Absorción de la Radiación Solar y Estructura Atmosférica

Apuntes sobre los procesos de absorción de la radiación solar en la atmósfera y la superficie terrestre, incluyendo la estructura vertical de la atmósfera y sus componentes.

Climatología · Universidad Nacional del Nordeste · Licenciatura en Geografía

14 páginas · 6 temas · 60 flashcards · 42 preguntas tipo test

Índice

  1. 1. Procesos de Absorción de la Radiación Solar · p. 1-2
  2. 2. Composición de la Atmósfera · p. 3-5
  3. 3. Aerosoles Atmosféricos · p. 5-6
  4. 4. Distribución Vertical de los Gases Atmosféricos · p. 7-8
  5. 5. Capas de la Atmósfera · p. 9-12
  6. 6. Niveles de Absorción de Radiación · p. 12-13

1. Procesos de Absorción de la Radiación Solar

Flashcards

¿Qué dos características fundamentales demuestran la acción de la atmósfera sobre la radiación solar?
El espesor del aire atravesado y la transparencia del mismo.
¿Qué valor se le da al espesor de aire atravesado sobre el ecuador en los equinoccios?
1 atmósfera.
¿Cómo decrece la radiación solar al aumentar la atmósfera atravesada, según la ley de Bourguer?
En progresión geométrica.
¿Cuáles son los dos tipos de componentes que forman la atmósfera?
Gases permanentes y elementos liquidables o variables.

Preguntas tipo test

  1. ¿Qué ocurre con el espesor de aire atravesado a medida que aumenta la altura del Sol sobre el horizonte?
    • a) El espesor de aire atravesado aumenta.
    • b) El espesor de aire atravesado disminuye.
    • c) El espesor de aire atravesado permanece constante.
    • d) El espesor de aire atravesado se vuelve nulo.

    Respuesta: b) El espesor de aire atravesado disminuye.. Según el texto, mientras mayor es la altura del Sol sobre el horizonte, menor es el espesor de aire atravesado.

  2. ¿Qué ley establece la relación entre la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra y la masa de aire atravesada?
    • a) Ley de Snell.
    • b) Ley de Planck.
    • c) Ley de Bourguer.
    • d) Ley de Stefan-Boltzmann.

    Respuesta: c) Ley de Bourguer.. La ley de Bourguer expresa que la cantidad de radiación solar que llega a la tierra decrece en progresión geométrica cuando la atmósfera atravesada aumenta en progresión aritmética.

  3. ¿Cuál de los siguientes gases es considerado el menos transparente de todos los gases atmosféricos?
    • a) Nitrógeno.
    • b) Oxígeno.
    • c) Dióxido de Carbono.
    • d) Vapor de agua.

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono.. El dióxido de carbono es el menos transparente de todos los gases, ya que absorbe y retiene la radiación solar.

2. Composición de la Atmósfera

Flashcards

¿Qué dos características fundamentales demuestran la acción de la atmósfera sobre la radiación solar?
El espesor del aire atravesado y la transparencia del mismo.
¿Cómo se define el espesor de aire atravesado en el ecuador durante los equinoccios?
Se le da el valor de 1 atmósfera.
¿Qué expresa la ley de Bourguer?
Que la cantidad de radiación solar que llega a la tierra decrece en progresión geométrica cuando la atmósfera atravesada aumenta en progresión aritmética.
¿Qué dos categorías principales componen los gases atmosféricos?
Gases permanentes y elementos liquidables o variables.

Preguntas tipo test

  1. ¿Cuál es la relación aproximada entre el Nitrógeno y el Oxígeno en la composición química de la atmósfera?
    • a) 1 a 4
    • b) 4 a 1
    • c) 1 a 1
    • d) 2 a 1

    Respuesta: b) 4 a 1. En la composición química de la atmósfera, la relación entre el Nitrógeno y el Oxígeno es de aproximadamente 4 a 1.

  2. ¿Cuál de los siguientes gases es menos transparente y, por lo tanto, absorbe y retiene más radiación solar?
    • a) Nitrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Vapor de agua

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono. El Dióxido de Carbono (CO2) es menos transparente que otros gases atmosféricos, lo que le permite absorber y retener la radiación solar de manera más efectiva.

  3. ¿En qué capa de la atmósfera se concentra principalmente el ozono (O3)?
    • a) Tropósfera
    • b) Estratósfera
    • c) Mesósfera
    • d) Termósfera

    Respuesta: b) Estratósfera. El ozono se concentra principalmente en la estratósfera, formando la capa de ozono u Ozonósfera, que se encuentra aproximadamente a 30 kilómetros de altura.

