UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO - FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA
CATEDRA:
CIENCIAS DE LA TIERRA
PROF. Ing. FABIO E. LORENZO
UNIDAD N° 3
RECURSO AIRE
La atmósfera terrestre constituye la capa más externa y menos densa del planeta, distinguiéndose del resto de la estructura terrestre por su estado GASEOSO. Está constituida por varios gases que varían en cantidad según la presión a diversas alturas. Esta mezcla de gases que forma la atmósfera recibe genéricamente el nombre de “AIRE”.
Introduccion Gral. Al conocimiento de LA ATMÓSFERA
Oxígeno (20,946%)
Nitrógeno (78,084%)
Argón (0,934%)
Dióxido de Carbono aprox.(0,046%)
Vapor de agua (aprox. 1%)
Neón (18,2 ppm)
Helio (5,24 ppm)
Kriptón (1,14 ppm)
Gases y composición
100-400 km - capa de Nitrógeno molecular
400-1.100 km - capa de Oxígeno atómico
1.100-3.500 km - capa de Helio
3.500-10.000 km - capa de Hidrógeno
Divisiones de la Atmosfera
La atmosfera se subdivide en capas o regiones. El criterio utilizado para definir esta División se basa en la variación del GRADIENTE TERMICO. Este, representa el ritmo de cambio de temperatura por unidad de longitud. En algunas capas, a medida que se asciende la temperatura disminuye, pero como se verá mas adelante, no todoas las capas se comportan de la misma forma. Es importante entender que mecanismos regulan esta variacion
Capas de la Atmósfera (Según la variabilidad térmica)
Troposfera
Sus principales características son:
Estratosfera
Mesosfera
Termosfera
Exosfera
Fuciones de la atmósfera…
FRICCION ATMOSFÉRICA
El Meteor Crater de Arizona se formó hace aproximadamente 50.000 años. El meteorito se estima tenía un diámetro de 50 metros. Velocidad de ingreso 12,5 km/seg.
CRATER CHICXULUB -MEXICO
CRATER CHICXULUB -MEXICO
Imagen 3d de las anomalías gravimétricas en Chicxulub
EFECTO INVERNADERO
Se conoce como efecto invernadero la acción de determinados componentes de la atmósfera (gases de invernadero). Esa acción consiste en la absorción de parte de la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre y su irradiación devuelta hacia abajo. El nombre invernadero se debe a que la acción de estos gases tiene cierta semejanza con la que tienen los vidrios de un invernadero de plantas que permiten la entrada de luz visible, pero impiden parcialmente la salida de la radiación infrarroja. La tabla 2 muestra algunos de los gases de invernadero más importantes; entre ellos, el dióxido de carbono y el vapor de agua son los que presentan mayor concentración. Los gases de invernadero tienen la particularidad de realizar una absorción "selectiva" de una porción de la radiación solar entrante, pues permiten que la mayor parte de la radiación solar entrante (de onda corta) llegue a la superficie terrestre, pero absorben una buena cantidad de la radiación infrarroja terrestre (de onda larga), evitando así que se escape rápidamente al espacio.Tanto el efecto invernadero como la cantidad de radiación solar absorbida están fuertemente influidos por la presencia de las nubes, que pueden producir calentamientos o enfriamientos de la superficie de acuerdo con su altitud y su espesor. También las coberturas de nieve y hielo son elementos importantes a tener en cuenta en el balance de energía del sistema Tierra atmósfera. Cabe destacar, entonces, que el efecto invernadero en la atmósfera constituye indiscutiblemente un fenómeno real y natural (entendiendo como natural una situación independiente de las actividades humanas) que permite que las temperaturas de la superficie terrestre sean las adecuadas para la vida.
Cambio climático
Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad. En teoría, son debidos tanto a causas naturales como antropogénicas
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático usa el término cambio climático sólo para referirse al cambio por causas humanas:
Por "cambio climático" se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos comparables.�
Términos que se confunden…
¿Son sinónimos :
GLACIAR HORCONES��MENDOZA
EVOLUCION ATMOSFERICA
¿ Ha sido siempre la Atmósfera similar a la que hoy conocemos?
¿Los gases que la conforman son los mismos que estaban presentes inicialmente? ,¿sus relaciones porcentuales han cambiado?
¿Cómo pueden conocerse las características de la atmósfera primitiva?
