción entre forzamientos, retroalimentaciones y moderadores.

¿Qué es el clima?

Es el conjunto de

condiciones

meteorológicas que

se repiten en ciclos

de tiempo en una

región.

¿CÓMO SE GENERAN LOS TIPOS DE CLIMA?

--latitud-Relieve-Continentalidad-Distancia al mar

-Corrientes marinas.

--Radiación solar-Temperatura-Presión-Humedad-Precipitación-Vientos

Los factores del clima modifican los elementos.

Factores de Clima

Mayor o menor cantidad de calor que hay en la atmosfera de un lugar.

Peso del aire sobre la superficie terrestre.

Concentración de vapor de agua en el ambiente.

Clasificación climática de Köppen

INFLUENCIA DEL RELIEVE EN EL CLIMA

Cambio climático Calentamiento global

Características principales

Es un concepto mucho mas amplio que se concibe como el resultado ultimo de un proceso acumulativo ya sea de calentamiento o de enfriamiento y que se sustenta en el cambio sostenido de los promedios de las variables climáticas durante un periodo de tiempo significativo. .

Es un incremento en la medida de temperatura de la atmosfera cerca de la superficie terrestre lo que contribuye a los cambios a los patrones climáticos globales también en calentamiento global suele suceder debido a una gran variedad de causas tanto naturales como producidas por el hombre.

Diferencias

Se habla de cambio climático cuando mas allá de las anormalidades que caracteriza la variabilidad climática secuencial y periódica que ya se conoce cambia las condiciones que caracteriza el sistema climático para dar paso a otro con fenómeno diferente a clases intensidades o frecuencias

El calentamiento global es el incremento producido de la temperatura media del planeta propiciada fundamentalmente por el incremento acelerado de los gases del efecto invernadero de la atmosfera, producida de las crecientes emisiones por parte de la actividad humana y sobre todo en la industria y el desperdicio de los recursos humanos y el cambio en el uso de la tierra.