3. Aerosoles Atmosféricos

Flashcards

¿Qué son los aerosoles?
Pequeñas impurezas o corpúsculos diminutos suspendidos en el aire.
¿Cuál es el rango de tamaño de los aerosoles?
Entre 0,001 y 50 μm.
¿Cómo se clasifican los aerosoles según su tamaño?
Partículas gigantes, partículas grandes y núcleos de Aitken.
Menciona un ejemplo de aerosol orgánico.
Polen, bacterias, restos de cabello y piel, ácaros.

Preguntas tipo test

  1. ¿Qué instrumento se utiliza para medir el tamaño de los aerosoles?
    • a) Barómetro
    • b) Polvímetro de Aitken
    • c) Higrómetro
    • d) Anemómetro

    Respuesta: b) Polvímetro de Aitken. El polvímetro de Aitken es el instrumento específico utilizado para medir el tamaño de los aerosoles, que oscila entre 0,001 y 50 μm.

  2. ¿Cuál de los siguientes gases es el menos transparente y absorbe la radiación solar?
    • a) Nitrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Vapor de agua

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono. El dióxido de carbono (CO2) es el menos transparente de los gases atmosféricos y tiene la capacidad de absorber y retener la radiación solar, lo que lo hace importante desde el punto de vista climático.

  3. ¿Cuál es el principal efecto de los aerosoles en el clima?
    • a) Aumento de la presión atmosférica
    • b) Disminución de la humedad
    • c) Influencia en la temperatura y las precipitaciones
    • d) Aumento de la velocidad del viento

    Respuesta: c) Influencia en la temperatura y las precipitaciones. Los aerosoles influyen principalmente en la temperatura, la condensación del vapor de agua, el estado del tiempo, la producción de precipitaciones y la visibilidad.

4. Distribución Vertical de los Gases Atmosféricos

Flashcards

¿Qué dos características fundamentales demuestran la acción de la atmósfera sobre la radiación solar?
El espesor del aire atravesado y la transparencia del mismo.
¿Qué relación se establece entre el Nitrógeno y el Oxígeno en la composición química de la atmósfera?
Una relación de 4 a 1, respectivamente.
¿Cuál es la función del nitrógeno en la atmósfera?
Es un regulador del oxígeno y evita incendios.
¿Qué gas es el menos transparente de todos y por qué es importante desde el punto de vista climático?
El dióxido de carbono, porque absorbe y retiene la radiación solar.

Preguntas tipo test

  1. ¿Cuál de los siguientes gases es el más pesado y se encuentra en los niveles más bajos de la atmósfera?
    • a) Hidrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Nitrógeno

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono. El dióxido de carbono tiene la menor velocidad molecular, lo que indica que es el más pesado y, por lo tanto, se concentra en los niveles más bajos de la atmósfera.

  2. ¿Qué gas es conocido por su inercia química y actúa como regulador del oxígeno en la atmósfera?
    • a) Oxígeno
    • b) Nitrógeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Vapor de agua

    Respuesta: b) Nitrógeno. El nitrógeno es un gas con gran inercia química, lo que significa que no se combina fácilmente con otros gases, y actúa como regulador del oxígeno en la atmósfera.

  3. ¿Cuál de los siguientes gases es altamente reactivo y se combina fácilmente con otros químicos a través de la combustión y oxidación?
    • a) Nitrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Argón
    • d) Helio

    Respuesta: b) Oxígeno. El oxígeno es un gas altamente reactivo que se combina fácilmente con otros químicos a través de procesos de combustión y oxidación.

5. Capas de la Atmósfera

Flashcards

¿Qué es la tropósfera?
La capa de la atmósfera entre la superficie terrestre y 11-12 km, donde ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos.
¿Qué es la estratósfera?
La capa de la atmósfera entre los 12 y 50 km de altura, caracterizada por una mezcla vertical y horizontal reducida.
¿Qué es la mesósfera?
La capa de la atmósfera entre los 50 y 80 km de altura, con baja presión atmosférica y temperatura decreciente con la altura.
¿Qué es la termosfera?
La capa de la atmósfera donde la temperatura aumenta considerablemente con la altura y se producen las auroras.

