ÍNDICE
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13. El tiempo meteorológico. 1. Gradientes verticales 2. Formación de Frentes 3. Precipitaciones 4. Gota fría 5. Efecto Föhn 6. El mapa meteorológico 14. Tiempo atmosférico y clima 1. Instrumentos de medida 15. El clima 1. Factores que determinan el clima. 2. Los tipos de climas. 3. Los climas de España. 16. Climogramas y diagramas climáticos 17. Prácticas 18. Repaso 19. Vídeos 20. Otros contenidos |
2. ESQUEMAS
3. PRESENTACIONES
4. CONTENIDOS ANIMADOS
5. LA ATMÓSFERA
La atmósfera es la capa gaseosa que, a modo de envoltura protectora, rodea la superficie de la Tierra. Los gases son retenidos por la gravedad terrestre cerca de la superficie y acompañan al planeta en su giro y desplazamiento.
El 95 % del total de la masa atmosférica se concentra en sus primeros 20 km .
Su límite inferior es la superficie sólida y líquida del planeta, pero el superior no está claro. Este límite se ha fijado en los 10 000 km , pues a esa altura la concentración y composición de los gases atmosféricos es similar a la del espacio.
5.1. Importancia de la atmósfera:
la atmósfera terrestre realiza una serie de funciones que hacen posible la vida en la Tierra.
    |
5.2. Origen y evolución de la atmósfera
La formación de la Tierra tuvo lugar hace unos 4 500 millones de años a partir de una nube de gas y polvo cósmico. La temperatura era muy elevada, hubo una intensa actividad volcánica y muchos gases fueron expulsados al exterior, originando la atmósfera primitiva, que contenía mucho vapor de agua con dióxido de carbono , nitrógeno e hidrógeno , pero sin oxígeno y era muy diferente a la actual
Poco a poco, el planeta fue enfriándose y así se formó una superficie sólida que daría lugar a los continentes y el fondo del mar. Los gases que desprendía se acumulaban sobre la superficie y dio lugar a una atmósfera con mucho vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y otros gases. Cuando pasaron millones de años y ya se había enfriado la corteza, el vapor de agua de esta atmósfera pasó a estado líquido y así se formaron los océanos y los mares. Pero la actividad volcánica no había terminado. Se seguían desprendiendo gases que emanaban los volcanes.
Con la aparición de la vida microscópica se iniciaron procesos bioquímicos interesantísimos para el futuro de nuestra atmósfera y de nuestra vida. La fotosíntesis incorporaba por vez primera dióxido de carbono de la atmósfera y devolvía oxígeno, acumulándose cada vez más. Por último y tras la aparición de los seres vegetales fotosintéticos pudieron aparecer los seres vivos animales que eran capaces de respirar este gas.
Los procesos que se produjeron son:
- El enfriamiento progresivo del planeta . EL abundante vapor de agua atmosférico se condensó; se formaron muchas nubes, hubo intensas precipitaciones y se formaron los mares y océanos.
- La aparición del oxígeno . Surgieron seres fotosintéticos primitivos, como bacterias y algas, que, deforma lenta y gradual, liberaron oxígeno a la atmósfera. Cuando hubo suficiente cantidad, se formó la capa de ozono (O3 ), que protegió de las radiaciones solares nocivas y permitió la colonización del medio terrestre.
- La disminución del CO2 . Se disolvió en mares y océanos, a la vez que los seres fotosintéticos lo captaban para su nutrición autótrofa.
6. LA ATMÓSFERA COMO SISTEMA
La atmósfera es la capa más
externa de la Tierra
que limita con el espacio exterior. Está en contacto con los otros sistemas:
hidrosfera, geosfera y biosfera.
La atmósfera es un sistema
abierto, aunque la composición se mantienen casi constante, se producen
intercambios de materia con los otros
sistema, como el vapor de agua que procede de la evaporación del agua de
la hidrosfera.
La energía solar llega a la
atmósfera en forma de luz y calor, y se emite en forma de calor. Esta energía
recibida, pone en movimiento las masas de aire, produciendo la circulación
atmosférica.
La interacción entre los sistemas
atmósfera e hidrosfera determina la humedad o cantidad de vapor de agua en la
atmósfera. Esta humedad influye en las precipitaciones y en las características
climáticas.
7. LA COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve
Los gases están mezclados, sin
reaccionar entre sí. En la atmósfera también hay polvo, partículas en
suspensión derivadas de los incendios de bosques y de las erupciones volcánicas
y partículas de sales procedentes de la evaporación de gotas de agua salada.
Según la composición del aire se distinguen las siguientes dos capas:
• Homosfera. Es la capa que presenta una composición del aire constante. Llega hasta los 80 km de altura. Su composición es:
Gases
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Porcentaje e volumen
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Nitrógeno (N2)
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78%
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Oxígeno (O2)
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21%
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Argón (Ar)
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0,93%
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Dióxido de carbono (CO2)
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0,033%
|
Helio (He), metano (CH4),
hidrógeno (H2), ozono (O3) y vapor de agua (H2O)
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0,01%
|
• Heterosfera. Es la capa que no presenta una composición constante del aire. Se encuentra sobre la homosfera.
7.1. Los gases de la atmósfera y los problemas medioambientales
• Nitrógeno. Es un gas que a temperatura ambiente no reacciona con otras sustancias por el que no puede ser aprovechado por las plantas ni los animales. Sólo algunos pocos microorganismos lo pueden captar. Evita que el oxígeno presente una concentración excesiva para la vida y que éste favorezca en exceso los incendios.
• Oxígeno. Es el gas que permite la respiración de animales y plantas, es decir es el gas que reacciona con las moléculas procedentes de los alimentos generando energía vital y CO2. A partir del oxígeno (O2) se forma el ozono (O3) que protege los organismos de las mutaciones cancerígenas que provocan los rayos ultravioletas. Algunos gases como los clorofluorocarbonados (CFC) utilizados en aerosoles, frigoríficos y acondicionadores de aire destruyen el ozono, por lo cual se adelgaza la capa de ozono. Este adelgazamiento se conoce vulgarmente con el nombre de: "agujero de la capa de ozono".
