Temperatura

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Temperatura
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LA TEMPERATURA DEL AIRE

• El calor y la temperatura son dos conceptos
  estrechamente relacionados entre sí.
• El calor es un forma de energía que se manifiesta
  en los cambios de estados y en dilataciones y
  contracciones. Se mide en unidades energéticas
• La temperatura es una condición o característica
  del calor que determina cuál de dos cuerpos, en
  presencia, lo recibe o lo cede. Se mide en
  unidades especificas para esta magnitud.

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Escalas de temperatura

• En la actualidad se encuentran en uso en todo el
  mundo tres escalas de temperatura
• La escala Celsius
• La escala Kelvin
• La escala Fahrenheit

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• La escala Celsius (º C). Utiliza como parámetro
  la propiedades del agua la cual alcanza el punto
  de congelación a los 0º C y el punto de
  ebullición a los 100º C al nivel del mar.

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• La escala Kelvin en esta, la temperatura mas baja
  (0 K) se conoce como cero absoluto y es aquella
  en que el movimiento atómico es mínimo y
  corresponde a 273º C. Debido a que los átomos no
  pueden estar sin movimiento nada puede ser mas
  frió que el cero absoluto. En la escala Kelvin no
  se utiliza el símbolo º (grados).
• La temperatura expresada en Kelvin es siempre
  igual a
• º C 273

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• La escala Fahrenheit (º F), para esta escala en
  esta se tomó como base la temperatura del cuerpo
  humano (100º F), acá el agua congela a 32º F y
  tiene su ebullición a 212º F, Entre estas dos
  medidas existen 180º F, de esta manera, los
  grados F no son equivalentes a los Celsius o
  Kelvin.
• La relación con los º C es de de 100/180 o 5/9.
  Para convertir estas escalas una en otra basta
  utilizar las siguientes ecuaciones
• F (9/5 C) 32            C 5/9 (F 32)

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Variaciones de temperatura

• La cantidad de energía solar recibida, en
  cualquier región del planeta, varía con la hora
  del día, con la estación del año y con la
  latitud.
• Estas diferencias de radiación originan las
  variaciones de temperatura.
• Por otro lado, la temperatura puede variar debido
  a la distribución de distintos tipos de
  superficies y en función de la altura.
• Ejercen influencia sobre la temperatura
• La variación diurna, distribución latitudinal,
  variación estacional, tipos de superficie
  terrestre y la variación con la altura.

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Variación diurna

• Se define como el cambio de temperatura, entre el
  día y la noche, debido a la rotación de la
  tierra. La Tierra recibe calor durante el día por
  radiación solar, pero continuamente lo pierde por
  radiación terrestre.
• El calor y el frío dependen del desequilibrio
  entre la radiación solar y terrestre. Durante el
  día la radiación solar sobrepasa a la radiación
  terrestre y la superficie se vuelve más calurosa.

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• En la noche, la radiación solar cesa, pero la
  radiación terrestre continúa y enfría la
  superficie. El enfriamiento continúa aún después
  de la salida del sol, hasta que la radiación
  solar nuevamente exceda la radiación terrestre.
• La temperatura mínima generalmente se produce
  despues de la salida del sol, algunas veces con
  un desfase de una hora.

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Variación estacional

• Esta característica de la temperatura se debe al
  hecho que la Tierra circunda al Sol, en su
  órbita, una vez al año, dando lugar a las cuatro
  estaciones verano, otoño, invierno y primavera.
• Como se sabe, el eje de rotación de la Tierra
  está inclinado con respecto al plano de su
  órbita entonces el ángulo de incidencia de los
  rayos solares varía, estacionalmente, en forma
  diferente para ambos hemisferios.
• Es decir, el Hemisferio Sur es más cálido que el
  Hemisferio Norte durante los meses de diciembre,
  enero y febrero, porque recibe más energía solar.

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Variación con la latitud

• La forma de la Tierra, determina una variación en
  el ángulo de incidencia de la radiación solar
  sobre la superficie.
• Como la Tierra es esférica, el sol se encuentra
  más perpendicularmente en las regiones
  ecuatoriales, que en las latitudes más altas.
• Las regiones ecuatoriales, por lo tanto, reciben
  mayor energía y son más calurosa.
• Los rayos del sol que inciden con una mayor
  inclinación en latitudes más altas, entregan
  menos energía en un área dada, siendo los polos
  los que reciben menos.

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Variación con la topografía

• La distribución de continentes y océanos produce
  un efecto muy importante en la variación de
  tempertura.
• Al establecerse diferentes capacidades de
  absorción y emisión de radiación entre tierra y
  agua (capacidad calorífica), podemos decir que
  las variaciones de temperatura sobre las áreas de
  agua experimentan menores amplitudes que sobre
  las sólidas.
• Sobre los continentes, existen diferentes tipos
  de suelos en cuanto a sus características
  desérticos, selváticos, etc., por ejemplo,
  suelos muy húmedos, como pantanos o ciénagas,
  actúan en forma similar a las superficies de
  agua, atenuando considerablemente las variaciones
  de temperatura.

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• También la vegetación espesa tiende a atenuar los
  cambios de temperatura, debido a que contiene
  bastante agua, actuando como un aislante para la
  transferencia de calor entre la Tierra y la
  atmósfera.
• Por otro lado, las regiones desérticas o áridas
  permiten grandes variaciones en la temperatura.
  Esta influencia climática tiene a su vez su
  propia variación diurna y estacional.