Preguntas tipo test

  1. ¿Cuál es la principal característica de la tropósfera?
    • a) Predominio de hidrógeno y helio
    • b) Mezcla vertical y horizontal constante de gases
    • c) Presencia de la ionización
    • d) Temperatura constante

    Respuesta: b) Mezcla vertical y horizontal constante de gases. La tropósfera se caracteriza por una mezcla vertical y horizontal constante e intensa de gases, lo que la distingue de otras capas.

  2. ¿Qué gas es el menos transparente de todos y, por lo tanto, absorbe y retiene la radiación solar?
    • a) Nitrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Vapor de agua

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono. El dióxido de carbono (CO2) es el menos transparente debido a su capacidad para absorber y retener la radiación solar, influyendo en el clima.

  3. ¿Qué capa de la atmósfera contiene la ozonosfera?
    • a) Tropósfera
    • b) Estratósfera
    • c) Mesósfera
    • d) Termósfera

    Respuesta: b) Estratósfera. La ozonosfera, que contiene altas concentraciones de ozono, se encuentra en la estratósfera.

6. Niveles de Absorción de Radiación

Flashcards

¿Qué dos características fundamentales demuestran la acción de la atmósfera sobre la radiación solar?
El espesor del aire atravesado y la transparencia del mismo.
¿Cómo afecta la latitud al espesor de aire atravesado por la radiación solar?
El espesor aumenta desde el Ecuador hacia los Polos.
¿Qué expresa la ley de Bourguer?
La cantidad de radiación solar que llega a la tierra decrece en progresión geométrica cuando la atmósfera atravesada aumenta en progresión aritmética.
¿Cuáles son las dos categorías en las que se agrupan los componentes de la atmósfera?
Gases permanentes y elementos liquidables o variables.

Preguntas tipo test

  1. ¿Cuál de los siguientes gases es el menos transparente y, por lo tanto, absorbe y retiene la radiación solar?
    • a) Nitrógeno
    • b) Oxígeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Vapor de agua

    Respuesta: c) Dióxido de Carbono. El dióxido de carbono (CO2) es el menos transparente debido a su estructura molecular de Carbono y Oxígeno, lo que le permite absorber y retener la radiación solar de manera más efectiva.

  2. ¿Qué gas atmosférico actúa como regulador del oxígeno y es esencial para prevenir incendios?
    • a) Oxígeno
    • b) Nitrógeno
    • c) Dióxido de Carbono
    • d) Ozono

    Respuesta: b) Nitrógeno. El nitrógeno actúa como un regulador del oxígeno, disminuyendo la concentración del mismo para evitar incendios y otros eventos de combustión incontrolada.

  3. ¿En qué capa de la atmósfera se produce la mayor parte de los fenómenos meteorológicos?
    • a) Estratosfera
    • b) Mesosfera
    • c) Troposfera
    • d) Termosfera

    Respuesta: c) Troposfera. La troposfera es la capa más baja de la atmósfera, donde se producen la mayoría de los fenómenos meteorológicos debido a la mezcla vertical y horizontal de gases y la presencia de vapor de agua.

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Texto del documento

UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 31 A.3. Los procesos de absorción de la radiación solar en la atmósfera y en la superficie terrestre. 3.a. La atmósfera y la radiación: espesor del aire atravesado y transparencia del aire. Estructura vertical de la atmósfera y los niveles de absorción. Entre la Tierra y la radiación solar se interpone una capa gaseosa que se denomina atmósfera.

La atmósfera es una capa fina de gases sin olor, sabor ni gusto, que envuelve y se adhiere a la superficie terrestre por efecto de la fuerza de gravedad; en este caso, dos son las características fundamentales que demuestran la acción de la atmósfera sobre la radiación solar: el espesor del aire atravesado y la transparencia del mismo. Por un lado, el espesor de aire atravesado es un valor fijo y calculable que depende de la latitud y de la estación del año, en relación con la forma de la Tierra y la inclinación de los rayos solares. Este parámetro es más o menos constante alrededor de la Tierra, pero según la latitud y la estación del año, hay variaciones notables.

De acuerdo con ello, el espesor aumenta desde el Ecuador hacia los Polos. Al espesor de aire atravesado, sobre el ecuador en los equinoccios, se le da el valor de 1 atmósfera. En altas latitudes, el espesor es mayor, lo que provoca el debilitamiento de la radiación (es un proceso similar a lo que ocurre durante el día). En efecto, según el ángulo de inclinación o la altura del sol sobre el horizonte, el espesor de aire atravesado es el siguiente: UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof.

