TEMA 8 DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS

• ¿Cuáles son las capas fluidas de la Tierra? • Constituyen la máquina climática del planeta, y tienen múltiples interacciones entre ellas, por ejemplo los huracanes.

8.1. INTRODUCCIÓN • Capas fluidas: atmósfera e hidrosfera. Ambas están compuestas por fluidos, aire y agua. • Son los dos subsistemas más relevantes para el funcionamiento del sistema climático. • Máquina climática. Funciona a partir de la energía solar.

• Ciclo del agua.

• Efecto mariposa. Sistema caótico. Su comportamiento no se debe al azar sino que es determinista.

Funcionamiento de la máquina climática. • El estudio de la máquina climática se hace mediante modelos debido a su gran complejidad. • Su funcionamiento se basa, en esencia, en el gradiente entre dos puntos.

• Los gradientes (de presión, temperatura, humedad o densidad) que se generan entre dos puntos en la atmósfera o en la hidrosfera, producen un movimiento de circulación del fluido que tiende a amortiguar las diferencias entre ambos puntos.

• El transporte, según el caso, lo realiza el viento o las corrientes oceánicas. • Cuanto mayor es el gradiente… • La atmósfera y la hidrosfera se comportan de manera diferente debido a que tienen distinta densidad, compresibilidad, movilidad y capacidad de almacenar y conducir calor.

– Movimientos verticales. Gradiente vertical. En ambos fluidos dependen de la temperatura. También afecta a su densidad (más densos cuanta menor temperatura tengan). • Tienen distinta capacidad de conducir calor. – Aire. Mal conductor. Formación del gradiente. El aire se calienta por debajo, por el calor irradiado desde la superficie. – Agua. Mejor conductora.

• Movimientos horizontales. El gradiente térmico horizontal se genera por la desigual insolación de la superficie terrestre. Los vientos y las corrientes amortiguan las diferencias térmicas.

8.2.COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA – Atmósfera primitiva – Composición atmósfera actual.

8.3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA • El Sol emita partículas (protones y electrones) y radiaciones electromagnéticas. • Las partículas son desviadas por el campo magnético terrestre, y sólo las radiaciones situadas en el centro del espectro (la mayoría de luz visible) consiguen atravesar la atmósfera.

• Estas radiaciones son las que hacen circular las masas fluidas por todo el planeta. • Radiaciones onda corta (rayos gamma, rayos X y UV de menor longitud de onda) tienen gran energía y son filtradas por las capas altas de la atmósfera.

– Troposfera. En ella se concentran el 80% de los gases atmósféricos (N2, O2 y CO2) que posibilitan la vida. • • • •

Presión atmosférica. Gradiente vertical de temperatura (GVT). Efecto invernadero. Capa del clima.

– Estratosfera. • Movimientos horizontales. • Capa de ozono.

• Capa de ozono. – Es una molécula que existe en toda la atmósfera, incluida la troposfera, en la que constituye un contaminante, – La mayor parte del ozono está concentrado en la estratosfera. – Esta capa tiene un espesor máximo en el ecuador y mínimo en los polos y circula horizontalmente en la estratosfera. – Rayos UV.

– Mesosfera. • Estrellas fugaces. Inflamación de meteoritos.

– Ionosfera o termosfera. • Temperatura asciende hasta unos 1000ºC • Auroras boreales. Rozamiento de electrones que llegan del sol contra las moléculas de esta capa.

– Exosfera.

• Función reguladora de la atmósfera. – La cantidad de radiación que incide sobre la Tierra (balance de radiación solar) depende de la radiación incidente, de la estructura física y de la composición química de la atmósfera. – Esto hace de la Tierra un lugar apto para la vida.