• Argó, neón y helio. Son gases que no reaccionan con otras sustancias (son gases nobles) por lo cual no influyen en la vida de los organismos.
• Diòxid de carbono. Es el gas que captan las plantas para producir la materia orgánica mediante la fotosíntesis . También es el gas que desprenden animales y plantas al respirar y el que se produce en incendios y combustiones. Este gas permite la entrada de las radiaciones solares pero no la salida del calor que desprenden las rocas y la agua calentada. Este fenómeno, denominado efecto invernadero, es natural y bueno ya que ayuda a mantener estable la temperatura ambiental del planeta. Lamentablemente, el excesivo aumento del CO2 producido por la combustión del petróleo y del carbón, debido a dicho efecto, está provocando el calentamiento excesivo del planeta y se está produciendo un cambio climático.
• Sustancias contaminantes. Además del CO2 y de los CFC la actividad humana produce otras sustancias que contaminan la atmósfera. Las principales son:
- Los óxidos de azufre (originados en la combustión del carbón) y los óxidos de nitrógeno (originado en los motores diesel). Estos óxidos junto con el vapor de agua dan lugar a sustancias ácidas que caen con la lluvia, la denominada lluvia ácida, acidificando el suelo y matando a las plantas.
- El humo de la combustión (pequeñas partículas de carbón en suspensión en el aire) y elpolvo de las canteras que provocan enfermedades de las vías respiratorias y alergias.
- Dioxinas. Sustancias producidas en la incineración de la basura que favorecen la aparición de cánceres
8. LA ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera se extiende hasta
una altura de 10.000 km .
En ella se distinguen una serie de capas horizontales.
Según su comportamiento, se
divide en dos partes: la homosfera
en la que se distinguen tres capas: troposfera, estratosfera y mesosfera, y la heterosfera que se divide en termosfera
y exosfera. El límite entre ambas capas se denomina homopausa.
8.1. La homosfera
Es una capa uniforme que se extiende hasta los80
km de altitud. Está formada por una mezcla de los gases
que recibe el nombre de aire. La
uniformidad de esta capa se debe a los movimientos de la masa de gases.
Es una capa uniforme que se extiende hasta los
Troposfera
Se extiende desde la superficie
hasta unos 12-15 km
de altura. La temperatura va descendiendo con la altitud desde los 15ºC de media en la superficie
hasta los -60ºC
en el límite superior. Contienen el 75% de la masa de la atmósfera y casi todo
el vapor de agua y los aerosoles
(partículas en suspensión). En esta capa se dan las corrientes ascendentes y
descendentes de aire por lo que se producen la mayor parte de los fenómenos
meteorológicos. El límite superior se
llama tropopausa y se sitúa a unos 17 km sobre el Ecuador y a 7 km sobre los polos.
Estratosfera
Se extiende desde la troposfera
hasta los 50-60 km
de altitud. Entre los 25 y 30
km se encuentra la capa
de ozono donde se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico que
constituye un filtro de la radiación ultravioleta procedente del sol. Se
produce según la reacción:
O2 + hv = O + O; O2 + O -> O3
O3 + uv
->3/2 O2 + 34
Kcal/mol + O; O + O2
-> O3
Esta
reacción libera calor, por lo que la temperatura en la estratosfera aumenta
progresivamente hasta llegar a los 0ºC .
Su límite superior se llama estratopausa.
Mesosfera
Se extiende hasta la mesopausa
situada a unos 80 km
de altitud. La temperatura desciende con la altitud, hasta llegar a unos
–100ºC. Los meteoritos al entrar en
la atmósfera rozan con los gases de al mesosfera, inflamándose, volviéndose
incandescentes y originando las estrellas fugaces.
8.2. La heterosfera.
Situada encima de la homosfera, llega hasta unos10.000 km .
En esta capa no existen mecanismos de mezcla por lo que los gases se
distribuyen en capas según su
densidad.
Situada encima de la homosfera, llega hasta unos
Termosfera o ionosfera
Hasta los 600 km . Está formada por
nitrógeno, oxígeno y helio, que se colocan de forma estratificada. En su zona
inferior encontramos una mayor concentración de nitrógeno y oxígeno. Estos
gases actúan de filtro absorbiendo los rayos
X y los rayos g procedentes del sol. Cuando estas
radiaciones inciden sobre las moléculas de nitrógeno y de oxígeno, producen la
rotura de los enlaces y la formación de iones, con desprendimiento de calor.
Como consecuencia de estas reacciones, la temperatura de la termosfera asciende
hasta los 1000ºC .
En esta capa se producen las auroras boreales en las zonas de latitudes altas y se reflejan
las ondas de radio emitidas desde la
superficie de la Tierra.
Exosfera
Se extiende hasta el final de la
atmósfera a unos 10000 km . El gas que predomina es el hidrógeno. La
densidad es muy baja, la concentración de gases es muy baja, parecida a la del
espacio exterior.
9. FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA
La estructura y composición de la
atmósfera la confieren una serie de características que favorecen el desarrollo
de la vida:
a) Actúa de pantalla
protectora. Evita el impacto de
meteoritos y otros cuerpos que se desintegran en al atmósfera y actúa de filtro de la radiación solar. Cuando la radiación llega a la superficie de la Tierra ocurre lo siguiente:
- La radiación UV (200 y 300nm) es absorbida por la capa de ozono (O3) en la estratosfera, antes de llegar a la superficie terrestre.
- La radiación
visible pasa a través de la atmósfera y llega a la superficie de
- Los rayos X y g son filtrados por los gases de la ionosfera o termosfera.
