Un domingo de febrero viajas en guagua de Santiago de Cuba hacia la Sierra Maestra y subes hacia el Pico Turquino, el punto más alto del país, a 1.974 m. Notas que el aire se siente más fresco y que respirar cuesta un poco más. Estás atravesando una capa de gases que envuelve todo el planeta: la atmósfera. Sin ella, la Tierra sería un desierto abrasador de día y helado de noche.
El aire y su composición
Sientes el viento en la cara en el Malecón, ves cómo se infla la vela de un bote en la bahía de La Habana y notas la resistencia al empujar el émbolo de una jeringa tapada. ¿De qué está hecha esa mezcla invisible que llamamos aire?
Ese vapor de agua es el que forma las nubes: cuando el aire húmedo sube, se enfría y el vapor se condensa en gotitas diminutas.
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El aire está formado aproximadamente por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases (argón, dióxido de carbono, vapor de agua…). Ordena estos…
El aire está formado aproximadamente por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases (argón, dióxido de carbono, vapor de agua…). Ordena estos componentes de mayor a menor proporción y representa los datos con un gráfico de barras sencillo.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explica qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relaciónalo con la formación de nubes.
El vapor de agua es un componente variable del aire. Explica qué ocurre cuando una masa de aire húmedo asciende y se enfría, y relaciónalo con la formación de nubes.
Los meteoroides (fragmentos de roca y metal del espacio) entran en la atmósfera a gran velocidad. En la mesosfera chocan con las pocas moléculas de aire y las comprimen y rozan; por eso se calientan muchísimo y se desintegran como estrellas fugaces. El calor no viene de la temperatura del aire (−90 °C), sino de la velocidad del meteoroide. Sin esta capa, muchos llegarían a la corteza terrestre y causarían impactos y daños a los seres vivos.
Practica★☆☆Sin empezar
El esquema representa las capas de la atmósfera (no están dibujadas a escala). a) ¿Qué capa está señalada con «?»? b) ¿En qué capa se forman las nubes y se producen las…
El esquema representa las capas de la atmósfera (no están dibujadas a escala).
a) ¿Qué capa está señalada con «?»?
b) ¿En qué capa se forman las nubes y se producen las tormentas?
c) ¿Qué gas forma, en la capa señalada con «?», una zona que absorbe la radiación ultravioleta del Sol?
Un avión comercial vuela a unos 11 km de altura y la Estación Espacial Internacional orbita a unos 400 km. Indica en qué capa de la atmósfera se mueve cada uno.
Un avión comercial vuela a unos 11 km de altura y la Estación Espacial Internacional orbita a unos 400 km. Indica en qué capa de la atmósfera se mueve cada uno.
Un estudiante afirma que es absurdo que los meteoroides se desintegren en la mesosfera porque «a 80 km de altitud el aire está a −90 °C y es casi vacío, por lo que…
Un estudiante afirma que es absurdo que los meteoroides se desintegren en la mesosfera porque «a 80 km de altitud el aire está a −90 °C y es casi vacío, por lo que deberían quemarse mucho más abajo, en la troposfera, donde hay más aire y hace más calor». Rebate su razonamiento explicando la causa física del calentamiento de los meteoroides a esa altitud y predice qué consecuencias tendría para la corteza terrestre y para los seres vivos que la atmósfera careciese de mesosfera.
Más arriba el patrón cambia otra vez. En la mesosfera la temperatura vuelve a bajar con la altura, hasta unos $-90$ °C cerca de los 80 km: ya no hay ozono que caliente el aire. En la termosfera vuelve a subir mucho, porque el poco gas que hay absorbe la radiación más energética del Sol. Así, la temperatura baja (troposfera), sube (estratosfera), baja (mesosfera) y sube (termosfera). Cada cambio de tendencia marca el límite entre dos capas.
Esta inversión tiene otra consecuencia. En la estratosfera el aire más caliente (y más ligero) está arriba y el más frío abajo, así que el aire no sube ni se mezcla: es muy estable. Sin corrientes de convección verticales no se forman nubes de tormenta ni turbulencia. Por eso los aviones de larga distancia vuelan en el límite inferior de la estratosfera.
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En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relaciona ese cambio de tendencia con la absorción de radiación ultravioleta…
En la troposfera la temperatura desciende con la altitud, pero en la estratosfera aumenta. Relaciona ese cambio de tendencia con la absorción de radiación ultravioleta por la capa de ozono.
Un globo sonda registra estas temperaturas al ascender: 15 °C en superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indica qué capas de la atmósfera…
Un globo sonda registra estas temperaturas al ascender: 15 °C en superficie, −50 °C a 10 km de altura, 0 °C a 45 km y −80 °C a 70 km. Indica qué capas de la atmósfera atraviesa en cada tramo y explica el cambio de tendencia que se observa en los datos.
En la troposfera, el aire se mezcla con facilidad mediante corrientes de convección porque se enfría con la altura. En cambio, en la estratosfera la temperatura sube…
En la troposfera, el aire se mezcla con facilidad mediante corrientes de convección porque se enfría con la altura. En cambio, en la estratosfera la temperatura sube desde unos −56 °C a 15 km hasta casi 0 °C a 50 km. Justifica la causa física de este calentamiento con la altitud y predice qué consecuencias tiene esta inversión térmica sobre la estabilidad del aire y la formación de tormentas, explicando por qué los vuelos comerciales de larga distancia prefieren desplazarse en el límite inferior de esta capa.