8.4. DINÁMICA ATMOSFÉRICA • Los movimientos verticales de la troposfera o movimientos de convección se deben a: – Convección térmica. Corrientes térmicas. – Convección por humedad. Cuanto más cantidad de vapor de agua, menos denso es el aire. • Humedad absoluta. • Humedad relativa

• Nubes: se producen por la condensación del vapor de agua que se produce al llegar a la altura del nivel de condensación. • Núcleos de condensación.

• Movimientos verticales debidos a la presión atmosférica. – Barómetro. – La presión en un punto determinado no siempre es la misma, depende de la humedad y la temperatura del aire. – Isobaras, líneas que unen los puntos geográficos de igual presión. – Anticiclones. Alta presión. – Borrascas. Baja presión. » ¿Cómo se producen?

¾ A. Gradientes verticales. • Diferencia de la temperatura entre dos puntos situados a una diferencia de altitud de 100m. – Gradiente vertical de temperatura (GVT)

Inversión térmica. La temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir.

– Gradiente adiabático seco (GAS)

– Gradiente adiabático saturado o húmedo (GAH)

• Durante los ascensos disminuye la presión atmosférica. • ¿qué ocurre con el volumen? • ¿y con la temperatura? • Por lo tanto ¿qué ocurre en los descensos?

¾ B. Condiciones de estabilidad e inestabilidad atmosféricas. • Condiciones de inestabilidad. Al existir movimientos verticales, se forma una borrasca en superficie, lo que produce un viento que va del exterior al interior. • Puede ocurrir que llueva, si se da el caso en el que la masa de aire ascendente contenga suficiente cantidad de vapor de agua y se condensa.

• Condiciones de estabilidad o subsidencia. Descenso hacia la superficie de una masa de aire frío. • Los vientos parten desde el centro hacia fuera, impidiendo la entrada de precipitaciones. Tiempo seco y sin lluvia.

8.5. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL • La irradiación solar es mucho mayor en el Ecuador que en los polos. • ¿Qué facilita que no haya tanta diferencia de temperatura? • ¿Qué lo dificulta?

¾ A. Dinámica atmosférica. – La circulación horizontal se hace por el viento. – El viento es divergente en los anticiclones y convergente en las borrascas. – Trayectoria del viento no suele ser rectilínea.

• El efecto de Coriolis. – Es consecuencia del movimiento de rotación terrestre y de su giro en sentido antihorario. – Es máxima en los polos y nula en el ecuador. – Tamaño de los paralelos (circunferencia) es diferente, pero todos dan una vuelta completa en cada rotación.

• Circulación general de la atmósfera. – Borrascas ecuatoriales. – Anticiclones polares.

• La fuerza de Coriolis provoca que el transporte se lleve a cabo mediante tres tipos de células: – Célula de Hadley. • Anticiclones subtropicales. (Anticiclón de las Azores) • Desiertos • Zona de convergencia intertropical (ZCIT)

– Célula polar – Célula de Ferrel

¾B. Dinámica de la hidrosfera. • Los océanos son los que más influyen en el clima terrestre. • 97,3% de la hidrosfera. • Tres cuartas partes de la superficie terrestre. • Gran poder calorífico. • Corrientes transportan el calor de un modo más eficaz que la atmósfera.

• La hidrosfera como regulador térmico. – Tiene un elevado calor específico, los océanos se calientan y enfrían más lentamente que los continentes. – ¿Cómo es la amplitud térmica de las zonas de costa comparadas con las del interior?

• Corrientes oceánicas: mecanismo de transporte de calor más eficaz que el atmosférico.

– Corrientes superficiales. Condicionadas por el giro del viento en torno a los anticiclones – Corrientes profundas. Originadas por las diferencias en la densidad del agua.

• El océano global. Mares y océanos. – Cinta transportadora oceánica. (regulación de la cantidad de CO2).

– El fenómeno de El Niño. • Se debe a un excesivo calentamientos superficial de las aguas del Pacífico en las costas de Perú. • Ocurre cada 3-5 años. • Alcanza sus máximos en navidad (de ahí el nombre por el niño Jesús).