¿Qué factores inciden sobre la composición atmosférica?
¿Es la atmósfera terrestre idéntica a otras atmósferas? (p. ej. De otros planetas del sistema solar..)
ETAPAS EN LA EVOLUCIÓN ATMOSFÉRCIA
LA ATMÓSFERA PRIMITIVA
Los datos sobre sedimentos y rocas muy antiguas sugieren que la Tierra tenía una atmósfera diferente a la que actualmente presenta, que es rica en nitrógeno y oxígeno. Hay un consenso que la atmósfera primigenia no contenía oxígeno libre.
En la actualidad se piensa que gases tales como nitrógeno, vapor de agua y dióxido de carbono eran los principales componentes de la atmósfera primitiva y le dan un carácter neutro o reductor, y un color rojo al cielo.
La primera hipótesis es que la atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO) pero con ausencia de oxígeno. Era una atmósfera ligeramente reductora .
Factores que imposibilitaban la vida en la atmosfera primitiva:��- Alto contenido de dióxido de carbono�- Falta de oxigeno�- Alta presión atmosférica�- Temperaturas extremadamente elevadas�
¿ Si la atmósfera primitiva no contenía O2, de donde provino para alcanzar hoy una concentración del 21%?
El cambio se explica por la aparición de la vida en los fondos marinos: aunque los organismos más primitivos eran unicelulares, sin núcleo y no respiraban, estos evolucionan y entre los 3500 y 2900 millones de años, se desarrollan nuevas especies que comienzan a producir oxígeno por medio de la fotosíntesis.
Suele decirse que el Oxígeno originado por los procesos de fotosíntesis, constituye el primer GRAN CONTAMINANTE atmosférico… Incluso, se habla del “HOLOCAUSTO DEL OXÍGENO”… ¿por que puede ser considerado el Oxigeno un CONTAMINANTE?..
EVOLUCION DEL OXIGENO ATMOSFERICO
Estos procesos de la evolución atmosférica, suelen dividirse en tres etapas:
Etapa prebiótica
Antes de la vida, la atmósfera sufrió cambios:
Condensación del vapor de agua: formación de los océanos y disolución de gases en ellos (CO2, HCl y SO2).
Principal gas de la atmósfera: Nitrógeno (N2).
No había oxígeno (O2).
Etapa microbiológica
Etapa con la aparición de las primeras bacterias anaeróbicas (que usan H y H2S) y fotosintéticas (Bacterias del azufre y cianobacterias):
Comienza la producción de O2 del océano.
El O2 producido se utiliza para oxidar las sustancias reducidas del océano. Prueba de ello son la deposición de las formaciones de hierro en bandas:
Fe+3 + O2 → Fe2O3Una vez oxidado las sustancias, empieza la producción de O2 para la atmósfera.
El O2 liberado se gasta para oxidar sustancias reducidas de la corteza terrestre. Prueba de ello son la formación de capas rojas de origen continental
Etapa biológica
Etapa con la aparición de organismos eucariotas con fotosíntesis más eficiente:
Aumento del O2 en la atmósfera hasta la concentración actual (21%).
Formación de la capa de O3 (protección de la radiación ultravioleta del Sol), permitiendo la colonización de las tierras emergidas.
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VIENTOS
CIRCULACION GENERAL DE LA ATMOSFERA
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CIRCULACION GENERAL DE LA ATMOSFERA
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Sistema de vientos de escala planetaria conocido en base a mediciones de presiones y vientos observados en todo el mundo y por estudios de dinámica de fluidos geofísicos. Este sistema es un modelo idealizado donde se distinguen tres celdas de circulación vertical y los vientos resultantes en superficie.
CIRCULACION GENERAL DE LA ATMOSFERA
Celda de Hadley
Entre el ecuador y aproximadamente los 30º de latitud sur y norte, se produce una circulación vertical que recibe el nombre de celda de Hadley. En la franja ecuatorial, el aire más cálido se eleva, se condensa y libera calor latente, entregando energía a esta celda, formando nubes desesarrollo vertical (cúmulos y cumulonimbus) que producen abundante precipitación. El aire ecuatorial que asciende se mueve hacia los polos y entre 25-35º de latitud sur y norte se produce subsidencia ,generándose zonas de altas presiones que dan origen a la inmensa mayoría de los desiertos conocidos en el mundo (como el de Atacama y Sahara).
