Tema 3: Estructura dinámica de la atmósfera

Atmósfera

capa gaseosa que envuelve la Tierra. Donde ocurren los cambios del tiempo, protege de la radiación y ayuda a mantener la temperatura de la superficie. (99% compuesta por N2 y O2)

Presión y densidad

baja exponencialmente con la altura.

Estructura térmica de la atmósfera

sigue un patrón de variación de la temperatura, este es siempre igual en todo el planeta

Capas de la atmósfera

Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Exosfera y Magnetosfera.

Troposfera

La más próxima a la superficie, donde ocurren los fenómenos meteorológicos. Sus moléculas gaseosas están bien mezcladas debido a turbulencia y convección. Posee un gradiente vertical negativa de temperatura (baja según asciendes)

Tropopausa

Límite superior de la troposfera. Es isoterma, situada entre 8-15 Km de la superficie, con un mayor grosor en los trópicos y menor en los polos. También sufre variaciones estacionales, siendo más gruesa en verano y más delgada en invierno.

Estratosfera

Segunda capa de la atmósfera, con una gradiente positiva de la temperatura con la altura. Aquí la radiación UV transforma el O2 en O3 (liberando calor).

Mesosfera

Tercera capa, con una gradiente de temperatura negativa con la altura, siendo la zona más fría de la atmósfera.

Termosfera/ionosfera

Cuarta capa, con una gradiente de temperatura positivo con la altura (Tº superiores a 1500º). Refleja las ondas de radio.

Variables atmosféricas

Humedad y vientos

Capa Límite Planetaria (PBL)

Ciclo diario de calentamiento (día) y enfriamiento (noche) de la superficie del suelo. Esto produce un ciclo en los flujos de calor entre la superficie del suelo y la parte más baja de la atmósfera. Estos ciclos también se ven influenciados por las estaciones, siendo más baja la PBL en invierno y más alta en verano.

Sondeo atmosférico

Mide la distribución vertical de las propiedades físicas de la columna atmosférica (P, T, humedad, velocidad y dirección del viento…)

Existen dos tipos:

-In situ: radiosondeo, aviones…

-Teledetección: activa (radar, sodar…) o pasiva (infrarojo, microondas…)

Estabilidad dinámica

-Estable: vuelve a su lugar original.

-Inestable: se aleja de su lugar original.

-Estable Neutro: si lo que está debajo de la bola es más denso.

¿Quién da empuje en la estabilidad atmosférica?

El terreno (montañas) y la biología (naturaleza)

Estabilidad e inestabilidad de la atmósfera

Procesos termodinámicos

-Isobáricos: P cte.

-Isotérmicos: Tº cte.

-Adiabáticos(aire seco) y Pseudoadiabáticos: sin intercambio de calor (el aire es buen aislante)

Expansión adiabática del aire

Empezamos con una burbuja de aire en equilibrio. Esta asciende, disminuyendo su densidad y si presión. Cuanto más asciende más se expande, con ello disminuyendo su temperatura (ya que hay menos choques entre las moléculas).

¿Qué representa esta gráfica?

Es un diagrama oblicuo, en él se representan la Tº, P, h, humedad, adiabática seca y pseudoadiabática.

Circulación atmosférica

Movimiento del aire a gran escala. Distribuye el calor sobre la superficie de la Tierra (junto a la circulación oceánica). Existen patrones constantes.

Ondas de Rossby

Muestra como la suma de las corrientes de convección y la rotación dan lugar a patrones en el agua.

Modelo unicelular

cada hemisferio posee una célula convectiva (capa envolvente de gases). Este modelo es erróneo porque si fuera así el viento giraría en sentido opuesto a la Tierra, lo cual ralentizaría su rotación.

Modelo tricelular

Existen 3 células convectivas por hemisferio (c.Polar, c.Ferrel y c.Hadley). La de Ferrel gira en sentido opuesto a las otras dos. En sus puntos intermedios se forman cinturones de nubes de baja convección.

Corrientes de chorro (Jet Stream)

En la Troposfera existen grandes gradientes de Tº y P, lo cual las ocasiona. Existen 2 por hemisferio (Subtropical y Polar).

Cambio climático

El clima es un equilibrio dinámico, y dentro de él se pueden encontrar oscilaciones cíclicas (estaciones). Un cambio climático sería una anomalía climática, la cual crea un nuevo estado de equilibrio tras un proceso de transición

Albedo

Capacidad de reflejar la radiación solar

Efectos del cambio climático

Sobre el medio físico:

-Atm.

-Criosfera.

-Hidrosfera.

-Biosfera.

Sobre el ser humano:

-Alimentación.

-Asentamientos costeros.

-Salud.

…

Modelos de situación

Tratan de predecir lo que ocurrirá en el futuro.

Evidencias paleoclimáticas

-Hace 1000 Ma hubo un enfriamiento por la actividad de organismos fotosintéticos.

-Hace varios 100 Ma hubo un calentamiento por el aumento del CO2.

-Hace 100 Ma hubo otro enfriamiento.

-Último Ma se alternaron periodos glaciares e interglaciares.

-Se han detectado ciclos de menos magnitud con periodicidades en los últimos 1000 años.

Observaciones recientes del cambio climático

-Aumento de la temperatura media global.

-Aumento del promedio del nivel del mar.

-Disminución de la cobertura de nieve en el hemisferio N.

Causas del cambio climático

Externas:

-Variaciones de la fuente solar.

-Cambios orbitales Tierra-sol.

Internas:

-Composición atmosférica.

-Naturaleza de la superficie terrestre.

-Circulaciones atmosférica y oceánica.

Antropogénicas:

-Composición atmosférica.

-Naturaleza de la superficie terrestre.

Forzamiento radiativo

Modificación del balance de energía del sistema Tierra-atm. Cuanta energía entra vs cuanta energía sale.

Forzamiento positivo: la energía del sistema aumenta (calentamiento)

Forzamiento negativo: la energía del sistema disminuye (enfriamiento)