LA PARTE GASEOSA DE LA TIERRA

1. LA PARTE GASEOSA DE LA TIERRA TEMA 5

2. ¿QUE ES LA ATMOSFERA TERRESTRE? • Es la parte gaseosa de la Tierra. • Es la capa mas externa de la Tierra. • Esta formada por una mezcla de gases. • Es la capa menos densa de la Tierra. • Es una capa que se encuentra en continuo movimiento. • Sin la atmósfera sería imposible la vida en la Tierra (radiación solar, meteoritos, etc.)

3. EL ORIGEN DE LA ATMOSFERA TERRESTRE • Etapa prebiótica: (atmósfera primitiva) • Se formó a partir de los gases que emanaba de las erupciones volcánicas. • Principales compuestos: N2, CO2, vapor de agua, ácidos. • No contenía oxigeno • Etapa biológica: (atmósfera actual) • Se originó a partir del proceso fotosintético que realizaban ciertos organismos (plantas, algas, bacterias,...) • Durante la fotosíntesis el organismo consumen CO2 y desprende O2 • Composición: N2 (78%), O2 (21%), otros gases (1%).

4. COMPOSICION DE LA ATMOSFERA • La atmósfera esta formada por una mezcla homogénea de gases (=aire): • Nitrógeno (78%): • Es el gas mayoritario del aire. • No interviene en los procesos químicos relacionados con la respiración de los seres vivos. (aunque forma parte de la composición de los seres vivos). • No interviene en los procesos meteorológicos. • Oxigeno (21%): • Proviene de la actividad de la actividad de los organismos fotosintéticos. • Es imprescindible para la respiración de los seres vivos. • Dióxido de carbono (0,05%): • Se produce en la respiración de las plantas y los animales, así como en la combustión de determinadas sustancias. • La actividad humana influye en su proporción en la atmósfera. • Es imprescindible para que las plantas puedan realizar la fotosíntesis. • Vapor de agua (1%): • Su proporción en la atmósfera depende de la temperatura y de las condiciones meteorológicas (es muy variable). • Procede principalmente de la evaporación de las aguas marinas y continentales. • Ozono (<0,0001%): • Es un gas venenoso. • Se produce por la acción de los rayos UV del sol o las descargas eléctricas de las tormentas sobre el oxigeno del aire. • La cantidad de ozono es muy pequeña y esta concentrada en una capa de la atmósfera situada a 25 Km de altura (ozonosfera). • Nos protege de los rayos dañinos del Sol. • Otros gases (<0,0001%): Argón, Neón, Helio, Hidrogeno

5. ESTRUCTURA DE LA ATMOSFERA (I) • TROPOSFERA: • Es la capa atmosférica que está en contacto con la superficie terrestre. • Tiene un espesor medio de 12 Km, aunque es mas gruesa en el ecuador y mas estrecha en los polos (debido al movimiento de rotación de la Tierra) • Su temperatura disminuye con la altitud. • En la troposfera suceden todos los fenómenos meteorológico (son los responsables de los cambios meteorológicos). • Concentra la mayoría de los gases que compone la atmósfera. • Tropopausa: límite entre la troposfera y la estratosfera • ESTRATOSFERA: • Su nombre obedece a que está dispuesta en capas más o menos horizontales (=estratos). • Se extiende desde la troposfera hasta una altura de 50 km. • La temperatura aumenta con la altitud (puede alcanzar más de 80ºC). • En la estratosfera se encuentra la capa de ozono (=ozonosfera) que protege a los seres vivos de las radiaciones dañinas del Sol. • Estratopausa: limite entre la estratosfera y la mesosfera.

6. ESTRUCTURA DE LA ATMOSFERA (II) • MESOSFERA: • Es la capa más fría de la atmósfera. • Se extiende desde la estratosfera hasta una altura de 90 km. • Mesopausa: limite entre la mesosfera y la ionosfera. • TERMOSFERA(=IONOSFERA): • Se extiende desde la mesosfera hasta una altura de 800 Km. • Su temperatura cambia con la actividad solar (si el sol está activo, las temperaturas pueden alcanzar más de 1.500° C). • En esta capa apenas hay gases (menos del 0,1% de gases). • En esta capa se reflejan las ondas de radio y televisión que son devueltas a la Tierra. • Termopausa: es el límite entre la termosfera y la exosfera. • EXOSFERA: • Es la capa más exterior de la atmósfera. • Se extiende desde la termosfera hasta unos 10.000 Km de altura. • En esta capa los átomos se escapan hacia el espacio exterior.

