jueves, 1 de septiembre de 2011

Unidad 5. El tiempo atmosférico. La atmósfera

UNIDAD 5. TIEMPO ATMOSFÉRICO Y CLIMA
TALLER 1. LA ATMÓSFERA
Cada día cuando terminan los programas informativos empieza el programa del tiempo.
En éste te informan del tiempo que ha hecho en el día y la previsión de los siguientes. Si ha hecho calor, si llueve o no, si hará buen tiempo, etc.
Realmente lo que nos están indicando es el estado general de la atmósfera en un luegar concreto en un lugar determinado, es decir, el tiempo que hará por ejemplo en Sevilla capital el día 10 de enero de 2011.
Pero por otro lado, también muchas veces empleamos el término "clima" cuando vemos las características del tiempo atmosférico en los últimos 30 ó 40 años.
Como habrás comprobado, hemos hablado de la atmósfera. En este tema vamos a estudiar un nuevo elemento para la vida en nuestro planeta: la atmósfera.

5.1.  LA ATMÓSFERA
    La atmósfera es una capa gaseosa de más de 1000 kilometros de espesor que envuelve la Tierra. A medida que nos alejamos del suelo los gases se enrarecen y falta oxígeno.
    La atmósfera evita que los rayos solares lleguen directamente a la superficie de la Tierra. 
  • Si la Tierra recibiera todas las radiaciones solares, sería imposible la vida en nuestro planeta porque durante el día se calentaría mucho y durante la noche se enfriaría demasiado. 
  • Los rayos de sol que este astro emite, chocan con las moléculas de la atmósfera y producen los colores, que van variando según el momento del día. Conocemos el color del amanecer y los colores del crepúsculo, las responsables de ellos son la luz y la atmósfera
  • La atmósfera también actúa como escudo protector contra la caída de los meteoritos.
A. LAS CAPAS DE LA ATMÓSFERA.
    La atmósfera se estructura en cinco capas:
  1. La exosfera es la capa de la atmósfera en la que los gases poco a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del espacio interplanetario. Es la última capa de la atmósfera terrestre, se localiza por encima de la termosfera, aproximadamente a unos 600 km de altitud, en contacto con el espacio exterior, donde existe prácticamente el vacío 
  2. La Termosfera: las temperaturas son muy altas. Es la capa de la atmósfera terrestre que se encuentra entre la mesosfera y la exosfera. Dentro de esta capa, la radiación ultravioleta, pero sobre todo los rayos gamma y rayos X provenientes del Sol, provocan la ionización de átomos y moléculas. En dicho proceso los gases que la componen elevan su temperatura varios cientos de grados, de ahí su nombre. Es la capa de la atmósfera en la que operan los transbordadores espaciales.. Se extiende desde los 80 km a los 600 km, aproximadamente. En esta capa la temperatura se eleva continuamente hasta más allá de los 1000 °C. Está constituida por gran cantidad de partículas con carga eléctrica
  3. Mesosfera: Situada por encima de la estratosfera y por debajo de la termosfera. La temperatura es de hasta de -90° C y se extiende entre los 50 y 80 km de altura, En esta capa se observan las estrellas fugaces que son meteoroides que se han desintegrado en la termosfera. 
  4. La Estratosfera se sitúa entre la troposfera y la mesosfera, y se extiende desde unos 11 hasta unos 50 km de la superficie. La temperatura aumenta progresivamente desde los -55 °C de la tropopausa hasta alcanzar los 0 °C. Esto es debido principalmente a la absorción de las moléculas de ozono que absorben radiación electromagnética en la región del ultravioleta. 
  5. La Troposfera es la capa de la atmósfera que está en contacto con la superficie de la Tierra. Tiene alrededor de 17 km de espesor y en ella ocurren todos los fenómenos meteorológicos que influyen en los seres vivos, como los vientos, la lluvia y los huracanes.