SNAIDER Patricia 32 Estos valores llevados a un gráfico dan una curva con el siguiente comportamiento: Suponiendo que se parte desde un ángulo de 90° (el Sol se encuentra en el zenit durante un día cualquiera, por ejemplo, al mediodía en un determinado lugar), el trazado inicial de la curva es muy suave hasta los 20°. Posteriormente, los valores crecen abruptamente hasta llegar a 0° (la puesta del Sol en el atardecer en la misma localidad) y la curva tiende a ser cada vez más pronunciada. En consecuencia, esto quiere decir que mientras mayor es la altura del Sol sobre el horizonte menor es el espesor de aire atravesado.

UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 33 Estos procesos y factores permiten establecer una relación entre la cantidad de radiación y la masa de aire atravesada por dicha energía a través de la ley de Bourguer, la cual expresa que "la cantidad de radiación solar que llega a la tierra decrece en progresión geométrica cuando la atmósfera atravesada aumenta en progresión aritmética". En este sentido, la pérdida de radiación es mucho mayor que la cantidad de aire que debe atravesar.

Por otro lado, la transparencia del aire, contrariamente a lo que sucede con el espesor de aire atravesado, es un valor variable que depende de dos factores: la composición de la atmósfera y la distribución vertical de sus elementos componentes. En primer lugar, la composición de la atmósfera se refiere a todos los elementos que la componen químicamente. La atmósfera es aire, y el aire es un conjunto de gases, una mezcla mecánica de gases que no reaccionan entre sí, es decir, no se combinan desde un punto de vista químico. Sus componentes pueden agruparse en dos categorías: Gases permanentes, que son los que no pueden faltar para que la mezcla sea aire.

Son elementos difícilmente liquidables o no liquidables en las condiciones de temperatura y presión que se encuentran en la atmósfera (por ejemplo, el oxígeno y el nitrógeno). Elementos liquidables o variables, que son los que pueden o no estar en la mezcla y, además, puede variar en cuanto a su cantidad (por ejemplo, el polvillo atmosférico, el vapor de agua, el dióxido de carbónico, etc.). En la composición química se establece una relación de 4 a 1 entre el Nitrógeno y el Oxígeno, respectivamente.

La composición del aire sobre el nivel del mar, revela que: Los gases restantes están constituidos por vapor de agua (H2O) en cantidades variables y, en menores proporciones: helio (He), ozono (O3), neón (Ne), criptón (Kr), Xenón (Xe), Radón (Rn), Amoníaco (NH3), Yodo (Y2) y polvillo atmosférico o aerosoles, entre otros. A continuación, se mencionan algunas características de los componentes más importantes que constituyen la atmósfera terrestre: UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof.

SNAIDER Patricia 34 Nitrógeno (N2): también denominado azoe (significa: "sin vida"), es un gas que tiene gran inercia química, es decir, no se combina con otros gases; esto quiere decir que no se une fácilmente con otros gases o compuestos químicos. Es un regulador del oxígeno y es muy abundante en la atmósfera y escaso en el suelo; sin la presencia de nitrógeno en el aire, serían más frecuentes los incendios y otros eventos de combustión. Oxígeno (O2): es un gas altamente reactivo, con afinidades químicas extraordinarias. Se combina fácilmente con otros químicos a través de los procesos de combustión y oxidación.

Se lo encuentra en grandes proporciones en el suelo (alrededor de un 50%) y, contrariamente al nitrógeno, es relativamente escaso en la atmósfera (aproximadamente un 21%). Dióxido de Carbono (CO2): es un gas producto de la combustión, de la respiración, de la descomposición química, de la actividad volcánica y de algunos eventos antrópicos (deforestación, incendios intencionados, exhalación de aire, etc.). Al estar formado por moléculas de Carbono y Oxígeno es el menos transparente de todos los gases, por lo tanto, la radiación solar es absorbida y retenida por este gas, de allí su importancia desde el punto de vista climático.

Si bien su proporción es escasa (0,03%) del volumen atmosférico, puede sufrir pequeñas variaciones y llegar hasta un 0,04% en las grandes ciudades, sin embargo, no debe sobrepasar el 0,07%, pues es considerado como gas tóxico para la vida humana y animal. Ozono (O3): es un gas formado por tres átomos de oxígeno, por lo que tiene las mismas propiedades que éste pero más pronunciadas. Por lo tanto, es altamente oxidable y combustible, así como también tiene mayor afinidad química con otros componentes. Está producido por los rayos ultravioletas que disocian el oxígeno molecular (O2) en Oxígeno atómico (O), átomos que a su vez se combinan de a tres dando origen al Ozono.