- Los rayos
infrarrojos son absorbidos por el CO2 de la troposfera y por la
superficie de
- Parte de la radiación que llega a la atmósfera y a la superficie terrestre es reflejada hacia el espacio. La radiación reflejada por un planeta recibe el nombre de ALBEDO. Los agentes responsables del albedo son las nubes, el polvo atmosférico, los gases atmosféricos, las zonas cubiertas de hielo y nieve, los océanos y los continentes. El albedo más elevado corresponde a las nubes y a las zonas cubiertas de hielo o nieve, mientras que las superficies continentales libres de hielo o nieve presentan un albedo menor. (Figura)
b) Interviene en el ciclo del agua. El vapor de agua que contiene se
condensa, forma nubes y precipita.
c) Contiene los gases necesarios para la vida. El O2 y
el CO2 son imprescindibles para los seres vivos. El O2
para la respiración y el CO2 para la fotosíntesis.
d) Mantiene una temperatura media adecuada para la vida. Gracias al
efecto invernadero que impide que
parte del calor que llega a la
Tierra se disipe provocando que la temperatura media global
en la superficie de nuestro planeta sea de 15º, lo que permite la existencia de
agua líquida y vida sobre la tierra. Este valor de la temperatura media global,
se ha mantenido más o menos constante en los últimos millones de años, lo que
indica que existe un equilibrio térmico entre nuestro planeta y el medio
exterior, la Tierra
cede una cantidad de energía igual a la que absorbe. Este balance entre energía
recibida y energía radiada al exterior ha sufrido desviaciones transitorias, en
algunas épocas de la historia de la
Tierra , que se han traducido en cambios climáticos.
10. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Es el peso que ejerce la
atmósfera sobre una superficie. Se mide con el barómetro. Puede expresarse en
mm de Hg (la presión al nivel del mar es de 760 mm de Hg, o una
atmósfera) o en milibares (mb). Una atmósfera equivale a 1013 mb.
La presión atmosférica varía con
la altura y con la latitud:
- Variación de la
presión con la altura: La presión atmosférica disminuye con la altura,
debido a dos factores: la atmósfera pierde
densidad con la altura y, al ascender en la atmósfera, la columna de aire que queda por encima es menor. El descenso medio de la
presión es de 11 mb por cada
- Variación de la presión con la latitud: Se debe a los diferencias de temperatura. El aire caliente se dilata y al ser más ligero tiene tendencia a elevarse, y ejerce una presión menor sobre el suelo. Inversamente el aire frío se comprime, es más denso, ejerce una presión mayor. El aire húmedo es más ligero que el aire seco. Un aire cálido y húmedo da lugar a un área de bajas presiones. Por esta razón, las zonas más cálidas, ecuador y los trópicos, que reciben más calor, tienen menor presión atmosférica que las zonas más frías.
Definición: La presión atmosférica es la fuerza o peso que ejerce la masa de aire por unidad de superficie terrestre.
Para medir la presión atmosférica se ha establecido como unidad el valor de la presión media del planeta al nivel del mar y 45° latitud y se denomina atmósfera. Sus equivalencias son:
1 atmósfera = 760 mm Hg = 1 013 milibares (mb)
10.1. Factores que regulan la presión atmosférica
La presión varía de unos lugares a otros debido a varios factores:
• La altitud . La mayor presión se registra al nivel del mar. Al ascender, disminuye mucho, porque cada vez hay menos masa de aire sobre la superficie. (Así, a 5 km de altitud hay 500 mb y a 50 km sólo 1 mb.)
• La temperatura . Cuando hace calor, el aire se expande, ocupa mayor espacio, se hace más ligero, asciende y ejerce menos presión . Si la temperatura baja , el aire se contrae, ocupa menos espacio, se hace más pesado, desciende y aumenta su presión.
Debido a estas variaciones, en la superficie terrestre existen:
Borrascas o ciclones . Son áreas de baja presión , menor que 1013 mb. Se producen porque las masas de aire cálido , al ascender, se enfrían; el vapor de agua se condensa en nubes y da lugar a precipitaciones. Son zonas relacionadas con tiempo inestable .
Anticiclones . Son áreas de alta presión , con valores superiores a 1013 mb. Se originan por el descenso de masas de aire frío que se calientan ; el agua condensada se evapora y las nubes disminuyen y desaparecen. Son zonas relacionadas con tiempo estable .
ANIMACIONES
11. LA HUMEDAD DE LA ATMÓSFERA
La atmósfera contiene agua en
tres estados: en forma de vapor, en estado sólido y líquido formando parte de las nubes.
La
concentración de vapor de agua en las nubes depende de:
- La proximidad de las grandes masas de agua: el agua de los océanos, mares, lagos, se evapora en contacto con la atmósfera y pasa a formar parte de ésta.
- La temperatura del aire. La cantidad de vapor de agua que puede contener el aire aumenta con la temperatura.
La cantidad de vapor de agua en
la atmósfera puede expresarse de dos maneras:
La humedad absoluta: Es la cantidad de vapor de agua que hay en un
determinado volumen de aire (gramos de vapor de agua en un metro cúbico de
aire): g /metro cúbico.
La humedad relativa: Es la cantidad de vapor de agua que contiene el
aire en relación con la cantidad máxima que puede contener a una temperatura
determinada. Se expresa en porcentaje.
Humedad
absoluta
Humedad relativa = ---------------------------- .
100
Humedad máxima
El aire totalmente seco contiene
una humedad relativa del 0 %, mientras que cuando alcanza el punto de
saturación (humedad máxima), la humedad relativa es del 100 %.
El punto de saturación es la cantidad máxima de vapor que admite una
masa de aire. Corresponde a la humedad máxima. El punto de saturación aumenta
con la temperatura. Por ejemplo, 1 metro cúbico de aire tiene un punto de
saturación de 12,8 g
de vapor a 15º C, mientras que a menos 10º C es de 2,23 g de vapor de agua.
11.1. Formación de nubes y precipitaciones
Cuando el aire alcanza su punto
de saturación, el agua se condensa en minúsculas gotas que quedan en suspensión
en el aire. Cuando este fenómeno se produce a cierta altura se forman las nubes
y cuando tiene lugar a nivel del suelo se forma la niebla.
Si existen partículas en
suspensión en el aire como polvo o humo, las gotitas de agua se depositan sobre
ellas. Estas partículas constituyen núcleos de condensación porque favorecen
este proceso.
