Estructura y dinámica de la atmósfera y la hidrosfera
Cuando se viene una sudestada, el viento sopla desde el Río de la Plata, el agua sube por las costas de Buenos Aires y el Riachuelo se desborda. Parece solo "mal tiempo", pero detrás hay dos fluidos en movimiento, el aire y el agua, que se empujan entre sí y reparten calor, humedad y también contaminantes. Para entender cómo se mueve un contaminante hay que entender primero cómo se mueven esos dos fluidos.
Composición y capas de la atmósfera
Quien sube al Aconcagua nota que falta el aire y que hace cada vez más frío. En cambio, un avión que vuela a más de 10 km va en un aire todavía más gélido, pero sin nubes ni turbulencias. ¿Cómo cambian la composición y la temperatura del aire a medida que nos alejamos del suelo?
La atmósfera es una mezcla de gases, partículas sólidas y gotitas de líquido que rodea la Tierra. El aire seco está formado por:
Además hay gases traza, en cantidades mínimas pero decisivos: el dióxido de carbono (CO₂), el metano, el ozono y el vapor de agua (que varía según el lugar y el momento). También hay partículas (polvo, sal marina, cenizas, hollín) y moléculas contaminantes que vas a ver en el apartado de contaminación.
Citá los tres gases mayoritarios del aire seco y su proporción aproximada, y nombrá dos gases traza de gran importancia climática.
Citá los tres gases mayoritarios del aire seco y su proporción aproximada, y nombrá dos gases traza de gran importancia climática.
Ordená las capas de la atmósfera desde la superficie terrestre y señalá en cuál ocurre el tiempo meteorológico y en cuál se concentra la capa de ozono.
Ordená las capas de la atmósfera desde la superficie terrestre y señalá en cuál ocurre el tiempo meteorológico y en cuál se concentra la capa de ozono.
Qué hace la atmósfera por nosotros
Imaginá la Tierra sin atmósfera: de día quemaría y de noche se congelaría, como la Luna. La atmósfera brinda servicios que hacen posible la vida. Alcanza con reconocer los principales:
-
Filtra la radiación ultravioleta más dañina (capa de ozono).
-
Regula la temperatura: el efecto invernadero natural (vapor de agua, CO₂, metano) retiene parte del calor y evita las grandes oscilaciones.
-
Aporta gases vitales: oxígeno para respirar, CO₂ para la fotosíntesis, nitrógeno que las bacterias incorporan al suelo.
-
Mueve el agua del ciclo hidrológico: el vapor se transporta, condensa y vuelve como lluvia.
-
Protege de gran parte de los meteoritos, que se desintegran al rozar el aire.
Dos palabras que se confunden: el tiempo atmosférico es el estado de la atmósfera en un momento y lugar (hoy 28 °C, cielo cubierto y chaparrones en Rosario). El clima es el comportamiento promedio durante muchos años (décadas) y se describe con medias y patrones, como los veranos cálidos y lluviosos de la región pampeana.
¿Por qué la atmósfera es imprescindible para la vida? Citá al menos tres funciones que cumple.
¿Por qué la atmósfera es imprescindible para la vida? Citá al menos tres funciones que cumple.
¿Qué diferencia hay entre tiempo atmosférico y clima? Poné un ejemplo de dato meteorológico y otro de dato climático.
¿Qué diferencia hay entre tiempo atmosférico y clima? Poné un ejemplo de dato meteorológico y otro de dato climático.
Presión, humedad y gradiente térmico
El aire pesa: una columna de aire que va del suelo al límite de la atmósfera ejerce una fuerza sobre cada superficie. Esa fuerza por unidad de área es la presión atmosférica, que se mide con un barómetro, en hectopascales (hPa). Al nivel del mar ronda los 1.013 hPa.
El aire también contiene vapor de agua. Cuánto puede contener depende de la temperatura: el aire cálido admite más vapor que el frío.
Por eso, en una noche despejada el suelo se enfría y, si baja hasta el punto de rocío, aparece el rocío o la niebla en la madrugada.
¿Qué es la presión atmosférica y cómo varía con la altitud? ¿Por qué cuesta más respirar en la cima de un cuatromil?
¿Qué es la presión atmosférica y cómo varía con la altitud? ¿Por qué cuesta más respirar en la cima de un cuatromil?
¿Qué es la humedad relativa del aire y qué ocurre cuando alcanza el $100\ \%$? ¿Cómo se llama la temperatura a la que eso sucede?
¿Qué es la humedad relativa del aire y qué ocurre cuando alcanza el $100\ \%$? ¿Cómo se llama la temperatura a la que eso sucede?
El gradiente térmico vertical
Podés probarlo moviendo la temperatura de la costa y viendo cómo cae con la altura (en km):
El gradiente térmico vertical medio de la troposfera es de unos $6,5\ \text{°C}$ por cada $1\,000\ \text{m}$. Si en la costa, a nivel del mar, la temperatura es de…
El gradiente térmico vertical medio de la troposfera es de unos $6,5\ \text{°C}$ por cada $1\,000\ \text{m}$. Si en la costa, a nivel del mar, la temperatura es de $24\ \text{°C}$, estimá la temperatura a $2\,500\ \text{m}$ de altitud y explicá qué proceso físico lo causa.