Su cantidad es muy pequeña en las proximidades de la superficie terrestre, pero se concentra en una capa denominada Ozonósfera que se encuentra aproximadamente a los 30 kilómetros de altura. Vapor de agua (H2O): es agua en estado de gaseoso que se encuentra en la atmósfera. Su porcentaje es pequeño y nunca excede del 4% del volumen del aire porque, si sobrepasara dicho valor, se condensaría. Su importancia es fundamental para el clima ya que constituye la humedad atmosférica, que a su vez produce las nubes y, por consiguiente, da origen a las precipitaciones, niebla, rocío, etc.

en efecto, durante estos procesos de cambio de estado (de gas a líquido), el vapor de agua UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 35 también es importante porque libera grandes cantidades de calor latente, que sirve especialmente para la producción de tormentas y huracanes. Hidrógeno (H) y Helio (He): son gases muy livianos y de gran movilidad, por lo tanto, existen en pequeñas proporciones en la superficie terrestre y su cantidad aumenta a mayor altura.

Por otra parte, la atmósfera también está constituida por pequeñas impurezas o corpúsculos diminutos casi invisibles que se originan en la superficie terrestre y se los denomina polvillo atmosférico o aerosoles. No es considerado como un gas desde el punto de vista químico, ya que está dado a partir de partículas pequeñas suspendidas en el aire de diversas composiciones. Su tamaño oscila entre 0,001 y 50 μm y es medido con un instrumento llamado polvímetro de Aitken. Los aerosoles pueden clasificarse de la siguiente manera: Según su tamaño: o Partículas gigantes: su radio es mayor a 1 μm y son los granos gruesos de arena, sal marina, algas, polen, etc.

o Partículas grandes: su radio es entre 0,1 y 1 μm y son algunas bacterias, partículas de humo, granos finos de arena, etc. o Núcleos de Aitken: su radio es menor a 0,1 μm y son algunas partículas de humo, virus y moléculas. Según su composición: o Orgánicos: producto de la actividad biológica (microorganismos, vegetales, animales y humanos), por ejemplo, bacterias, microbios, polen, restos de cabello y piel, ácaros, etc. o Inorgánicos: producto de la actividad no biológica (combustión natural, marinos, actividad geológica y volcánica, etc.), por ejemplo, cenizas volcánicas, partículas de humo y hollín, sales marinas, arena, entre otros.

Según el lugar de su origen: o Marinos: se originan en océanos o aguas continentales, por ejemplo, las sales marinas; o Continentales: se originan en los suelos de los continentes, por ejemplo, partículas de humo, arenas, arcillas, etc. De acuerdo con esta última clasificación según su origen, la cantidad promedio de partículas existentes por cm3 de aire es: UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof.

SNAIDER Patricia 36 Los efectos de los aerosoles desde el punto de vista climático, se hacen sentir principalmente sobre la temperatura, la condensación del vapor de agua (crean lo núcleos higroscópicos), el estado del tiempo, la producción de precipitaciones y la visibilidad. Sobre los océanos y mares: 800 partículas/cm3 En el interior de los continentes: 9.500 partículas/cm3 En ciudades pequeñas: 35.000 partículas/cm3 En ciudades grandes: 150.000 partículas/cm3 Cuando el aire contiene una cantidad mayor a esta última cifra se habla de contaminación o polución ambiental y uno de los efectos sobre el estado del tiempo es la producción de bruma.

En este sentido, la distribución y composición vertical de los aerosoles es la siguiente: Hasta 2 kilómetros de altura predominan partículas de polvo (arena). De 2 a 11 kilómetros de altura predominan sales marinas. De 11 a 80 kilómetros de altura predominan cenizas volcánicas. La bruma es un fenómeno meteorológico que se produce bajo altos contenidos de humedad y elevado contenido de partículas suspendidas en el aire, independientemente de su tamaño u origen; se diferencia de la neblina/niebla porque el vapor de agua no logra condensarse formando las pequeñas gotitas de agua suspendidas en la atmósfera.

La consecuencia más notable de la bruma en el estado del tiempo es la reducción de la visibilidad. Sales marinas UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 37 A partir de la composición del aire es posible estimar, mediante determinadas características de los componentes, la distribución vertical de los mismos, la estructura vertical de la atmósfera y de los distintos niveles de absorción de radiación solar.