1. La lluvia se produce cuando la temperatura en el interior de la
nube desciende se incrementa la condensación. Las partículas de agua se hacen
más grandes y la fuerza de la gravedad las hace caer sobre la superficie
terrestre.
2. La nieve. Cuando las temperaturas dentro de la nube son muy bajas y
las partículas que se forman son de hielo se origina la nieve. Al caer los cristales de hielo actúan como núcleos de
condensación a los que se adhieren pequeñas gotas de agua, que solidifican.
3. El granizo se produce
en las
tormentas de verano o primavera. Es una precipitación en forma de masas
de hielo sin cristalizar de diámetro variable. Se produce cuando las partículas
de agua de las nubes son impulsadas por vientos interiores hacia altitudes
elevadas, donde solidifican y caen por efecto de la gravedad. Si el proceso se
repite varias veces pueden alcanzar gran tamaño El
granizo de gran tamaño se llama pedrisca.
4. El Rocío y la escarcha. Se deben al enfriamiento del suelo. Se crea
una situación de inversión térmica, ya que la temperatura del suelo es menor
que la del aire situado encima. De esta manera el vapor de agua se condensa
sobre la superficie terrestre. Si la condensación ocurre a menos de 0º C, se
forma la escarcha. Hay que señalar que la escarcha no es el rocío que se hiela,
sino el vapor de agua que por sublimación pasa de gas a sólido sin pasar por el
estado líquido.
La cantidad de agua depositada
por el rocío es pequeña en climas templados, en comparación con las lluvias,
pero en climas áridos y semiáridos puede igualarla o incluso superarla, por lo
que resulta de gran valor para la agricultura.
ANIMACIONES
11.2. Nubosidad
Cuando las masas de aire caliente ascienden, pierden presión, se expanden y se enfrían. Por ello, el vapor de agua se condensa sobre las partículas en suspensión y se forman las nubes.
Definición: Las nubes están formadas por gotas de agua y pequeños cristales de hielo que proceden de la condensación del vapor de agua sobre las partículas en suspensión.
Tipos de nube, según su aspecto y altura
Cirros : Nubes altas, fibrosas, como masas deshilachadas, con formas caprichosas. No generan precipitación.
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Cumulonimbos: Masas algodonosas verticales, con cima redondeada en forma de yunque o de seta. Producen lluvias y tormentas.
Cúmulos: Nubes bajas y medias, con formas suaves, a modo de masas algodonosas. Indican buen tiempo.
Estratos : Nubes bajas y medias, de forma laminar, paralelas al horizonte y oscuras. Pueden originar lloviznas.
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Nimbos : Nubes bajas y medias, densas, grandes, de color gris oscuro. Producen lluvias persistentes.
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12. DINÁMICA DE LAS MASAS DE AIRE
La diferencia de presión y de temperatura
(debido al desigual calentamiento de la tierra, ya que las zonas ecuatoriales
reciben mayor cantidad de energía por unidad de superficie que las zonas
polares) entre las masas de aire de la Troposfera provoca desplazamientos horizontales.
Este movimiento horizontal de las
masas de aire se realiza según el modelo de célula convectiva: el aire caliente es poco denso y asciende; a
medida que el aire asciende, se enfría, y se hace más denso, de modo que tiende
a descender. Así pues:
- Las zonas con masas de aire caliente que se eleva son zonas de bajas presiones.
- Las zonas en las que el aire es frío y desciende son zonas de altas presiones.
Se establece pues un movimiento
de las masas de aire que va desde las zonas de altas presiones a las zonas de
bajas presiones, y que recibe el nombre de viento.
12.1. El viento
La presión atmosférica presenta variaciones horizontales , debidas al diferente calentamiento de la superficie de la Tierra. Para compensar estas diferencias de presión superficiales se origina el viento.
Definición: El viento es el movimiento del aire que se desplaza en sentido horizontal desde las zonas de mayor presión (anticiclones), a las de menor presión (borrascas) de forma que equilibra la presión entre ambas.
La velocidad del viento será tanto mayor cuanto más grande sea la diferencia de presión entre dos áreas, y menor cuanto más pequeña sea esa diferencia de presión.
Los movimientos atmosféricos pueden ser horizontales o verticales
12.1.1. Movimientos horizontales
El aire circula de zonas de alta presión a zonas de baja
La rotación terrestre crea el llamado efecto Coriolis que desvía los objetos que se mueven (en nuestro caso el viento) en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio N y al contrario en el hemisferio S.
El efecto en nulo en el ecuador y máximo en los polos
Las borrascas por tanto giran en sentido antihorario en el hemisferio N. Los anticiclones giran en sentido horario
En el hemisferio sur la situación es la contraria
El efecto en nulo en el ecuador y máximo en los polos
Las borrascas por tanto giran en sentido antihorario en el hemisferio N. Los anticiclones giran en sentido horario
En el hemisferio sur la situación es la contraria
ANIMACIONES
12.1.2. Movimientos verticales
Se producen cuando la temperarura o humedad de una capa interior de la atmósfer es suficiente para ascender
- Convección térmica. Temperatura suficientemente elevada para ascender y seguir manteniendo una temperatura superior a la de la capa superior. Es necesario una alta temperatura del aire en superficie o una masa de aire frío en altrura
- Convección por humedad. El agua disuelta en la atmósfera disminuye su densidad ya que el pm del H2O es 18 frente a 28 y 32 del N2 y O2
Masas de aire con altas concentraciones de agua (aire caliente y húmedo) es capaz de ascender en una atmósfera más seca
12.2. Los vientos
locales: las brisas
Los vientos locales más conocidos
son las brisas. Estos vientos son de
dos tipos:
Las brisas marinas
Se producen en la costa. En ella
aparece una brisa diurna y una brisa marina nocturna.
- La brisa marina diurna. Durante el día, la radiación solar calienta la costa. El agua debido a su elevado calor específico se calienta más lentamente que la tierra. Por ello el aire en contacto con el mar está más frío (mayor presión) y tiende a descender, mientras que el aire en contacto con la tierra se calienta más, tiende a ascender (menor presión). Como consecuencia se produce una circulación de aire fresco cargado de humedad desde el mar hacia la tierra.
