Ejercicios: Estratificación atmosférica y celdas de circulación

Enumera las cuatro capas térmicas principales de la atmósfera en orden, desde la superficie de la Tierra hacia arriba. Luego nombra la capa en la que ocurre la mayor parte del tiempo meteorológico.

Nombra la capa atmosférica que contiene la capa de ozono. Indica qué tipo de radiación absorbe el ozono y por qué esto es importante para los seres vivos.

Describe la celda de Hadley. Indica dónde el aire asciende, dónde desciende y las latitudes aproximadas en cada caso.

En la estratosfera, el oxígeno y el ozono interactúan con la luz ultravioleta (UV):

1. Explica cómo estas reacciones forman la capa de ozono.

2. Explica por qué la temperatura en la estratosfera aumenta con la altitud, a diferencia de la troposfera.

Un globo meteorológico registra estas temperaturas:

1. Identifica la capa entre cada par de altitudes consecutivas.

2. Calcula el gradiente de temperatura promedio en la troposfera en $^\circ\text{C}$ por km.

3. Explica qué te dice la tendencia de temperatura entre 20 y 50 km sobre la fuente de calor de esa capa.

El modelo de tres celdas de la circulación global tiene celdas de Hadley, de Ferrel y polares en cada hemisferio.

1. Describe la dirección de los vientos en superficie a $15^\circ\text{N}$ y a $45^\circ\text{N}$.

2. Explica por qué muchos de los grandes desiertos de la Tierra, como el Sahara y el desierto de Sonora, se encuentran cerca de los $30^\circ$ de latitud.

3. Explica por qué las tormentas se mueven generalmente de oeste a este a través de Estados Unidos.

La corriente en chorro polar se encuentra cerca del límite entre la celda de Ferrel y la celda polar. Supón que, a la altitud de la corriente en chorro, la temperatura promedio a $40^\circ\text{N}$ es $-45\,^\circ\text{C}$ en invierno y a $60^\circ\text{N}$ es $-65\,^\circ\text{C}$, mientras que en verano estas temperaturas son $-48\,^\circ\text{C}$ y $-55\,^\circ\text{C}$.

1. Calcula la diferencia de temperatura norte-sur en cada estación.

2. Explica cómo una diferencia de temperatura mayor afecta la intensidad de la corriente en chorro.

3. Predice en qué se diferencian la corriente en chorro y la trayectoria típica de las tormentas sobre Estados Unidos entre el invierno y el verano, y justifica tu respuesta.

La atmósfera está formada por aproximadamente 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 0.9% de argón en volumen. Estas proporciones se mantienen casi constantes hasta unos 100 km, donde la mezcla da paso a la separación según la masa molecular. Mientras tanto, las capas definidas por la temperatura (troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera) cambian a altitudes mucho menores.

1. Compara la estratificación química con la estratificación térmica de la atmósfera.

2. Explica por qué el ozono, un gas traza, es esencial en la estratosfera pero es un contaminante en la troposfera.

3. Explica cómo los clorofluorocarbonos (CFC) dañaron la capa de ozono y por qué el acuerdo internacional para eliminarlos gradualmente es un ejemplo de acción eficaz.