Cada uno de los gases que forman el aire tienen su propia velocidad molecular y, de ésta depende su peso y su poder de expansión: a mayor velocidad molecular del gas en cuestión, mayor es la expansión de las moléculas del mismo porque son más livianas (y viceversa).

La velocidad molecular de los principales gases atmosféricos, en condiciones de temperatura y presión consideradas normales para la superficie terrestre (15°C y 1013 hPa), es la siguiente: ELEMENTOS (GASES) VELOCIDAD MOLECULAR Dióxido de Carbono 404 m/s Argón 424 m/s Nitrógeno 507 m/s Oxígeno 474 m/s Vapor de agua 600 m/s Helio 1340 m/s Hidrógeno 1888 m/s De este cuadro se pueden extraer las siguientes conclusiones: El más pesado de los gases es el Dióxido de Carbono (menor velocidad molecular), por eso se lo encuentra en los niveles más bajos de la atmósfera. El más liviano de todos ellos es el Hidrógeno (mayor velocidad molecular), por lo que predomina en mayores alturas.

Un gas liviano también es el vapor de agua, que generalmente tiende a ascender en altura, aunque su distribución vertical es variable. En efecto, teniendo en cuenta la velocidad molecular de los gases que componen la atmósfera, HUMPHREYS determina la distribución vertical de cada uno de ellos en distintas alturas (expresada en porcentaje): Altura (km) Nitrógeno (%) Oxígeno (%) Argón (%) Dióxido de Carbono Hidrógeno (%) Helio (%) 1 78,08 20,95 0,93 0,03 0,00 0,00 5 77,84 20,25 0,94 0,03 0,01 0,00 15 79,56 19,66 0,74 0,02 0,02 0,00 30 84,48 15,10 0,22 0,00 0,20 0,00 UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof.

BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 38 50 86,16 10,01 0,08 0,00 3,72 0,00 80 22,70 1,38 0,00 0,00 75,47 0,45 100 1,63 0,07 0,00 0,00 97,84 0,46 150 0,00 0,00 0,00 0,00 99,73 0,27 Si se representan gráficamente estos valores, se puede observar claramente que: En los primeros 5 kilómetros de altura está concentrado el 50% de la atmósfera porque los gases son más densos. Éste se constituye principalmente de Nitrógeno y Oxígeno. En los primeros 30 kilómetros de altura se encuentra aproximadamente el 90% de la atmósfera.

Se advierte el predominio del Nitrógeno y el Oxígeno nuevamente, aunque UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 39 también se encuentra otros gases en menores proporciones (Argón, Dióxido de Carbono, Hidrógeno). Por encima de los 30 kilómetros se encuentra el 10% restante de atmósfera, es decir, sólo hay aire enrarecido. Se destaca el predominio de Hidrógeno y Helio y la inexistencia de los gases constituyentes de la baja atmósfera (Nitrógeno y Oxígeno).

Para ampliar podés ver el siguiente video: Cueva del perro o Grota del cane en Italia https://www.youtube.com/watch?v=P0cnphhuQl8 Teniendo en cuenta la composición del aire y su distribución vertical, la atmósfera es dividida en diversas capas o zonas que poseen un conjunto de características determinadas por los cambios térmicos y la naturaleza, proporción y dinamismo de sus componentes. De acuerdo con ello, se pueden distinguir: Tropósfera: del griego "tropein" que significa 'dar vuelta, cambiar, girar o esfera del cambio', es la parte de la atmósfera que se localiza entre la superficie terrestre y los 11 o 12 kilómetros en promedio.

Ésta contiene el 80% de la masa total de la atmósfera y se caracteriza por una mezcla vertical y horizontal constante y bastante intensa de los gases (de allí su nombre). En este lugar es donde se produce la mayor parte de los eventos y fenómenos meteorológicos y es donde se desarrolla plenamente la vida y las actividades humanas. Su límite superior se llama Tropopausa y se determina a partir del punto donde la temperatura es constante a medida que se incrementa la altura.

Estratósfera: del latín "stratus" que quiere decir 'capa, estrato', o también denomina- da Estratósfera inferior, es la parte de la atmósfera que se sitúa entre los 12 y 50 kilómetros de altura, desde la Tropopausa hasta la parte inferior de la Mesosfera, respectivamente. En este caso, la mezcla vertical y horizontal es muy reducida debido a que la temperatura es estable (capa isotérmica), por lo que se forman estratos o capas de aire que persisten durante largos períodos de tiempo sin UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 40 alteraciones apreciables (capa transparente).