    B. LOS PROBLEMAS EN LA ATMÓSFERA.
    • EL AGUJERO DE LA CAPA DE OZONO.-
    En las capas altas de la atmósfera las radiaciones ultravioletas del Sol entran en contacto con el oxígeno y dan lugar a un nuevo gas: el ozono.
    El ozono se encuentra en la estratosfera, entre los 30 y los 50 km de altura, formando una capa que impide que las radiaciones ultravioletas, nocivas para los seres vivos, lleguen a la superficie terrestre.
        La capa de ozono, cuando entra en contacto con otros gases, como por ejemplo los que desprenden ciertas industrias y los que se usan en algunos aerosoles, se reduce hasta el punto de que en algunas partes parece tener agujeros. Por estos agujeros penetran los rayos ultravioleta y llegan hasta la superficie de la Tierra.
        La capa de ozono funciona, pues, como un filtro de las radiaciones solares. Sin este filtro aumentarían ciertas enfermedades, como el cáncer de piel o los problemas oculares. También se podrían ver afectadas muchas especies vegetales y animales.
    • EL EFECTO INVERNADERO.-
        Las radiaciones solares que llegan a la superficie terrestre se reflejan, rebotan y calientan la atmósfera. Este fenómeno es esencial para la vida porque, de no producirse, la temperatura media de la Tierra sería de entre 30 y 40°C más baja

        Durante las últimas décadas, el aumento en la emisión de determinados gases (como los que emiten las industrias, los vehículos, los aerosoles) ha hecho que aumenten los niveles de absorción de las radiaciones solares en la atmósfera: es lo que se llama efecto invernadero.       
        Las consecuencias son muy graves porque provocan un aumento de las temperaturas, de manera que los glaciares han empezado a deshacerse y las lluvias han cambiado los ritmos estacionales.
    • LA LLUVIA ÁCIDA.-
        La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.

    TALLER 2. LOS ELEMENTOS DEL CLIMA: LAS TEMPERATURAS
    5.2. LOS ELEMENTOS DEL CLIMA.
        Los elementos del clima son variables con las que describimos los rasgos fundamentales del clima y del tiempo atmosférico. Destacaremos: 


    LA TEMPERATURA.
        La temperatura atmosférica es el grado de calentamiento del aire debido a la radiación solar.
        Los rayos solares que llegan a la Tierra son rayos de luz, y sólo cuando tocan la corteza terrestre se convierten en calor. Pero la Tierra no retiene este calor sino que lo transmite al aire que la rodea. De esto se deduce que la atmósfera se calienta desde abajo y no desde arriba como a primera vista puede pensarse.

    FACTORES QUE MODIFICAN LA TEMPERATURA
        Los cambios de temperatura vienen determinados por: la latitud, la altitud y la distancia respecto al mar.
    • La latitud o distancia de un punto al Ecuador
        El factor que más influye en la temperatura es la insolación o cantidad de energía que recibe de los rayos del Sol. La insolación depende en gran medida de la latitud:
    1. En el Ecuador los rayos solares caen perpendicularmente y concentran la intensidad de la insolación en una pequeña superficie.
    2. En las zonas polares los rayos solares inciden sobre una superficie más curva y la insolación se dispersa en una zona mayor.
    • La altitud respecto al nivel del mar
        Parece que en las montañas debería hacer más calor que en las llanuras, ya que reciben antes las radiaciones solares. Sin embargo, sabemos que a medida que se asciende a una montaña la temperatura disminuye. Ello es debido a que, con la altitud, las capas de aire son menos densas y no son capaces de retener el calor.
    • La distancia respecto al mar
        Como seguramente sabes, el mar suaviza las temperaturas. Esto sucede porque el mar, como todos los elementos líquidos tardan mucho en calentarse y también en enfriarse. La tierra, como todos los sólidos, no transmite el calor sino que lo acumula en su superficie, de manera que se calienta y se enfría rápidamente.


    TALLER 3. LOS ELEMENTOS DEL CLIMA: LA HUMEDAD Y LAS PRECIPITACIONES
    LA HUMEDAD.
        La humedad es la cantidad de vapor de agua que se encuentra en el aire. El vapor llega al aire procedente del agua de los mares y océanos, de los ríos, los lagos, las plantas y otros seres vivos.
        La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío.

        El grado o cantidad de humedad del aire se mide con el higrómetro. Cuando el higrómetro marca el 100% se dice que el aire está saturado, es decir, contiene el máximo de humedad y es incapaz de admitir más vapor de agua.


    LAS PRECIPITACIONES.
        Cuando el aire se eleva, el vapor de agua se enfría y ello provoca su condensación en diminutas gotas que se unen entre sí, se agrandan, se hacen visibles y forman las nubes.