7. FUNCIONES DE LA ATMOSFERA (I) • REGULACION DE LA TEMPERATURA TERRESTRE: • Solo una parte de la energía que nos llega del Sol alcanza la superficie terrestre (50%), el resto es absorbida por los gases de la atmósfera o reflejada y devuelta al espacio exterior. • La energía que alcanza la superficie terrestre calienta el suelo que a su vez calienta las capas de aire que esta en contacto con él. • Efecto invernadero: el vapor de agua y el dióxido de carbono permiten el paso de las radiaciones procedentes del Sol (radiaciones de onda corta, muy energéticas), pero reflejan y devuelven a la superficie terrestre las radiaciones que proceden del suelo (radiaciones de onda larga, incapaces de atravesar la atmósfera). • Gracias al efecto invernadero que produce la atmósfera, la temperatura media de la Tierra es de unos 15ºC, sin que se produzca grandes contrastes térmicos (sin la atmósfera, la temperatura media de la Tierra sería de -20ºC; esta temperatura es incompatible con la vida). • El calentamiento de la superficie terrestre no se produce de igual manera en todos sus puntos, sino que varia con la latitud (es mayor en el ecuador que en los polos). • La temperatura depende de la inclinación con que los rayos solares llegan a la Tierra (no de la distancia al Sol). • Actualmente se esta produciendo un incremento del efecto invernadero sobre el planeta debido a: • Liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera por combustión de derivados del petróleo y del carbón. • Destrucción de enormes superficies de bosques (que no puede consumir el exceso de dióxido de carbón) • Este incremento del efecto invernadero es el responsable de la elevación de la temperatura global del planeta que puede tener graves consecuencias (ascenso del nivel del mar, inundación de zonas costeras, contaminación del agua dulce por agua marina, cambio climático, desarrollo de nuevas plagas, propagación de enfermedades tropicales, desaparición de especies,…)

8. FUNCIONES DE LA ATMOSFERA (II) • FILTRO DE LAS RADIACIONES SOLARES DAÑINAS: • Las radiaciones solares nocivas (Ej. UV-B, gamma, etc.) son absorbidas casi en un 90% por la capa de ozono de la estratosfera. • Las radiaciones solares dañinas induce la aparición de mutaciones en los seres vivos (cáncer). • Sin ese filtro, la vida fuera de la protección del agua no sería posible. • Uno de los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono son los gases clorofluorocarbonados (CFC), que transforman el ozono en oxigeno. • ESCUDO PROTECTOR: • La atmósfera es un escudo protector contra los impactos de pequeños objetos espaciales al colisionar a altísima velocidad con la superficie del planeta. • La fuerza de fricción de la atmósfera hace que la velocidad de estos objetos se reduzca de forma considerable o que incluso se desintegren (estrellas fugaces). • CICLOS BIOGEOQUIMICOS: • La atmósfera contiene gases fundamentales para procesos vitales (respiración, fotosíntesis). • Ciclos de nitrógeno y del carbono.

9. LA PRESION ATMOSFERICA • PRESION ATMOSFERICA: es el peso que la atmósfera ejerce sobre la superficie terrestre (aprox. 5.500 billones de toneladas). • El aire es materia y toda la materia tiene masa y, por consiguiente, pesa. • La presión atmosférica actúa en todos los sentidos y direcciones. • La unidad de medida de la presión atmosférica en el S.I. es la atmósfera (atm). • Otra unidad de medida habitual es el milibar (mb). 1 atm = 1013 mb • La presión atmosférica se mide con un instrumento denominado barómetro (no confundir con los manómetros que sirven para medir la presión de un fluido contenido en un recipiente cerrado). • La presión atmosférica disminuye con la altitud, ya que la cantidad de moléculas de aire es menor y se encuentran mucho más dispersas con la altura (mas de la mitad de las moléculas de aire se concentran en los primeros 5 km de la atmósfera). • La presión atmosférica varia con la temperatura: • Cuando aumenta la temperatura las moléculas de aire ascienden, dejando tras de sí una zona de baja presión (ciclón o borrasca) • Cuando disminuye la temperatura, el aire se hace más denso y pesado, por lo que desciende causando la compresión del aire situadas bajo él, creándose una zona de alta presión (anticiclón) • Las variaciones de presión atmosférica ocasiona la aparición de los vientos (ya que la atmósfera tiende a igualar las presiones provocando el desplazamiento del aire). • El aire siempre se desplaza desde las zonas de altas presiones hasta las zonas de bajas presiones.

