La Atmsfera Parte I

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La Atmósfera (Parte I)
Curso de Introducción a la Ciencias de la Tierra
y el Espacio Mario Bidegain (MSc.) Unidad de
Ciencias de la Atmósfera
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CONTENIDOS

• Sistema Climático terrestre.
• Diferencias entre tiempo y clima.
• Atmósfera composición y capas.
• Estructura térmica vertical de la atmósfera.
• Escalas de movimiento en la atmósfera.
• Radiación solar.
• Radiación terrestre.
• Balance de energía.
• Conclusiones

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Sistema Climático terrestre
Fenómenos astronómicos
Atmosfera
Litosfera Tierra sólida
Hidrosfera
SOL
Criosfera
Biosfera
Radiación Solar incidente
Antropos fera
Pérdida de calor
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DIFERENCIAS ENTRE TIEMPO Y CLIMA
TIEMPO Es el estado instantáneo de la atmósfera
en un momento y lugar dados. CLIMA Es la
síntesis de las condiciones meteorológicas
correspondientes a un área geográfica dada,
elaborada en base a un período suficientemente
largo como para establecer sus propiedades
estadísticas de conjunto (valores medios,
varianzas, probabilidades de fenómenos extremos,
etc.).
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• Atmósfera
• Es la envoltura gaseosa que rodea el planeta,
  consiste en una mezcla de gases, que tiene una
  composición casi constante hasta los 25
  kilómetros de altura.

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COMPOSICION DE LA ATMOSFERA
Gas
Concentración () NITROGENO
78.09 OXIGENO

20.95 ARGON
0.93 ANHIDRIDO CARBONICO
0.03 GASES NOBLES
(HELIO,NEON,XENON) 10-3 Las proporciones de
estos gases se mantienen casi constantes con la
altura y esto se debe a la permanente mezcla
vertical por agitación, que supera a la
separación difusiva que es comparativamente
lenta, de los gases componentes según sus pesos
moleculares respectivos. El vapor de agua
mezclado en cantidades variables con el aire seco
constituye el denominado aire húmedo.. Es
gracias a la turbulencia y a corrientes
verticales que el vapor de agua tiene acceso a
niveles de condensación, con las consiguiente
formación de nubes y precipitaciones, regresando
de esta manera el agua a la superficie terrestre.
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ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL DE LA ATMOSFERA
En función del gradiente térmico vertical a las
capas de la atmósfera (desde abajo hacia arriba)
se les da los nombres de Tropósfera
Estratósfera Mesósfera Termósfera Las
fronteras entre ellas son llamadas, tropopausa,
estratopausa y mesopausa. La tropósfera es la
capa inferior, que limita con la superficie
terrestre. Es en ella donde tienen lugar la
mayoría de los fenómenos meteorológicos que
influyen en la vida de las plantas y animales,
así como la totalidad de las actividades humanas.
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ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL DE LA ATMOSFERA

• La tropósfera, donde la temperatura disminuye
  con la altura, desde el suelo hasta el nivel de
  una capa fronteriza denominada tropopausa esta
  se encuentra relativamente baja (8000-9000 m)
  sobre los polos y alta (16000-18000 m) sobre el
  ecuador.
• La estratosfera, superpuesta a la anterior,
  distinguiéndose por una primera región
  prácticamente isoterma y otra superior donde la
  temperatura aumenta gradualmente con la altura,
  termina con una estratopausa situada hacia los
  50 km. da altura.
• La mesósfera situada por encima de ésta, con
  temperatura decreciente con la altura, hasta los
  85 km., donde se encuentra una mesopausa.
• La termósfera, mas allá de esta última, con
  temperatura aumentando en la vertical.
• Más arriba, el recorrido libre medio de las
  moléculas es muy grande, siendo escasas las
  colisiones, consiguiendo algunas superar la
  velocidad de escape a la gravedad terrestre. Esta
  región se conoce como exósfera y es
  prácticamente isoterma.

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ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL DE LA ATMOSFERA
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El cambio de la temperatura con la altura(lapse
rates)

• Aire seco
• Días claros sin nubosidad.
• Aire se enfría porque la presión disminuye con la
  altura
• Se aplica la ecuación de los gases ideales P V
  n R T
• Aire húmedo
• Días nubosos.
• El aire húmedo no se enfría tan rápidamente como
  el seco a a causa de que el vapor de agua
  suministra calor al ser condensado, de la misma
  forma que absorbe calor cuando se evapora.

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Lapse Rates típicas

• Aire seco
• 1C / 100 m
• Aire húmedo
• 0.5C / 100 m
• Condiciones medias
• 0.65C / 100 m

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Escalas espacio-temporalesOtro aspecto
importante a considerar en las investigaciones
atmosféricas es la escala a la cual se aborda el
estudio de un determinado fenómeno o situación
meteorológica. La escala comprende las
dimensiones tiempo y espacio,
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RADIACION SOLAR RECIBIDA EN EL TOPE DE LA
ATMOSFERA Y EN LA SUPERFICIE TERRESTRE
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RADIACION SOLAR EN SU PASO POR LA ATMOSFERA
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RADIACION TERRESTRE
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RADIACION TERRESTRE EN SU PASO POR LA ATMOSFERA
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BALANCE DE ENERGIA EN EL SISTEMA TIERRA-ATMOSFERA
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TRANSFERENCIA DE ENERGIA EN EL SISTEMA OCEANO -
ATMOSFERA
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Conclusiones importantes del punto de vista
energético en el sistema atmósfera-océano

• En el calentamiento atmosférico y oceánico la
  fuente primaria es la radiación solar sin embargo
  el calentamiento atmosférico se da por la
  radiación terrestre.
• Debido a las variaciones geográficas de radiación
  ----gt se dan variaciones de temperatura esto
  provoca la circulación a gran
  escala
• La radiación terrestre calienta la atmósfera.
• 90 de la radiación solar incidente se utiliza
  para la evaporación de agua.
• Vapor de agua almacena calor en la atmósfera
  (condensación, liberación LE, calentamiento
  atmosférico)
• Enfriamiento del sistema se produce por la
  radiación de onda larga o terrestre hacia el
  espacio.