Su límite superior se llama Estratopausa y se establece a partir del momento en el que se produce una inversión térmica. Mesósfera: del griego "mesos" que significa 'medio, mitad o esfera del medio', o también denominada Estratósfera superior, es la parte de la atmósfera comprendida entre los 50 y 80 kilómetros de altura, desde la Estratopausa hasta la parte inferior de la Termosfera, respectivamente. En general, se destaca que la presión atmosférica es considerablemente baja (1 hPa en promedio) y, en conjunto con las anteriores, concentran el 99,9% de la masa total de la atmósfera.

En este caso, la temperatura decrece con la altura debido a la baja densidad del aire en esta zona y, por lo tanto, los movimientos verticales no están inhibidos. Su límite superior se llama Mesopausa y representa el punto donde la temperatura sufre nuevamente una inversión térmica. Termósfera: del griego "thermos" que quiere decir 'cálido, caliente o esfera cálida', esta capa comienza desde la Mesopausa y tiene un límite superior que es difuso (algunos autores consideran que llega hasta donde se encuentra la última molécula que forma parte de la atmósfera hasta llegar al espacio interplanetario).

Sus principales características son, por un lado, el incremento considerable de la temperatura (de allí su nombre) y, por otro lado, la presencia de la ionización (coincide con la Ionósfera). Es en esta parte donde se producen las auroras, como resultado de la colisión entre las moléculas de la atmósfera y las provenientes de los rayos solares, por lo que es considerada como el estrato que depende de la actividad solar. La densidad del aire es extremadamente baja. Para ampliar podés leer lo siguiente: La atmósfera: capas de la atmósfera, contaminación atmosférica…

https://www.astromia.com/tierraluna/atmosfera.htm Artículos varios sobre atmósfera: https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/atmosfera/ Podes complementar los temas con los siguientes documentos del aula virtual: CONSTANTINO, Carlos (1951): Meteorología descriptiva. CAP. 1 ZÚÑIGA LÓPEZ, Ignacio y CRESPO DEL ARCO, Emilia (2015): Meteorología y Climatología. CAP 2. STRAHLER, A. y STRAHLER, Alan. (1994): Geografía Física. CAP 3. Podes consultar el siguiente video: La atmosfera (capas): https://youtu.be/JZEb-cdUhzc UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof.

SNAIDER Patricia 41 Estas capas son de gran importancia para la Meteorología, pues su objeto de estudio está centrado en la atmósfera y sus propiedades. Sin embargo, para la Climatología y la Geografía, la capa de mayor interés es aquella que se desarrolla por encima de la superficie hasta los 11 o 12 kilómetros de altura aproximadamente porque es donde se producen la mayor cantidad de fenómenos meteorológicos que influyen sobre la superficie terrestre, es decir, la Troposfera. Ahora bien, se comprobó mediante observaciones efectuadas por sondeos aerológicos, que el límite superior de dicha capa, es decir la Tropopausa, no se encuentra a la misma altura para distintas latitudes.

En efecto, al realizar distintos sondeos aerológicos, para todos los casos se observa que a medida que se asciende en altura la temperatura disminuye, en promedio, 0,6°C por cada 100 metros o 1°C cada 180 metros. A esta relación temperatura-altitud se denomina Gradiente Térmico Vertical (GTV) y se da en la Tropósfera hasta cierta altura, donde posteriormente la temperatura se mantiene constante a medida que se sigue ascendiendo y, como se había mencionado, representa la Tropopausa o límite superior de la Tropósfera. Por lo tanto, se puede determinar que la altura en la cual cesa o se mantiene constante el Gradiente Térmico Vertical varía en función de la latitud.

Por ejemplo, para latitudes características, el gradiente se comportará de la siguiente manera: En el Ecuador (0°), partiendo de una temperatura superficial de 25°/26°C, el gradiente cesa a los 17 kilómetros de altura, alcanzando una temperatura de -85°C. En latitudes medias (45°), partiendo de una temperatura superficial de 10°C, el gradiente cesa a los 11 kilómetros, alcanzando una temperatura de -51°C. En los Polos (90°), partiendo de una temperatura superficial de -25°C, el gradiente cesa a los 6 kilómetros, alcanzando una temperatura de -45°C. De estas mediciones se puede deducir lo siguiente: El espesor de la Troposfera varía en función de la latitud.