10. LA HUMEDAD ATMOSFERICA • HUMEDAD ATMOSFERICA: es la cantidad de vapor de agua que contiene una masa de aire. • El aire atmosférico no esta completamente seco (sino que esta provisto de una cierta cantidad de vapor de agua). • La cantidad de vapor de agua en el aire varia de un lugar a otro y de un momento a otro. • La cantidad de vapor de agua en el aire depende de la temperatura (el aire caliente puede contener mas vapor de agua que el aire frío). • Cuando el aire no puede contener mas vapor de agua, se dice que está saturado (punto de saturación= es el valor máximo de vapor de agua que puede contener un volumen de aire sin que se produzca condensación; varia con la temperatura). • Tipos de medidas de la humedad atmosférica: • Humedad absoluta: es la cantidad (en gramos) de vapor de agua que contiene 1 metro cúbico (1000 litros) de aire en un momento determinado. (esta información no es muy útil, ya que deberíamos saber el punto de saturación a esa temperatura). • Humedad relativa: es la relación (en %) entre la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire y la que podría contener si ese mismo volumen de aire estuviera saturado de vapor de agua.

11. FENOMENOS ATMOSFERICOS(relacionados con los vientos) • Huracanes: • Son violentas tormentas tropicales. • Se originan en los océanos: (Atlántico → huracán; Pacifico → tifón; Indico → ciclón tropical). • Esta formado por una zona central (ojo del huracán) en torno al cual las nubes y los vientos giran a gran velocidad. • Son muy destructivos • Torbellinos: • Se da en zonas secas y abiertas. • El aire calienta asciende girando en espiral y arrastrando partículas de arena y polvo. • La fuerza destructora es muy pequeña y dura muy poco tiempo. • Tornados: • Se producen en grandes nubes de tormentas. • La fuerza destructora es enorme, ya que producen vientos de hasta 480 Km/h. • Son característicos de América del Norte, aunque también pueden producirse en zonas templadas de Europa.

12. FENOMENOS ATMOSFERICOS(relacionados con la condensación del vapor de agua) • El vapor del agua se condensa cuando: • Disminuye la temperatura del aire. • Se sobrepasa el punto de saturación de vapor de agua en el aire. • Nubes: • Se forman cuando el aire cargado de vapor de agua asciende y se enfría. • Las nubes no están compuestas de vapor de agua (esta formada por gotas de agua liquida microscópicas o agua sólida en forma de diminutos cristales de hielo). • Las nubes se originan a partir de un núcleo de condensación que son minúsculas partículas de polvo que se encuentran flotando en el aire. • Tipos de nubes: • Cúmulos: nubes de desarrollo vertical (aspecto algodonoso). • Estratos: nubes estratificadas (en baja altitud forman las nieblas) • Nimbos: nubes capaces de formar precipitaciones. • Cirros: nubes de cristales de hielo (aspecto de bandas delgadas) • Niebla: • Son nubes que se forman a ras del suelo. • Se produce cuando el aire próximo a la saturación se enfría (sin alcanzar los 0ºC) al entrar en contacto con la superficie terrestre. • Rocío: • el vapor de agua del aire se condensa durante la noche formando pequeñas gotas de agua sobre el suelo o las plantas. • Se produce en noches despejadas y sin viento (disminuye la temperatura). • Escarcha: • Se produce cuando la temperatura del aire situado a ras de suelo desciende por debajo de los 0ºC. • Se produce en noches despejadas y muy frías.

13. FENOMENOS ATMOSFERICOS(relacionados con la precipitación) • Lluvia: • En el interior de las nubes se producen unas corrientes de aire ascendentes que evitan que las gotas de agua caigan al suelo. • Las gotitas de aguas chocan entre si y se unen, formando gotas mas grandes que tienen el peso suficiente para caer en forma de lluvia. • Las gotas de agua que salen de las nubes son mas grandes que las que llegan al suelo, ya que durante el camino se van evaporando. • Nieve: • Cuando la temperatura del interior de la nube alcanza los 0ºC, las gotas de agua se congelan y forman pequeñas partículas de hielo. • Granizo: • Se producen en nubes de tormentas. • Existen unas fuertes corrientes ascendentes en el interior de las nubes que dirigen las gotas de agua a la parte superior de las nubes donde se congelan formándose grande granos de hielo que caen cuando alcanzan un peso considerable.