- La brisa marina nocturna. Durante la noche la situación se invierte. La tierra se va enfriando rápidamente, mientras que el mar pierde el calor lentamente. Por ello el aire situado sobre la tierra está ahora más frío que el aire que se encuentra sobre el mar, de manera que la presión atmosférica es mayor en la tierra (donde desciende el aire) que sobre el mar (donde asciende el aire). Se produce una circulación de aire fresco y seco desde la tierra hacia el mar.
Las brisas de Montaña
- La brisa de montaña diurna: El Sol incide sobre la ladera de la montaña calentando el aire. Este aire caliente asciende mientras que el aire mas frío de las capas superiores desciende hacia el fondo del valle.
- La brisa de montaña nocturna: Al anochecer, el aire situado a mayor altura se enfría antes que el del fondo del valle, que se mantiene más caliente. El aire frío desciende por la ladera de la montaña y hace que se eleve el aire más caliente que esta en el fondo del valle.
ANIMACIONES
Las grandes masas de aire se
mueven debido a la diferencia de presión que se establece entre las distintas
latitudes como consecuencia de la diferencia de energía recibida por el Sol en
las distintas zonas de la tierra. Así el aire se desplaza desde las zonas de la Tierra donde existen altas
presiones (menos calentamiento) a las zonas con bajas presiones (mayor
calentamiento).
El primer modelo para explicar la
circulación atmosférica fue propuesto por Hadley
a principios del siglo XVIII que afirmaba que el aire caliente de las zonas
próximas al ecuador asciende y el frío de los polos desciende, formando una
gran célula convectiva para cada
hemisferio.
Sin embargo, este esquema se
complica ya que en la distribución de las presiones intervienen: la posición de
los continentes y los océanos, los relieves de los continentes y el efecto
Coriolis.
El efecto Coriolis hace que las masas de aire se desplacen hacia la derecha de su trayectoria en el
hemisferio Norte y hacia la izquierda en el hemisferio Sur.
El efecto Coriolis se debe al
movimiento de rotación de la
Tierra , y es la desviación de su trayectoria que sufren los
fluidos como el aire y el agua. Esta desviación es máxima en el ecuador y
mínima en los polos.
Debido a estos factores la
situación real es la siguiente:
- Las bajas presiones aparecen en la zona del ecuador y sobre los 60º de latitud norte y sur. Por tanto son las zonas en las que el aire asciende.
- Las altas presiones se sitúan en las latitudes subtropicales, entre los 30º y 40º de latitud de ambos hemisferios, y en los dos polos. En estas zonas el aire desciende.
Se forman tres células
convectivas en cada hemisferio y los vientos casi nunca se desplazan en
dirección Norte-Sur, sino de forma oblicua o incluso perpendicular a los
meridianos por el efecto Coriolis.
Las tres células convectivas son:
- La célula de Hadley: Desde el ecuador hasta los 30º de latitud
tanto norte como Sur. En la zona ecuatorial el aire se calienta, pierde densidad
y se eleva, constituyendo una zona de bajas presiones. El aire se enfría y desciende
en las latitudes tropicales (30º de latitud Norte y Sur) y se desplaza una
parte hacia el polo y otra hacia el ecuador donde se calienta de nuevo.
Por efecto Coriolis el aire se
desvía originando los vientos alisios.
Proceden del NE en el Hemisferio Norte y del SE en el hemisferio Sur. Convergen
en una estrecha franja denominada Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT)
- La célula de los vientos del oeste. En la zona de las latitudes
medias o templadas. Los trópicos son zonas de altas presiones. Una parte de los
vientos refuerza a los alisios y otra parte se dirige hacia los polos desde el
Oeste por lo que se denominan Vientos del Oeste.
- La célula convectiva polar. Se extiende desde las zonas de altas
presiones polares y las zonas de bajas presiones situadas a los 60º de latitud.
El aire desciende en la zona polar y se desplaza hacia el sur desde el Este en
ambos hemisferios, son los vientos
polares del Este.
En estas latitudes medias es
donde tiene lugar el choque entre el aire cálido subtropical y el polar, dando
lugar a un área de gran turbulencia. La zona de choque entre ambas corrientes
es el frente polar, en ella el aire
cálido asciende sobre el aire frío polar. Este esquema global se complica por
la aparición de vientos locales.
En las capas altas de la
troposfera, sobre los 11Km de altitud, se forma la corriente en chorro, un viento que se desplaza a una velocidad
entres los 180 y 385 Km/h .
Se origina en distintas latitudes, distinguiéndose la corriente en chorro polar sobre los 60º de latitud, la subtropical sobre los 30º y la tropical en los 15º. En las dos
primeras, el aire se desplaza de Oeste a Este, mientras que la corriente
tropical lo hace de Este a Oeste. Desempeñan un importante papel en la
formación de precipitaciones.
Los monzones. Se originan a causa de las diferencias de temperatura entre el océano Índico y en continente asiático, de manera similar a las brisas aunque a mayor escala.
En invierno, el continente asiático sufre un fuerte enfriamiento, el
aire frío tiende a descender produciendo condiciones anticiclónicas, tiempo
despejado, seco y frió; es el monzón de
invierno.
En el verano, la circulación se invierte, el viento sopla desde el océano
hacia el continente. Este aire cargado de humedad al penetrar en el continente,
se encuentra con la cordillera del Himalaya, asciende y se enfría
adiabáticamente, produciendo abundantes nubes y precipitaciones muy intensas
que ocasionan graves inundaciones. Es el monzón
de verano. Estas lluvias son de gran importancia para el cultivo de arroz.
13. EL TIEMPO METEREOLÓGICO
El tiempo meteorológico son las condiciones de la atmósfera en un
momento concreto, mientras que el clima
viene definido por las condiciones atmosféricas más características de una
zona.
El Tiempo Meteorológico es un
comportamiento de la atmósfera de un lugar en un momento determinado. Las
variables atmosféricas que determinan el tiempo son: La presión atmosférica, la
temperatura, el viento, la humedad, la nubosidad y las precipitaciones.