En Santiago de Cuba, en la costa, hace calor casi todo el año, pero en lo alto del Pico Turquino refresca bastante. ¿Por qué cambia la temperatura de un lugar a otro?
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Al ascender por una montaña la temperatura desciende, aunque estemos más cerca del Sol. Explica a qué capa de la atmósfera corresponde ese descenso de temperatura y…
Al ascender por una montaña la temperatura desciende, aunque estemos más cerca del Sol. Explica a qué capa de la atmósfera corresponde ese descenso de temperatura y razona por qué la cima de una montaña alta está fría.
Cuando pegas una ventosa en un vidrio o tomas un refresco con un absorbente, parece actuar un tirón misterioso. ¿Qué fuerza empuja con tanta firmeza sobre todos los cuerpos de la superficie terrestre?
Practica★☆☆Sin empezar
Explica con tus palabras qué es la presión atmosférica y razona por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
Explica con tus palabras qué es la presión atmosférica y razona por qué es menor en la cima de una montaña que a nivel del mar.
En alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explica qué relación tiene ese hecho con la presión atmosférica y por qué los alpinistas…
En alta montaña, cada respiración aporta menos oxígeno que a nivel del mar. Explica qué relación tiene ese hecho con la presión atmosférica y por qué los alpinistas necesitan aclimatarse durante días antes de subir a una cumbre muy alta.
Un excursionista cierra herméticamente una botella de plástico flexible en la cumbre de una montaña a 3000 m de altitud. Al descender a la playa, observa que la botella…
Un excursionista cierra herméticamente una botella de plástico flexible en la cumbre de una montaña a 3000 m de altitud. Al descender a la playa, observa que la botella se ha deformado y está completamente aplastada. Justifica este suceso rebatiendo la idea de que «el aire no pesa» a partir del concepto de masa y columna de aire, y predice razonadamente qué le ocurriría a esa misma botella si se cerrara en la playa y se ascendiera de nuevo a la cumbre.
La presión no cambia solo con la altura: también varía de un lugar a otro de la superficie, y la temperatura es la causa. El aire frío es más denso (más pesado) y se hunde, así que ejerce más presión; el aire cálido es menos denso y sube, así que ejerce menos presión.
Por qué la atmósfera es imprescindible
Practica★☆☆Sin empezar
Cita dos funciones de la atmósfera que hacen posible la vida en la Tierra y explica brevemente una de ellas.
Cita dos funciones de la atmósfera que hacen posible la vida en la Tierra y explica brevemente una de ellas.
Los gases CFC, usados antiguamente en aerosoles y refrigeradores, destruían el ozono y fueron prohibidos por el Protocolo de Montreal. Explica qué riesgo suponía su uso…
Los gases CFC, usados antiguamente en aerosoles y refrigeradores, destruían el ozono y fueron prohibidos por el Protocolo de Montreal. Explica qué riesgo suponía su uso y por qué ese acuerdo se considera un éxito de la cooperación internacional.
Un carro cerrado al sol en la playa de Varadero se calienta mucho más por dentro que el aire de la calle. La luz entra por los vidrios, pero el calor sale con dificultad. La atmósfera hace algo parecido con la Tierra. ¿Cómo lo logra si casi todo el aire es nitrógeno y oxígeno?
Primero, tres palabras que no son lo mismo:
Practica★★☆Sin empezar
La Luna prácticamente no tiene atmósfera. Menciona dos consecuencias de ese hecho relacionadas con las funciones que la atmósfera desempeña en la Tierra.
La Luna prácticamente no tiene atmósfera. Menciona dos consecuencias de ese hecho relacionadas con las funciones que la atmósfera desempeña en la Tierra.
Se compara la atmósfera con una frazada que envuelve la Tierra. Explica en qué se parece: cómo filtra parte de la radiación solar durante el día y cómo retiene parte del…
Se compara la atmósfera con una frazada que envuelve la Tierra. Explica en qué se parece: cómo filtra parte de la radiación solar durante el día y cómo retiene parte del calor durante la noche.
Un compañero afirma que es absurdo atribuir el calentamiento global al dióxido de carbono ($\text{CO}2$), ya que al ser solo un 0,04 % del aire, el nitrógeno (78 %) y el…
Un compañero afirma que es absurdo atribuir el calentamiento global al dióxido de carbono ($\text{CO}_2$), ya que al ser solo un 0,04 % del aire, el nitrógeno (78 %) y el oxígeno (21 %) deben de ser los verdaderos responsables de atrapar el calor. Rebate su postura explicando el comportamiento diferencial de estos gases frente a la radiación solar y la radiación infrarroja terrestre, y predice qué le ocurriría a la temperatura media del planeta si el $\text{CO}_2$ y los demás gases de efecto invernadero desaparecieran por completo.
Vuelve al principio: al subir al Pico Turquino hace más fresco porque en la troposfera la temperatura disminuye con la altura, y se respira con más esfuerzo porque a menor presión cada respiración trae menos moléculas de oxígeno.
Resumen
¡A practicar! 8 ejercicios de nivel medio en este apartado