La atmósfera que nos rodea

 

 

1. La atmósfera. Estructura y composición.

2. Fenómenos meteorológicos. Factores que condicionan el tiempo atmosférico.

3. La presión atmosférica. Anticiclones y borrascas.

4. La humedad del aire.

5. ¿Cómo nos afecta la temperatura del aire?

6. Los vientos.

7. La estación meteorológica. Pronóstico del tiempo.

8. Documentación.

 

1. La atmósfera. Estructura y composición

Sin pensar en ello, vivimos en el fondo de un mar gaseoso que llamamos atmósfera.  La atmósfera es una capa gaseosa que envuelve a la Tierra. Se divide en diferentes capas, según diferentes parámetros, como la temperatura, composición... . Una síntesis es la que se refleja en la tabla siguiente:

 

Capas

Altura

Composición

Fenómenos

Importancia

 

EXOSFERA

900

Gases dispersos

 

 

 

IONOSFERA / TERMOSFERA

350

Gases ionizados

Auroras polares

(  T. de -40ºC a 1.500ºC)

Permite las comunicaciones por radio

MESOSFERA

85

Gases dispersos

(T. hasta -90ºC)

Se destruyen los meteoritos

ESTRATOSFERA

50

Ozono

Fuertes vientos horizontales

(T. de -60ºC a 0ºC)

Absorbe los rayos ultravioleta

TROPOSTERA

14

0

Aire

Meteorológicos

(T. 17ºC)

Permite la vida

 

 

¿Qué es el aire?       

 El aire puro es una mezcla homogénea de diferentes gases:

Nitrógeno (N2): 78% en volumen.

Oxígeno (O2): 21% en volumen.

Vapor de agua (H2O): % variable.

Argón (Ar): 0,94%      

 

Si el aire no es puro, demás, puede tener en suspensión diferentes partículas, como humo, polvo, azufre, polen, plomo...

 

¿Qué es el ozono?                                                                                                                             

El ozono es un gas que ocupa una parte de la estratosfera. Su molécula está formada por la combinación de tres átomos de oxígeno.

 

 

 

 

 


El ozono absorbe gran parte de la radiación ultravioleta que nos llega del sol, lo que hace subir la temperatura estratosférica.

Existen sustancias, como el CFC-11 y el CFC-12, formadas por compuestos de cloro que rompen la molécula de ozono (O3), transformándose en oxígeno (O2).

 

 

 

 

 

 

 


(conocer más)

¿Qué son las auroras polares?                                                                                                               

aurora boreal

 

La Ionosfera la componen diferentes zonas de la Termosfera formadas por partículas cargadas de electricidad. Cuando la radiación solar choca contra los gases que forman la ionosfera, estos se transforman en iones y electrones. Esta ionización también provoca un aumento de la temperatura de la zona.

Las perturbaciones producidas  en esta capa por el viento solar y el magnetismo terrestre, afectan a las comunicaciones, tanto por radio como por GPS.

El viento solar, cuando interacciona con el campo magnético de la Tierra produce las auroras. Las auroras polares, Boreal y Austral, son fenómenos luminosos que se originan en latitudes altas, cerca de los polos.

 

(conocer más)           (ver video)

 

Cuestiones:

a)    ¿Qué función realiza el nitrógeno en el aire?

b)    ¿Qué fenómeno provoca en la atmósfera el dióxido de carbono relacionado con la temperatura de la Tierra?

c)    ¿Por qué la cantidad de vapor de agua de la atmósfera es variable?

d)    Cuando los medios de comunicación hablan del agujero de la capa de ozono, ¿a qué se refieren? (ver)

e)    ¿Por qué es peligroso para la vida en la Tierra que disminuya la capa de ozono? (ver)

f)     ¿Por qué las auroras se forman en latitudes cercanas a los polos?

g)    ¿Por qué una emisora de televisión necesita repetidores o satélites artificiales para poderse verse en cualquier punto de la Tierra y, sin embargo, una de radio no los necesita?

h)    Describe cómo varía la temperatura con la altitud de la atmósfera.

 

Aplicaciones:

a)    En Montreal (1987) se firmó un protocolo, que después ha sido revisado varias veces, para controlar el uso de sustancias que afectan a la capa de ozono.

a.1 ¿En qué situación se encuentra el protocolo?

a.2 Escribe una relación de productos que contengan sustancias que deterioran la capa de ozono.

a.3 Resume y comenta el artículo de L. M. Ariza (ver artículo).

b)    ¿Qué acciones personales puedes concretar y realizar para no contribuir en el aumento del agujero de la capa de ozono?

 

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2. Fenómenos meteorológicos. Factores que condicionan el tiempo atmosférico.

La meteorología está presente en nuestras vidas. El tiempo atmosférico suele ser el primer tema de conversación entre personas. Aparece información meteorológica en todos los diarios y programas informativos de televisión y radio. Hay sectores para los que las predicciones meteorológicas son importante, como son: el pesquero, la navegación aérea, el agrícola, las fuerza militares o servicios (turismo, salidas a la montaña…).