Esto se pude comprobar si se tiene en cuenta que en bajas latitudes hay mayor distancia entre la superficie y la Tropopausa (17 kilómetros), mientras que en latitudes polares hay menor distancia entre éstas (6 kilómetros). La Tropopausa polar es menos fría que la Tropopausa ecuatorial. Según BYERS, esto es posible explicar de la siguiente manera: si se parte de una atmósfera fría y verticalmente isoterma, como el suelo adquiere rápidamente la radiación solar, el calor irradiado por la superficie se difunde hacia arriba.

La altura hasta donde llega el calentamiento del aire, depende de la potencia y frecuencia de las corrientes verticales UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 42 y de la irradiación, que transportan el calor en altura. En la zona ecuatorial las temperaturas son más elevadas, la irradiación terrestre es mayor y los movimientos convectivos de ascenso son constantes, por lo tanto, la Tropopausa se encuentra más elevada.

Por el contrario, en las zonas polares el calentamiento de la superficie es mínimo, la irradiación y la convección son escasas, y desde el punto de vista de la circulación atmosférica hay subsidencia del aire, por lo tanto, la troposfera tiene menor altura. La altura de la Tropopausa depende de la estación del año. Debido a las mismas causas explicadas por BYERS, la tropopausa se encuentra a mayor altura durante el verano que en el invierno.

En conclusión, la altura donde cesa el Gradiente Térmico Vertical, representaría la altura máxima del calentamiento del aire por el suelo, con lo que la Tropopausa marca la altura donde se termina la influencia de la irradiación y de los movimientos verticales convectivos. Por otra parte, si tenemos en cuenta la estructura vertical de la atmósfera y la variación de la temperatura con la altura, es posible establecer distintos niveles de absorción de radiación si se parte de la idea de un haz de radiación solar que penetra la atmósfera hasta la superficie terrestre: UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura. Prof.

BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 43 Primer nivel de absorción: a los 800 kilómetros, en un nivel superior, los primeros gases que intercepta el haz son capaces de absorber una gran cantidad de radiación y, por consiguiente, aumentar la temperatura de la zona conformando el primer nivel de absorción. Segundo nivel de absorción: entre los 15 y 55 kilómetros, en un nivel medio, se encuentra la capa denominada Ozonósfera. A esta altura hay Oxígeno molecular (O2) que los rayos ultravioletas disocian, quedando sueltos moléculas de Oxigeno (O1) que se unen al O2 y dan origen al Ozono (O3).

Cuando la radiación solar es muy intensa, se forma mayor cantidad de ozono y, como éste absorbe la radiación ultravioleta, la Ozonósfera incrementa notablemente la temperatura de la zona (de allí que también se la denomina como capa cálida). Su importancia climática consiste en que regula el paso de la radiación solar, razón por la cual ésta presenta un valor relativamente constante. Tercer nivel de absorción: entre la superficie terrestre y los 12 kilómetros, en un nivel inferior, se sitúa la capa denominada Tropósfera.

En ella existen varios gases y elementos que retienen o absorben la radiación como, por ejemplo, el vapor de agua, el dióxido de carbono, las gotas de nube, partículas sólidas, etc. Por esto, su temperatura de dicha capa aumenta continuamente hasta llegar al suelo.

Podés consultar las siguientes animaciones del planeta y observar el comportamiento de distintos elementos: Mapas climáticos: http://climatemaps.romgens.com/ Earth Windmap: https://earth.nullschool.net/#2019/11/13/0300Z/particulates/surface/level/overlay=duexttau /orthographic=108.23,30.96,547/loc=113.873,33.201 Video de la NASA sobre la contaminación del aire en China y su repercusión en el clima mundial: https://www.facebook.com/onearth.org/videos/10153613217993712/?v=10153613217993 712 Meteoearth: http://www.meteoearth.com/#/,-62.31,- 23.72,2.50,0,1,1,0,0,0,time=1586873371 Windy.com: https://www.windy.com/?-27.451,-58.986,5 UNNE – Facultad de Humanidades - Departamento de Geografía Cátedra: Climatología Tema: El calor y la temperatura.

Prof. BLANCO Pedro y Prof. SNAIDER Patricia 44 Podes complementar los temas con los siguientes documentos del aula virtual: CONSTANTINO, Carlos (1951): Meteorología descriptiva. CAP. 1 ZÚÑIGA LÓPEZ, Ignacio y CRESPO DEL ARCO, Emilia (2015): Meteorología y Climatología. CAP 1 y 2. BARRY, R. y CHORLEY, R (1984): Atmósfera, tiempo y clima. CAP 1.

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