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• Los vientos prodominantes son un factor muy
  importante en la variación de la temperatura. Por
  ejemplo, en áreas donde los vientos proceden
  predominantemente de zonas húmedas u oceánicas,
  la amplitud de temperatura es generalmente
  pequeña como caso interesante, se puede citar
  que en muchas islas, la temperatura permanece
  aproximadamente constante durante todo el año.
• Por otro lado, los cambios de temperatura son más
  pronunciados cuando el viento prevaleciente
  sopla de regiones áridas, desérticas o
  continentales.

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Variación con la altitud.

• Sabemos que la temperatura normalmente desciende
  con el aumento de altitud a través de la
  troposfera.
• Este descenso de temperatura con la altitud se
  define como Gradiente Vertical de Temperatura y
  el promedio de descenso de temperatura (Gradiente
  Vertical Promedio) en la troposfera es de 2º C /
  1000 pies.
• En algunas ocasiones la temperatura aumenta con
  la altura, este aumento se define como una
  inversión de temperatura (inversión térmica), se
  dice entonces que el gradiente es negativo.

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Inversiones de temperatura

• Una inversión se produce cuando la temperatura
  del aire aumenta con la altura.
• Esta situación es muy común pero generalmente
  está confinada a una capa relativamente
  superficial.

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(No Transcript)
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Inversion térmica

• Perfil de temperatura típico en la costa de la
  zona central de Chile.

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• Por lo general, las altas concentraciones de
  contaminantes del aire están relacionadas con las
  inversiones ya que estas inhiben la dispersión de
  los contaminantes.
• Los tres tipos de inversión principales se deben
  a diversas interacciones atmosféricas y presentan
  diferentes períodos de duración.

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Inversiones de temperatura
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Inversión por radiación

• La inversión por radiación es el tipo más común
  de inversión superficial y se produce con el
  enfriamiento acelerado de la superficie
  terrestre.
• A medida que la Tierra se enfría, la capa de aire
  cercana a la superficie también lo hace.
• Si este aire se enfría a una temperatura menor
  que la del aire de la capa superior, se vuelve
  muy estable y la capa de aire cálido impide
  cualquier movimiento vertical

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• Las inversiones por radiación generalmente se
  producen desde las horas finales de la tarde
  hasta las primeras de la mañana, con el cielo
  despejado y vientos calmados, cuando el efecto de
  enfriamiento es mayor.
• Las mismas condiciones que conducen a las
  inversiones nocturnas por radiación, determinan
  la inestabilidad durante el día.
• Los ciclos de inestabilidad a lo largo del día e
  inversiones durante la noche son relativamente
  comunes

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• Por consiguiente, los efectos de las inversiones
  por radiación generalmente son de corta duración.
  
• Los contaminantes que quedan entrampados debido a
  las inversiones son dispersados por la vigorosa
  mezcla vertical producida cuando la inversión se
  interrumpe después del amanecer.

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• Sin embargo, en algunos casos el calentamiento
  diario que sigue a una inversión nocturna por
  radiación puede no ser lo suficientemente fuerte
  para disminuir la capa de inversión.
• Por ejemplo, una niebla espesa puede acompañar la
  inversión y reducir el efecto de la luz solar al
  día siguiente.
• En condiciones adecuadas, pueden generarse varios
  días de inversión por radiación con altas
  concentraciones de contaminantes.

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• A menudo, una inversión de temperatura se inicia
  cerca de la superficie en noches claras y y frías
  cuando el viento es suave.
• El suelo al irradiar energía se enfría mucho más
  rapido que el aire sobre él.
• El aire en contacto con la tierra se enfría,
  mientras que la temperatura a unos cuantos metros
  más arriba cambia muy poco.
• Por lo tanto, la temperatura aumenta con la
  altura.

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(No Transcript)
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Inversion por subsidencia

• La inversión por subsidencia (figura )
  generalmente está asociada con los anticiclones
  (sistemas de alta presión).
• Se debe recordar que el aire de un anticiclón
  desciende y fluye hacia afuera con una rotación
  encontra de la dirección de las agujas del reloj.
• A medida que el aire desciende, la mayor presión
  existente en altitudes menores lo comprime y
  calienta en el gradiente vertical adiabático
  seco.

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Sistema de Altas Presiones
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• Por lo general, este calentamiento se produce en
  un gradiente más acelerado que el gradiente
  vertical ambiental.
• Durante el día, la capa de inversión resultante
  de este proceso con frecuencia se eleva a cientos
  de metros sobre la superficie.
• Durante la noche, la base de una inversión por
  subsidencia generalmente desciende, quizás hasta
  llegar al suelo, debido al enfriamiento del aire
  superficial.

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• En efecto, los días despejados y sin nubes
  característicos de los anticiclones propician las
  inversiones por radiación, de modo que se puede
  producir una inversión superficial durante la
  noche y una elevada durante el día.
• Si bien la capa de mezcla que se encuentra debajo
  de la inversión puede variar diariamente, nunca
  será muy profunda

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• A diferencia de las que se producen por
  radiación, las inversiones por subsidencia tienen
  una duración relativamente larga.
• Esto se debe a su relación tanto con los
  anticiclones semipermanentes centrados en cada
  océano como con los anticiclones migratorios de
  movimiento lento.
• Cuando un anticiclón se estanca, los
  contaminantes emitidos dentro de la capa de
  mezcla no se pueden diluir.
• Como resultado, es probable que las
  concentraciones de contaminantes se eleven
  durante algunos días.