        Las gotas de agua que forman las nubes siguen suspendidas en el aire debido a su extrema pequeñez y ligereza. Pero si algunas gotas se enfrían mucho, es posible que se originen finos cristales de hielo.
    • Si el aire sigue elevándose o continúa enfriándose por cambios de temperatura, nuevas gotas se adhieren a las anteriores; entonces su tamaño aumenta hasta que su peso las precipita en forma de lluvia.
    • Cuando la temperatura de las capas de aire es muy baja, los cristales de hielo de las nubes no se funden al caer, sino que se unen entre sí formando copos de nieve.
    • El granizo se forma cuando los cristales de hielo de las nubes son arrastrados hacia arriba por una corriente de aire ascendente. Cuando esto sucede, van aumentando de tamaño hasta que su peso les hace precipitarse hacia tierra.
        Las precipitaciones se producen por diversas causas:
    1. Por la evaporación o convección del suelo. El calor del sol calienta la tierra húmeda y evapora el agua que la empapa formando nubes que dejan lluvias.
    2. Por el relieve u orográficas. Se produce cuando el aire húmedo que proviene del mar llega a una montaña o a cualquier zona de alto relieve.
    3. Por la formación de frentes. Cuando una gran masa de aire caliente y húmedo se encuentra con una masa de aire frío, el aire caliente asciende por encima del frío. 
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    TALLER 4. LOS ELEMENTOS DEL CLIMA: LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y EL VIENTO
    LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
        El aire, como cualquier otro elemento, pesa. El peso o fuerza que ejerce el aire sobre la superficie terrestre se denomina presión atmosféricaLa presión normal media es de 1.016 milibares (mb).
        La presión atmosférica depende de la altitud (a mayor altura menor presión), de la temperatura del aire y de imponentes corrientes de aire que circulan alrededor de la Tierra a unos 15000 metros de altitud, conocidas como corrientes jet.
    • El aire cálido es un aire poco denso y que pesa poco. Por eso tiende a ascender y da lugar a un área de bajas presiones (BP), que se denomina depresión o borrasca. Tienen una presión atmosférica menor a 1016 mb.
        El aire caliente, al subir, arrastra vapor de agua que, al remontarse, se enfría, se condensa y forma las nubes, por lo que las borrascas acostumbran a ocasionar precipitaciones.
    • El aire frío es más denso y pesado que el cálido, por lo que tiende a descender. El aire frío origina áreas de altas presiones (AP), que se denominan también anticiclones. La presión atmosférica es igual o superior a 1016 mb. El aire descendente es más seco, por lo que los anticiclones suelen ocasionar cielos despejados y tiempo seco.

    • EL VIENTO


    En general, en la zona ecuatorial de la Tierra y en las zonas templadas dominan las bajas presiones, mientras que en las zonas tropicales y en las zonas polares se registran las altas presiones.
        El viento es simplemente el de aire en movimiento que se origina cuando entre dos lugares o zonas se registran presiones atmosféricas diferentes.
    El aire siempre sopla desde la zona de altas presiones (A-Anticiclón), donde es más denso y está más comprimido, hacia la zona de bajas presiones (B-Borrasca), donde es poco denso. La intensidad del viento es mayor cuanto mayor es la diferencia entre las presiones atmosféricas.
        Existen diferentes tipos de viento:
    • Hay vientos constantes, que soplan permanentemente en la misma dirección, como los alisios, que se dirigen siempre desde los trópicos hacia el ecuador.
    • Otros cambian su dirección según las estaciones o estacionales, como los Monzones.
    • También existen vientos locales o regionales, que siempre soplan en la misma dirección y reciben un nombre propio como el cierzo en Aragón o el levante en Cádiz.
    • Por último, los vientos orográficos son fuertes y secos, porque el ascenso del aire por las laderas montañosas les hace perder su humedad, reciben diversas denominaciones. Este es el caso de la tramuntana en la isla de Mallorca.
    TALLER 5. LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
        Todos estos elementos pueden y son medidos por una serie de instrumentos. A continuación vas a ver cada uno de ellos:

    TEMPERATURA - TERMÓMETRO (mide en ºC o ºF)
    HUMEDAD - HIGROMETRO (mide en %)
    PRESIÓN ATMOSFÉRICA - BARÓMETRO (mide en mb o hPa)
    PRECIPITACIÓN - PLUVIÓMETRO (mide en l/m2 o mm/m2)
    VIENTO (dirección) - VELETA (mide N - S -E - O)

    VIENTO (velocidad) - ANEMÓMETRO (mide en m/s o Km/h)



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