Ejercicios: La atmósfera

Nombra las capas de la atmósfera ordenadas desde la superficie terrestre hacia el espacio e indica un rasgo característico de cada una.

Indica la composición mayoritaria del aire (los dos gases dominantes con su proporción aproximada) y cita dos gases minoritarios cuya variación tiene gran importancia ambiental.

¿En qué capa de la atmósfera ocurren los fenómenos meteorológicos y en cuál se concentra el ozono? Explica qué función cumple cada una de esas dos capas.

Explica en qué consiste el gradiente térmico vertical de la troposfera y qué es una inversión térmica, relacionando esta última con los episodios de contaminación atrapada sobre las grandes ciudades en invierno.

Describe la función de la capa de ozono estratosférico, qué sustancias la destruyeron (los CFC) y por qué el Protocolo de Montreal se considera el mayor éxito de la diplomacia ambiental.

Esquematiza con palabras la circulación general de la atmósfera (célula de Hadley, zona de convergencia intertropical, anticiclones subtropicales) y utilízala para explicar el contraste climático entre el norte húmedo y el sureste árido de la Península Ibérica.

A partir del perfil térmico registrado por una sonda en la atmósfera terrestre (zonas 1 a 4):

1. a) Justifica, mediante el concepto de densidad del aire y gradiente térmico, por qué la zona 2 actúa como una tapadera dinámica que impide el desarrollo vertical de las nubes de tormenta de la zona 1.
2. b) Predice cómo cambiaría la morfología de la curva térmica en la zona 2 si se destruyera por completo la capa de ozono y qué consecuencia directa tendría ese cambio sobre la altitud del límite superior de la zona 1.
3. c) Los vuelos comerciales eligen con frecuencia la cota de transición entre las zonas 1 y 2, mientras que las auroras solo se observan en la zona 4. Justifica la altitud de vuelo comercial basándote en la estabilidad atmosférica y el consumo de combustible, y razona por qué las auroras no pueden producirse a menor altitud.

Considera el balance radiativo terrestre en equilibrio inicial ($340\ \text{W/m}^2$ incidentes medios en el tope de la atmósfera).

1. a) Un modelo climático evalúa dos perturbaciones antropogénicas independientes: 1) una reducción del albedo medio del $30\ \%$ al $28\ \%$ por deshielo ártico y urbanización; 2) un aumento de gases de efecto invernadero que disminuye en $3.5\ \text{W/m}^2$ la radiación de onda larga emitida al espacio exterior. Calcula el forzamiento radiativo neto que introduce cada perturbación e interpreta cuál causaría un desequilibrio térmico inicial mayor.
2. b) Un negacionista del cambio climático sostiene: «Si la Tierra absorbe más energía de la que emite, la superficie emitirá inmediatamente más radiación infrarroja hacia el espacio y el equilibrio se restablecerá sin que suba la temperatura media». Rebate razonadamente esta afirmación utilizando la ley de Stefan-Boltzmann y el mecanismo de absorción/reemisión del efecto invernadero.
3. c) Explica cómo los radiómetros a bordo de satélites (como la misión CERES) logran medir el desequilibrio energético de la Tierra diferenciando la energía reflejada de onda corta frente a la radiación térmica emitida de onda larga.

La Ciudad de México sufre episodios invernales de alta contaminación por $\text{NO}_2$ y partículas. Analiza qué condiciones meteorológicas los favorecen, qué medidas de emergencia se activan y qué soluciones estructurales reducirían su frecuencia.