 

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La meteorología estudia el tiempo atmosférico, es decir, los meteoros, y las condiciones que presenta la atmósfera en un lugar y un tiempo determinado. El tiempo atmosférico lo determinan diferentes variables que se miden con aparatos.

 

Variables

Aparatos

Unidades

Presión

Barómetro

milibares, mmHg, hectoPascales

Temperatura

Termómetro

grados centígrados (ºC)

Humedad relativa

Higrómetro

Psicrómetro

%

Precipitaciones

Pluviómetro

l/m2

Fuerza del viento

Manga de aire

escala de Beaufort

Dirección del viento

Veleta

N-S-E-O

Velocidad del viento

Anemómetro

m/s , km/h

 

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3. La presión atmosférica. Anticiclones y borrascas.

 

 

 

 

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4. La humedad del aire

La humedad la forma el vapor de agua que hay en el aire. Se origina a partir del agua que se evapora de ríos, mares y océanos. Forma parte del ciclo del agua. (Animación de Aldea Educativa).

Una masa de aire no puede contener una cantidad ilimitada de vapor de agua, hay un límite a partir del cual el aire se satura y no admite más cantidad de agua. Esta cantidad de vapor de agua que puede admitir una masa de aire depende de la temperatura, de la presión y del nivel de saturación del aire.

La humedad se mide de diferentes maneras:

  • Humedad absoluta (Ha): masa de vapor de agua que hay en cada metro cúbico de aire. Depende de la temperatura. Se expresa en gramos de vapor de agua.

Por ejemplo, a 20 ºC, una masa de un metro cúbico de aire se satura con 9,3 gramos de agua. La tabla refleja algunos valores de saturación, según la temperatura.

§   Humedad relativa (Hr): relación entre la masa de vapor de agua que tiene un volumen de aire y la que tendría si estuviera saturada, a una temperatura determinada. La expresión siguiente relaciona la humedad absoluta con la relativa:

1 metro

 

1 metro

 

 

La humedad relativa se mide con diferentes aparatos, como el psicrómetro y el higrómetro, y se expresa en tanto por ciento (%).

 

higrómetro

 

Higrómetro

Psicrómetro

Meteoros acuosos.

Cuando una masa de aire se satura de vapor de agua, el exceso de vapor se vuelve líquido, se forman gotas de agua. Estas gotas pueden manifestarse dando lugar a diferentes meteoros:

v  El rocío son pequeñas gotas  de agua que se forman por condensación del vapor de agua atmosférico sobre una superficie fría. Punto de rocío, es la temperatura a partir de la cual el vapor de agua comienza a condensarse en pequeñas gotas.  

v  La escarcha es la capa de cristales de hielo que se forma por sublimación cuando el vapor de agua toca una superficie por debajo de los 0ºC.

v  La niebla es el estado de la atmósfera cuando el aire tiene dispersas gotas microscópicas que hacen que se vea turbio, con una visibilidad menor de 1 km. Se forma, normalmente, a partir del vapor de agua que sube de la tierra y se enfría en contacto con e aire. Si la visibilidad es entre 1 y 4 km se llama neblina.

v  La calima se forma cuando el aire tiene en suspensión partículas de polvo y agua.

v  El smog es un término inglés que se utiliza para nombrar la polución atmosférica que se produce en las grandes ciudades.

v  Las estelas están formadas por el vapor que se desprende de la combustión que tiene lugar en los aviones. La permanencia de estas estelas depende de la cantidad de vapor de agua que contenga el aire.

 

rocío

escarcha

niebla

Calima

 

 Estelas aereas

rocío

escarcha

niebla

calima

smog

estelas

 

v  Las nubes están formadas por un conjunto de pequeñas gotas o cristales de hielo mezcladas con el aire. Se forman por condensación de vapor de agua atmosférico alrededor de núcleos de condensación (polvo atmosférico, polen...) cuando llega a niveles fríos de la atmósfera.

Hay nubes que se forman cuando al subir el aire por la ladera de una montaña se enfría hasta el punto de saturación y el vapor se condensa. Estas nubes se denominan nubes orográficas.

Según la altura, las nubes se clasifican en: (conocer más)

  • Altas (entre los 6.000 y los 12.000 m). Son: cirros, cirrostratos, cirrocúmulos y sus variedades.
  • Medias (entre los 3000 y los 6.000 m). Son: altocúmulos, altostratos, nimbostratos y sus variedades.
  • Bajas (hasta los 3.000 m). Son: cúmulos y fractocúmulos, estratos, estratocúmulos cumulonimbos y sus variedades.

 

altas

medias

bajas

 

 

 

 

 

via cumulos

 

 

 

 

 

Vía de fracto cúmulos

(ver más)

Meteoros luminosos y sonoros.

v  Relámpagos: fenómeno luminoso que se produce por la descargas eléctricas dentro de una nube o entre nubes.

v  Rayos: se producen cuando el intercambio de cargas eléctricas se produce entre la nube y la superficie de la Tierra.

v  Truenos: Es el sonido que se produce en el aire ocasionado por el desplazamiento de cargas eléctricas. Este sonido se percibe un tiempo después de ver la descarga debido a la diferencia de velocidad entre la luz (300.000 km/s) y el sonido (340 m/s) .

v  Arco Iris: fenómeno luminoso que es forma cuando la luz del sol se refracta y se refleja en las gotas de agua que quedan en la atmósfera después de llover.