CIRCULACION GENERAL DE LA ATMOSFERA
Celda Polar
El aire frío de altura en zonas polares genera subsidencia sobre los polos, produciéndose altas presiones en superficie y su divergencia asociada en superficie genera un flujo de aire desde los polos hacia latitudes subpolares, que es desviado por la fuerza de Coriolis, generando en superficie un sistema de vientos conocidos como los estes polares.
CIRCULACION GENERAL DE LA ATMOSFERA
Celda de Ferrel
Desde la celda de Hadley, el flujo de aire es desviado por el efecto Coriolis produciendo los vientos del oeste.
Por otra parte, desde la celda polar se tiene un flujo de aire polar frío en superficie hacia latitudes subpolares, con importante componente del este (por Coriolis). Este aire polar frío, se encuentra con los vientos del oeste más cálidos de latitudes medias, produciéndose, al contrario de lo que ocurre en la región de convergencia de las calmas ecuatoriales, una región de convergencia de vientos muy intensos y variables con abundante nubosidad y precipitación. A la franja latitudinal de convergencia de ambos sistemas de vientos se le llama la región del frente polar. Se desarrolla aproximadamente entre 30º - 60º de latitud.
Efecto de la rotación terrestre o de Coriolis�
Sabemos que la fuerza del gradiente de presión está dirigida desde las altas a bajas presiones, perpendicular a las isobaras, sin embargo, el viento no cruza éstas en ángulo recto, sino que se produce una desviación del viento debido a la rotación de la Tierra. A esta desviación se le llama efecto de Coriolis.
El efecto de Coriolis hace que cualquier cuerpo o corrientes, etc. experimente una desviación hacia la izquierda en el hemisferio sur y hacia la derecha en el hemisferio norte.
Huracan Katrina- Imagen Satelital- 2005
Avemos un Huracán surgido en Marzo de 2004 sobre las costas de Brasil (puedes ver tierra en el extremo superior izquierdo).
Para aquellos que estén "acostumbrados" a ver imágenes de los huracanes del hemisferio norte, notarán que este circula en el sentido de las agujas del reloj (a diferencia de los devastadores huracanes que azotan América Central y del Norte).
Dos temas de interés en la dinámica atmosférica:�a- El Zonda�b- El ENSO (ENOS o Fenóneno del Niño- Oscilacion del Sur)
El ZONDA
El Zonda es un viento seco (con frecuencia "sucio": lleva polvo) que proviene del Océano Pacífico, que se calienta por descenso desde las crestas a más de 6 km sobre el nivel del mar. Puede superar los 120 km/h.
El ZONDA
El fenómeno de “El Niño” – E.N.O.S. (ENSO)
Es un fenómeno climático cíclico que se conforma por la modificación de la dinámica atmosférica y oceánica, que provoca modificaciones meteorológicas a nivel mundial, siendo las zonas más afectadas América del Sur y las zonas entre Indonesia y Australia
¿Por qué se lo denomina El Niño?�
Su nombre se refiere al niño Jesús, porque el fenómeno ocurre aproximadamente en el tiempo de Navidad en el Oceano Pacífico, por la costa Oeste del Sur de América. El nombre del fenómeno es Oscilación del Sur El Niño, ENSO por sus siglas en inglés.
Cómo se detecta el fenómeno de El Niño?
En condiciones normales, también llamadas condiciones neutrales, los vientos alisios (que soplan de este a oeste) apilan una gran cantidad de agua y calor en la parte occidental del Océano.
En consecuencia, el nivel superficial del mar es aproximadamente medio metro más alto en Indonesia que frente a las costas del Perú y Ecuador norte y centro de Chile
Además, la diferencia en la temperatura superficial del mar es de alrededor de 8 °C entre ambas zonas del Pacífico.
Durante El Niño los vientos alisios se debilitan o dejan de soplar, la máxima temperatura marina se desplaza hacia el sistema de corrientes Chileno-Peruana, que es relativamente fría, y la mínima temperatura marina se desplaza hacia el Sudeste Asiático
Todo este cambio ocurre en un intervalo de seis meses que, aproximadamente, va desde junio a noviembre
Los efectos
En América del Sur
Las consecuencias de este fenómeno climático lleva a regiones aleatorias de América del Sur a:
En el sudeste de Asia