Viento, brisas y transporte de contaminantes
El aire se calienta de manera desigual: donde se calienta, se dilata y asciende (zona de baja presión); donde se enfría, desciende (alta presión). El viento es el aire que se mueve de las altas hacia las bajas presiones. Cuanto mayor es la diferencia de presión entre dos lugares, más fuerte sopla.
Un ejemplo cotidiano en las costas son las brisas, causadas porque la tierra se calienta y se enfría más rápido que el agua:
-
De día la tierra se calienta más que el mar: el aire sobre la tierra sube (baja presión) y el aire fresco del mar lo reemplaza. Es la brisa marina.
-
De noche la tierra se enfría más rápido que el agua: ahora el aire sobre el mar es el más cálido y sube. El viento sopla de la tierra hacia el mar: brisa terrestre.
Para medir el tiempo se usan instrumentos sencillos. El pluviómetro mide la lluvia caída, en milímetros (1 mm equivale a 1 litro por metro cuadrado). El anemómetro mide la velocidad del viento, en km/h o m/s.
El viento transporta lo que hay en el aire
Los contaminantes del aire no se quedan donde se emiten: el humo de una chimenea o de un basural se desplaza con el viento. Cuanto más fuerte sopla, más se dispersa y se diluye; con aire quieto, se acumula. El viento también lo lleva lejos: partículas y gases pueden afectar a barrios o ciudades distintos de los que los emitieron. Además, el aire cargado de vapor, la lluvia y los ríos conectan atmósfera e hidrosfera: los gases pueden disolverse en las gotas y caer con la lluvia, y el agua que se evapora vuelve a caer en otro lugar. En el apartado de contaminación vas a ver qué sustancias se transportan y cómo se transforman.
¿Qué son las brisas marinas y las brisas terrestres? Explicá en qué momento del día sopla cada una y por qué.
¿Qué son las brisas marinas y las brisas terrestres? Explicá en qué momento del día sopla cada una y por qué.
¿Qué mide un pluviómetro y qué mide un anemómetro? ¿En qué unidades se expresa cada medida?
¿Qué mide un pluviómetro y qué mide un anemómetro? ¿En qué unidades se expresa cada medida?
Circulación general y sistemas de presión
El Ecuador recibe más energía solar que los polos. Ese desequilibrio mueve el aire a escala planetaria. Además, la rotación de la Tierra desvía los vientos: es el efecto Coriolis, que los desvía hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur.
En cada hemisferio hay tres células:
-
Hadley (0°-30°): el aire sube en el Ecuador (bajas presiones, lluvias) y baja a unos 30° (altas presiones subtropicales, zonas secas). En superficie soplan los alisios.
-
Ferrel (30°-60°): vientos del oeste (ponientes).
-
Polar (60°-90°): el aire frío baja en el polo y sopla hacia el ecuador (levantes polares). A unos 60° se encuentran el aire polar y el templado: es el frente polar, zona de bajas presiones y tormentas.
Sobre ese esquema se forman los sistemas de presión que ves en los mapas del tiempo:
En el hemisferio norte, los ciclones giran en sentido antihorario y los anticiclones, horario. Explicá la circulación de cada sistema y el tipo de tiempo que traen…
En el hemisferio norte, los ciclones giran en sentido antihorario y los anticiclones, horario. Explicá la circulación de cada sistema y el tipo de tiempo que traen consigo a la península ibérica.
Frentes
Una masa de aire es un gran volumen de aire con temperatura y humedad parecidas. Al frente llamamos a la franja donde dos masas de aire distintas se encuentran: no se mezclan fácilmente, una se mete sobre o debajo de la otra.
Compará un frente frío y un frente cálido: qué masa de aire avanza en cada uno, qué nubes genera y qué tipo de precipitación (intensa y breve frente a suave y…
Compará un frente frío y un frente cálido: qué masa de aire avanza en cada uno, qué nubes genera y qué tipo de precipitación (intensa y breve frente a suave y persistente) asocia.
Dinámica oceánica
Los océanos acumulan y reparten calor. Las corrientes se dividen en dos tipos:
Vale lo mismo para las costas bonaerense y patagónica: además de la latitud y los vientos, cuenta la corriente que baña cada costa.
La costa de Galicia es húmeda y la de Marruecos, mucho más seca. Relacioná esas diferencias con la latitud, las corrientes marinas, los vientos dominantes y la…
La costa de Galicia es húmeda y la de Marruecos, mucho más seca. Relacioná esas diferencias con la latitud, las corrientes marinas, los vientos dominantes y la orientación de cada costa.
Volvé al principio: en una sudestada el viento del sudeste empuja el agua del Río de la Plata contra la costa mientras una zona de baja presión trae lluvias, y ambos fluidos, aire y agua, se combinan para desbordar el Riachuelo. Lo mismo vale para los contaminantes: el viento los lleva y la lluvia y los ríos los redistribuyen.