 

 

 

Arco iris

oir

relámpago

rayo

Arco iris

Trueno

 

Precipitaciones.

Se denominan precipitaciones a la caída de agua atmosférica. Se forman diferentes tipos de precipitaciones:

v  Lluvia: se forma dentro de las nubes cuando las partículas de agua que se aglutinan en núcleos de condensación adquieren la medida suficiente para caer por acción de la gravedad.

v  Llovizna: cuando la caída de agua es débil.

Cuando el agua que cae está congelada la precipitación adquiere diferentes nombres:

v  Granizo: precipitación de trozos de hielo, de diámetro entre los 5 y los 50 mm, o superior.

v  Piedra:

v  Nieve:

 

 

 

 

lluvia

granizo

piedra

nieve

 

,

 

 

 

 

Cuestiones

a)     ¿Qué quiere decir que el aire tiene una Hr del 50% a 30ºC?

b)     ¿Cuántos gramos de agua tiene una masa de aire que se encuentra a 30 ºC y al 60% de humedad relativa? Calcúlalo.

 

Aplicaciones

a)    ¿Qué sensación tenemos en verano cuando el grado de humedad del aire es muy alto? Justifícalo.

 

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5. ¿Cómo nos afecta la temperatura del aire?

La temperatura nos dice el grado de agitación de las partículas del aire; cuanta más agitación, más temperatura. Se mide con el termómetro. Existen diferentes tipos de termómetros, el más usado en meteorología es el termómetro de máximas y mínimas, que nos dice la temperatura más baja (suele ser al amanecer)) y la más alta del día (suele ser sobre entre las 13 h y las 16 h).

 

termómetro

máximas y minimas

De máximas y mínimas

 

Ecalas temometricasLa temperatura se expresa en grados centígrados (ºC), en la escala de Anders Celsius, establecida el año 1742. Tiene como puntos de referencia las temperaturas de fusión y de ebullición del agua. Existen otras escalas, como la Fahrenheit (ºF) o la de Kelvin (ºK) o absoluta. La equivalencia entre ellas es la que se refleja en el cuadro siguiente:

 

 

Celsius

(ºC)

Reaumur

(ºR)

Fahrenheit

(ºF)

Kelvin

(ºK)

Relación entre escalas

T. Fusión

0

0

32

273

escalas

T. Ebullición

100

80

212

373

 

Temperatura-altitudLa temperatura que nos afecta es la del aire que nos rodea. Varía según diferentes factores como la radiación que nos llega del Sol, la época del año, el día y la noche, el viento, el tipo de suelo, la latitud...

La temperatura disminuye con la altitud; el promedio es de 6,4 ºC por cada 1000 metros de altura. A medida que subimos, la densidad del aire disminuye y, por tanto, también la presión atmosférica. Eso quiere decir que hay menos partículas que nos proporcionan energía.

 

Cuestiones

a)     ¿A qué temperatura  en grados Fahrenheit corresponden 20 ºC?

b)     ¿Cuál es la temperatura más baja posible en grados centígrados? Y en grados Kelvin?

c)     ¿Por qué conforme subimos una montaña, estando más cerca del Sol, hace más frío?

d)     ¿Por qué en los desiertos, durante el día hace mucho calor y por la noche mucho frío?

 

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6. Los vientos

 

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7. La estación meteorológica. Pronóstico del tiempo

 

Tiempo actual en tu zona

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8. Documentación

 

Páginas web

·   Ministerio de Medio Ambiente. Agencia estatal de Meteorología (Aemet).

·   Libro electrónico sobre la atmósfera.

·   El ozono (I). Ozono (II).

·   Ozono estratosférico.

·   Tipos de nubes.

·   Monográfico sobre clasificación de nubes.

·   Atlas Internacional de Nubes.

Portal de meteorología Meteored.

·   Red de satélites Meteosat.

Bibliografía

§  AYLLON- GUTIERREZ  Introducción a la observación meteorológica. Ed. Limusa

§  FONTSERE, E.  Meteorologia de l’excursionista. C.E.C.

§  KEIDEL, C. G. (1981).  Pequeña guía de meteorología. Ed. Omega.

§  MEDINA, M. (1964)  El tiempo es noticia. Ed. Cid.

§  MEDINA, M.  (1988) Iniciación a la meteorología. Ed. Paraninfo. Madrid

§  PAMPALLONA, V.    Interrogando a la atmósfera. Ed. EMA 1.

§  RODRIGUEZ PICO, A.  Quin temps farà? Ed. Proa.

§  TOHARIA, M.       El libro del tiempo. Ed 99

§  TOHARIA, M. (2006)  El clima. El calentamiento global y el futuro del planeta. Ed. Debate. Madrid.

§  UNESCO.  Predecir y cambiar el tiempo. Correo de la Unesco.

§  VEGA ALONSO, S.   Actividades para explorar la contaminación. Ed. Adara.

 

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