En la Tierra pueden diferenciarse
zonas de altas presiones o anticiclones y zonas de bajas presiones o depresiones.
En los mapas meteorológicos se unen todos los puntos que tienen igual presión
atmosférica con unas líneas que se denominan isobaras.
Como consecuencia de la diferencia
de presión atmosférica, se produce el movimiento de las masas de aire entre las
zonas de mayor presión y las de menor presión. El aire circula en forma de
corrientes de convección entre los anticiclones y las depresiones.
Anticiclón. Es un centro de altas presiones (superiores a 1014 mb).
El aire que desciende gira y tiende a escaparse hacia la zona periférica. La
presión de las isobaras disminuye desde el centro hacia el exterior. En el
hemisferio Norte, el sentido de giro de los anticiclones sigue el de las agujas
del reloj, en el hemisferio Sur, siguen el sentido contrario.
Depresión o borrasca. Es un centro de bajas presiones
(inferiores a 1014 mb). Los valores de las isobaras van aumentando desde el
centro hacia el exterior. La borrasca
se produce cuando existe una masa de aire poco denso (cálido y/o húmedo) que
comienza a ascender. Como consecuencia de su elevación en el lugar que ocupaba
se crea un vacío en el que el aire pesa menos (tiene menor presión). Entonces,
el aire frío de los alrededores se mueve originando un viento que sopla desde
el exterior hacia el centro de la borrasca. En el hemisferio norte, el sentido
de giro de las borrascas es contrario al de las agujas del reloj; en el
hemisferio sur, el sentido del giro es el mismo que el de las agujas del reloj.
El recorrido del aire se forma
pues de la siguiente forma:
- El aire que circula hacia el interior de la depresión tiende a ascender desde su centro.
- A continuación circula por las capas altas de la atmósfera y se dirige hacia el anticiclón.
- En el anticiclón, el aire desciende hasta el centro de altas presiones, desde donde tiende a salir hacia el exterior del anticiclón.
Cuando un anticiclón se sitúa sobre una zona de la superficie terrestre el
tiempo en esta zona es estable y el
cielo está despejado, sin embargo, cuando se sitúa una borrasca la zona es
inestable, el cielo suele presentar nubosidad y puede
haber precipitaciones.
13.1. Gradientes verticales
Se denomina gradiente vertical a
la variación de temperatura entre dos puntos situados a 100m de distancia en
sentido vertical. En el aire en reposo existe un descenso de la temperatura con
la altura que se denomina gradiente
vertical de temperatura (GVT).
La temperatura del aire desciende
0,65 °C
cada 100m de ascenso.
En el aire en movimiento interviene
otro gradiente denominado gradiente
adiabático seco (GAS). Cuando una masa de aire asciende, la presión que
soporta disminuye y el aire se expande. Debido a esto la temperatura de la masa
de aire desciende. Por el proceso contrario, cuando una masa de aire desciende,
la presión que soporta se incrementa, el aire se contrae y la temperatura
aumenta.
Este fenómeno es un proceso adiabático, porque se produce a
causa de una variación de la presión del aire, sin intercambio de calor. El valor
medio del GAS es la disminución de 1°C
por cada 100 m
ascenso.
A partir de 1000 m medida que se
asciende y la temperatura disminuye, la humedad relativa del aire va aumentando
hasta llegar a la condensación del vapor, lo que hace disminuir el ritmo de
descenso de la temperatura entre 0,3 º C y 0,6 C /100m se le denomina Gradiente Adiabático Saturado o Húmedo
(G.A.M.).
13.1.1. Estabilidad e inestabilidad Atmosférica.
Existe una relación directa entre
la dinámica vertical de las masas de aire y la estabilidad e inestabilidad
atmosférica.
13.1.1..1. Inestabilidad Atmosférica
Existe inestabilidad atmosférica
cuando el gradiente adiabático seco es menor que el gradiente vertical de
temperatura (GAS < GVT). Esto significa que la temperatura de la masa de
aire ascendente disminuye más lentamente que la temperatura del aire
circundante inmóvil.
Cuando esto ocurre, el aire
asciende con facilidad originando un núcleo de baja presión en la superficie y
la convergencia del aire circundante hacia el mismo. Estas zonas son depresiones,
borrascas o ciclones. Esta situación
es de mal tiempo, porque el aire a
medida que asciende se va enfriando y el vapor de agua se condensa en forma de
nubes, que pueden dar lugar a precipitaciones.
Las depresiones se simbolizan en
los mapas meteorológicos con una B
de baja presión.
13.1.1.2. Estabilidad Atmosférica
En este caso el gradiente
adiabático seco es mayor que el gradiente vertical de temperaturas (GAS >
GTV). Esto quiere decir que si una mesa de aire es forzada a ascender, su
temperatura disminuirá más deprisa que la del aire circundante inmóvil, por lo
que de manera natural tender a descender (subsidencia).
Estas áreas de alta presión o anticiclones son consideradas como
situaciones de buen tiempo pues el
aire a medida que desciende se va calentando y el agua que contiene se evapora
por lo que las nubes desaparecen o a lo sumo existen nubes bajas.
Los anticiclones se simbolizan
con una A de alta presión.
13.1.1.3. Inversión térmica
Las inversiones térmicas se dan a
cualquier altura de la troposfera pero un caso muy corriente es el que se
produce a nivel del suelo sobre todo con cielo despejado, aire en calma y una
fuerte irradiación nocturna de calor de la superficie terrestre. A medida que
se enfría el suelo, también lo hace el aire situado sobre él de manera que éste
adquiere una temperatura inferior a la que existe en las capas superiores. En
estas circunstancias los contaminantes atmosféricos quedan atrapados cerca de
la superficie al impedir su ascenso la capa de aire caliente superior. La
situación se agrava si se forma niebla. La inversión térmica se rompe cuando la
radiación solar llega a la superficie con la suficiente intensidad y duración
como para calentar la masa de aire fría.