14. CLIMA Y TIEMPO • CLIMA: es la sucesión de fenómenos atmosféricos que predominan en una región geográfica concreta y que se repiten anualmente (ej. El clima mediterráneo se caracteriza por veranos secos y calidos). • El clima depende de: • Latitud. • Altitud. • Distancia al mar (continentalidad) • Orientación del relieve. • Tipos de climas (en función de la temperatura y las precipitaciones): • Clima ecuatorial (ej. Amazonas, centro de África) • Clima tropical (ej. Caribe, Centro América). • Clima subtropical árido (ej. California, costa de Granada y Almería). • Clima subtropical húmedo (ej. Florida, Japón) • Clima desértico (ej. Sahara, centro de Australia). • Clima mediterráneo (ej. Italia, Sur de Australia). • Clima oceánico (ej. Reino Unido, Costa oeste de EEUU). • Clima Continental (ej. Alemania, Centro de Asia). • Clima polar (ej. Regiones árticas, Groenlandia). • TIEMPO: conjunto de fenómenos atmosféricos que ocurren en un momento preciso y en un lugar determinado.

15. APARATOS DE MEDIDA DE DATOS METEOROLOGICOS • TERMOMETRO: mide la temperatura atmosférica (se utiliza un termómetro de máxima y mínima). • BAROMETRO: mide la presión atmosférica. • PLUVIOMETRO: mide la cantidad de precipitación (agua o nieve) • HIGROMETRO: mide la humedad atmosférica (principalmente la humedad relativa) • VELETA: mide la dirección del viento. • ANEMOMETRO: mide la velocidad del viento.

16. CONTAMINACION DEL AIRE • Es debido a la presencia en la atmósfera de sustancias en una cantidad que implique molestias o riesgo para la salud de las personas y de los demás seres vivos. • Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión. • Principales gases contaminantes: • Monóxido de carbono: • Es uno de los productos de la combustión incompleta. • Es muy peligroso puesto que se fija en la hemoglobina de la sangre, impidiendo el transporte de oxígeno en el organismo. • Dióxido de carbono: • Se produce en todos los procesos de combustión. • Es el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra (efecto invernadero). • Monóxido de nitrógeno: • Se produce por la combustión de combustibles fósiles. • Se convierte en acido nítrico, uno de los responsables de la lluvia acida. • Dióxido de azufre: • Se produce en la combustión del carbón. • Se convierte en acido sulfúrico, uno de los responsables de la lluvia acida. • Metano: • Es un gas que se forma cuando la materia orgánica se descompone en condiciones en que hay escasez de oxígeno (ej. ciénagas, pantanos). • También se produce en el proceso de defecación de los animales herbívoros. • Es un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global del planeta. • Ozono: • Es un constituyente natural de la atmósfera, pero cuando su concentración es superior a la normal se considera como un gas contaminante.

17. VOCABULARY • ATMOSFERA: ATMOSPHERE • AIRE: AIR • OXIGENO: OXYGEN • NITROGENO: NITROGEN • VAPOR DE AGUA: WATER VAPOR • DIOXIDO DE CARBONO: CARBON DIOXIDE • OZONO: OZONE • FOTOSINTESIS: PHOTOSYNTHESIS • EFECTO INVERNADERO: GREENHOUSE EFFECT • COMBUSTIBLES FOSILES: FOSSIL FUELS • CAPA DE OZONO: OZONE LAYER • PRESION ATMOSFERICA: ATMOSPHERIC PRESSURE • ALTAS PRESIONES: HIGH PRESSURE • BAJAS PRESIONES: LOW PRESSURE • TORMENTA: STORM • VIENTOS: WINDS • HUMEDAD ABSOLUTA: ABSOLUTE HUMIDITY • HUMEDAD RELATIVA: RELATIVE HUMIDITY • HURACAN: HURRICANE • TIFON: TYPHOON • TORBELLINO: WHIRLWIND • TORNADO: TWISTER • NUBE: CLOUD • NIEBLA: FOG / MIST • ESCARCHA: FROST • LLUVIA: RAIN • NIEVE: SNOW • GRANIZO: HAIL • CLIMA: WEATHER • TERMOMETRO: THERMOMETER • VELETA: VANE / WEATHERCOCK • CONTAMINACION DEL AIRE: AIR POLLUTION