13.2. Formación de Frentes
Cuando en la Troposfera una masa de
aire caliente cargada de humedad se encuentra con una masa de aire frío más
seco entran en contacto sin que se produzca una mezcla. Este fenómeno recibe el
nombre de frente. La superficie de
contacto entre ambas masas se denomina superficie
frontal. Los frentes provocan nubosidad y precipitaciones.
Se pueden presentar tres tipos de
frentes:
13.2.1. Frente Frío: La masa
de aire frío más denso y rápido se introduce a modo de cuña bajo la cálida
obligando a la masa de aire cálido a ascender. Durante el ascenso el aire
cálido y húmedo se condensa, forma nubes de desarrollo vertical (cumulonimbos)
y se provocan intensas precipitaciones.
13.2.2. Frente Cálido: La
masa de aire más caliente avanza sobre la masa de aire más fría. Al igual que
en el caso anterior la que asciende por el frente es la cálida, que es la masa
más densa. Este ascenso es más lento que en el caso anterior y da lugar a nubes
de desarrollo horizontal, llamadas nimbostratos las inferiores y altostratos
las superiores, que cubren el cielo con un color gris plomizo. Dan lugar a
lluvias débiles y persistentes.
13.3.3. Frente Ocluido: Se
produce cuando un frente frío alcanza a un frente cálido. El aire cálido
asciende dejando dos masas de aire frío por debajo en contacto con la
superficie.
134. Precipitaciones
Cuando el aire cálido asciende,
se enfría, de modo que el vapor de agua que contiene se condensa y se forman
las nubes. Si el aire sigue enfriándose, se producen las precipitaciones, en
forma de lluvia, nieve o granizo.
Las tormentas tienen lugar a partir de nubes altas y densas como los
cumulonimbos. El proceso de formación de una tormenta es el siguiente:
- Los vientos superficiales fuertes forman corrientes ascendentes que circulan dentro de la nube.
- Además de la solidificación de las partículas, estas corrientes provocan la electrización.
- La descarga de esta electricidad se produce en forma de relámpagos cuando sucede dentro de la misma nube, o bien, en forma de rayos si la descarga tiene lugar entre una nube y el suelo.
- Las descargas vienen acompañadas de ruidos intensos, los truenos.
- Otros fenómenos asociados a las precipitaciones son la gota fría y el efecto Fohn.
13.5. Gota fría
- Se produce en zonas cercanas al mar, normalmente en otoño o invierno, cuando la radiación solar es menor y el aire es más frío.
- En los meses fríos, el mar tiene una temperatura más alta que la tierra debido a que el agua posee un elevado calor específico y se enfría más lentamente.
- El viento que sopla desde el mar hacia la tierra es cálido y está cargado de humedad.
- Este aire cálido es poco denso, por lo que asciende hacia capas altas de la troposfera.
- En las zonas más altas de la troposfera se encuentran masas de aire muy frío. Cuando el aire caliente y húmedo se pone en contacto con el aire frío, se produce una rápida condensación del agua que transporta, lo que provoca lluvias torrenciales.
La gota fría es un fenómeno
típico de las zonas de la costa
mediterránea española.
ANIMACIONES
13.6. Efecto Föehn
El relieve interviene en el
movimiento de las masas de aire y en las precipitaciones.
- Cuando una masa de aire húmedo circula hacia una zona montañosa, se eleva hasta llegar a la cima de la montaña.
- Al ascender, se enfría y el agua que contiene se condensa, por lo que se producen precipitaciones y la masa de aire pierde humedad.
- Al pasar a la otra vertiente de la montaña, el aire seco desciende y se calienta. Se genera un viento seco y cálido.
Así las laderas por las que
asciende el aire son húmedas. Pero cuando el aire sobrepasa las montañas cae
hacia niveles más bajos, produciéndose el efecto contrario reciben mucha menos
lluvia y son zonas secas. Este efecto es el responsable de las grandes
diferencias de pluviosidad que se producen entre zonas muy cercanas de la
península Ibérica, por ejemplo entre el sur y el norte de los Pirineos o de la
cordillera Cantábrica.
ANIMACIONES
13.7. El mapa meteorológico
Para describir la situación
meteorológica y hacer las predicciones del tiempo se utiliza como modelo el
mapa meteorológico. En un mapa se representan los siguientes aspectos:
- Presencia de anticiclones y depresiones: Determinan la dirección de los vientos, la nubosidad y las lluvias.
- Potencia de los anticiclones y depresiones: Es la capacidad de producir vientos y precipitaciones, y depende del valor de la presión en la isobara central. En los anticiclones cuanto mayor sea la presión en el centro, mayor es la potencia, mientras que en una depresión, la potencia es mayor cuanto mas bajo sea el valor de la presión en el centro.
- Gradiente de Presión: Nos indica la fuerza del viento por la separación de las isobaras. Cuanto mas juntas estén las isobaras, mayor es la fuerza del viento que se genera.
- Frentes: Se sitúan en las zonas de contacto de las masas de aire caliente y las de aire frío.
- Un frente cálido puede provocar un aumento de las temperaturas y precipitaciones en forma de lluvia de larga duración.
- Un frente frío suele producir un descenso de las temperaturas y chubascos intensos y de corta duración.
- Un frente ocluido puede provocar ligeros aumentos o descensos de temperatura y lluvias o chubascos débiles.
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16.1. Los climas de España
En verano los anticiclones de las zonas tropicales, como el de las
Azores, se desplazan hacia el norte provocando una prolongada sequía veraniega
y frecuentes olas de calor provocadas por la llegada de masas de aire cálido
desde el norte de África. Los frentes y borrascas característicos de la zona
templada sólo afectan a la franja cantábrica en donde llueve con frecuencia,
aunque en menor cantidad que en otras épocas. En el resto de la península se
suelen producir tormentas que se forman cuando el aire de la superficie,
recalentado fuertemente por la insolación del día, asciende y se enfría.
En invierno los frentes y borrascas de la zona templada se desplazan
hacia el Sur llegando a afectar a toda la península. En esta época del año se
produce el paso de borrascas acompañadas de lluvias y nieves que se alterna con
otros periodos secos y fríos cuando entra en la península aire frío procedente
de las zonas polares del norte de Europa y Siberia.
Primavera y otoño son dos estaciones de transición en las que se
dan indistintamente situaciones típicas de invierno o verano.
En la España peninsular se
distinguen cuatro grandes zonas climáticas: clima mediterráneo, clima oceánico,
clima continental y clima de montaña.
Clima Mediterráneo. Es el clima dominante en la mayor parte del
territorio. Los veranos son cálidos y secos, y los inviernos suaves. Las
precipitaciones son irregulares y se concentran en otoño, sobre todo en las
zonas costeras. Las precipitaciones disminuyen hacia el sur con lo que los
veranos se hacen más calurosas y los inviernos más suaves. Se considera pues un
clima mediterráneo árido.
El bioma dominante es el bosque mediterráneo.
El bioma dominante es el bosque mediterráneo.
Clima Oceánico. Característico del Norte y Noroeste de la
península. Los veranos son frescos, los inviernos suaves y las precipitaciones
frecuentes en todas las estaciones. En la zona costera la influencia marítima
hace que el clima sea más templado. Las borrascas y los vientos del oeste
provocan lluvias más abundantes en la parte occidental.
El bioma dominante es el bosque caducifolio.
El bioma dominante es el bosque caducifolio.
Clima Continental. De las regiones del interior, Extremadura, la Meseta y la depresión del
Ebro. Existe una gran diferencia de temperaturas entre el invierno y el verano.
La temperatura media en invierno se sitúa alrededor de los 4ºC y en verano oscila entre
los 20º y los 24ºC .
Las precipitaciones no son muy abundantes, como máximo llegan a 400mm anuales. Encontramos
bosques de encinas, pinos y matorrales.
Clima de Montaña. Se localiza en la cordillera Cantábrica, los
Pirineos, las Cordilleras Béticas y el Teide. Debido a la altitud las
temperaturas son bajas, media de unos 5ºC . Del océano Atlántico soplan masas de aire
húmedo que hacen que las precipitaciones sean abundantes, sobre unos 1700mm
anuales en el Cantábrico y 1200mm en los Pirineos. Son frecuentes las
precipitaciones en forma de nieve.
En estas zonas se desarrollan los bosques de coníferas, pinos y abetos principalmente.
En estas zonas se desarrollan los bosques de coníferas, pinos y abetos principalmente.
Clima de las Islas Canarias. Con temperaturas muy suaves y
uniformes a lo largo del año entre los (15ºC y los 20ºC ) y con precipitaciones similares a las del
clima mediterráneo, aunque más escasas, en general. Lo más característico de
este clima es la gran influencia de las montañas. Las masas de aire procedentes
del mar vienen cargadas de vapor de agua que se condensa al chocar con las
laderas de la montaña, formando mares de nubes que humedecen los lugares en los
que se sitúan, aunque no llueva.
17. CLIMOGRAMAS Y DIAGRAMAS CLIMÁTICOS
Para tener una idea intuitiva e inmediata del clima de un lugar se realizan los climogramas que son gráficos en los que representamos simultáneamente los valores de temperatura media mensual mediante una línea y los de precipitaciones mensuales medias mediante barras verticales para los doce meses del año.
Los datos que podemos obtener del climograma de una ciudad son:
• Temperaturas : la media anual y los valores máximos y mínimos. Con ellos podemos conocer la amplitud térmica, que es la diferencia entre la temperatura del mes más cálido y la del mes más frío.
• Precipitaciones : la anual total y el patrón anual de precipitaciones, que es la forma en que la precipitación se distribuye a lo largo del año. Se considera período seco cuando las barras de precipitaciones están por debajo de la curva de temperaturas, y período húmedo cuando sucede lo contrario.
18. PRÁCTICAS
19. REPASO
CUESTIONES : 5 6 7 21 46 47 48 49 50 60 68 69 70 71 73 76 80 82 83 85 86 88 97 133 24
Cuestiones atmósfera 1
Cuestiones atmósfera 2
Cuestiones atmósfera 3
Cuestiones atmósfera 4
Exámenes PAU
Cuestiones PAU atmósfera
Cuestiones atmósfera
Cuestiones atmósfera PAU
Autoevaluación 1
Autoevaluación 2
atmósfera_actividades.
atmósfera_ souciones actividadesl.
Gradientes e inversión térmica
Vientos, altas y bajas presiones
Circulación atmosférica general
Clima de Extremadura y España
La atmósfera: Esa envuelta gaseosa
Crucigrama
Ejercicio sobre tipos de frentes
Ejercicio sobre el clima
Interpreta un mapa del tiempo
Verdadero o falso
Crucigrama
Cuestiones selectividad de la atmósfera
19. REPASO
CUESTIONES : 5 6 7 21 46 47 48 49 50 60 68 69 70 71 73 76 80 82 83 85 86 88 97 133 24
Cuestiones atmósfera 1
Cuestiones atmósfera 2
Cuestiones atmósfera 3
Cuestiones atmósfera 4
Exámenes PAU
Cuestiones PAU atmósfera
Cuestiones atmósfera
Cuestiones atmósfera PAU
Autoevaluación 1
Autoevaluación 2
atmósfera_actividades.
atmósfera_ souciones actividadesl.
Gradientes e inversión térmica
Vientos, altas y bajas presiones
Circulación atmosférica general
Clima de Extremadura y España
La atmósfera: Esa envuelta gaseosa
Crucigrama
Ejercicio sobre tipos de frentes
Ejercicio sobre el clima
Interpreta un mapa del tiempo
Verdadero o falso
Crucigrama
Cuestiones selectividad de la atmósfera
20. VÍDEOS
Circulación atmosférica
21. OTROS CONTENIDOS
Los fluidos externos terrestres. La atmósfera 1
Los fluidos externos terrestres. La atmósfera 2
Los fluidos externos terrestres. La atmósfera 3
La atmósfera
Dinámicas de las capas fluidas
