CTMA2n_Atmosf Clima 09 00

1

Tema 2: L’ATMOSFERA

2

Tema 2: l’ATMOSFERA

1 Composició, estructura2 Història de l’atmosfera terrestre3. Història del clima de la Terra4. Funcions i balanç energètic de l’atmosfera5. El clima. Circulació atmosfèrica

3

1. Composició i estructura

L’atmosfera està formada de capes amb característiques peculiars i aquestes capes están separades per uns límits anomenats pauses.

Homosfera: capa de concentració constant de gasos < 90 km d’alçada.

N2 78 %O2 21 %Argó 0,9 %CO2 0,04 % (366 ppm)

Està dividida en diferents subcapes:

4

1. Composició, estructura

A mesura que ascendim tant la pressió (pes de l’aire) com la temperatura disminueix.

A 6.000 m d’alçada hi ha un 50% de l’aire que podem trobar a nivell de superfície i, per tant, la pressió equival a uns 500 hPa o 0,5 atmosferes

5


Troposfera: 0-8 km en els pols i 0–16 km equador

Lloc on es produeixen tots els fenòmens meteorològics (el moviment de les masses d’aire és en totes direccions).

Disminueix la temperatura amb l’alçada 1oC/100m (GVT: gradient vertical de temperatura) fins arribar a valors de –70 a –80 oC.

Tropopausa

6


Estratosfera: 20-60 kmL’aire es manté estratificat i estable.S’anomena ozonosfera per què conté

ozó que reté o absorbeix la radiació UVb i UVc per la qual cosa augmenta la temperatura fins uns 10oC en el nivell superior.

Estratopausa

7


Mesosfera: 60-80 kmLa temperatura torna a disminuir fins uns –90 oC. Hi ha núvols iridiscents i gel.

Mesopausa

8


Heterosfera: formada per diversos gasos de composició variable.

Termosfera o ionosfera: 80-600 km

Fort augment de la temperatura per absorció de part de les radiacions solars, s’arriba fins a 1000 oC al dia, a la nit baixa molt. Com els gasos estan ionitzats reflexen les ones de ràdio, TV. (en períodes de màxima activitat solar aquesta pot originar una lluminositat anomenada aurora boreal o austral).

Termopausa

9

1. Composició, estructura i funcions

Exosfera: fins uns 10.000 km.La concentració dels gasos ja és molt baixa sent comparable a la

de l’espai exterior.

Funcions de l’atmosfera:1. Filtrar radiacions solars nocives (fins al 90 % dels UV)2. Evitar grans contrastos tèrmics.3. Impedir la caiguda de material còsmic o destruir-los en els

fregament amb els gasos atmosfèrics.4. Contenir CO2 al suficientment concentrat perquè les plantes

puguin fer la fotosíntesi.5. Facilitar el cicle de l’aigua per poder trobar en la Terra aigua

ens els tres estats de la matèria i, en conseqüència, permetre la vida.

10

2. Història de l’atmosfera terrestre

Al principi la Terra amb erupcions volcàniques allibarà gasos de caràcter reductor:85 % vapor d’aigua10 % CO2

5 % NH3, CH4, N2, SH2, SO2, etc.

Fa 2.000 x 106 anys algunes cianofícies començaren a fer la fotosíntesi fins transformar-la en la mescla de gasos actual, una atmosfera de caràcter oxidant. A més:

3O2 O- + O- + 2O2 2O3

L’O3 en retenir els raigs UV va possibilitar el desenvolupament d’organismes a l’exterior de l’aigua i que realitzesin la respiració.

11


Aquesta molècula que pot ser produïda a nivell troposfèric per contaminació i presència de forta insolació provoca oxidacions cel·lulars a l’aparell respiratori i, en conseqüència malalties.

12


El sol emet tota classe de longituds d’ona llumíniques en diferent quantitat

13


També aquestes tenen diferent intensitat i efectes:

14

3. Història del climaCanvis climàtics

1.Factors astronòmics: Poden ser canvis en l’activitat solar, canvis en la [ozó], precipitacions, o canvis en la posició de la Terra.

2. Causes astronòmiques: núvols de pols còsmica, alineació dels planetes.

3. Erupcions volcàniques: provoca un hivern a causa de disminució la radiació solar per les partícules en suspensió i bromes d’àcid sulfúric. A la llarga pot canviar quan es dipositen les partícules per l’emissió de CO2.

4. Posició de les terres emergides: la presència d’una gran superfície provoca majors oscil·lacions tèrmiques i una major aridesa.5. Canvis en el magnetisme terrestre: al no ser interceptats els raigs còsmics aquests bloquejen la radiació solar. Hi ha un període fred quan no hi ha camp magnètic.6. Canvis antropogènics: alliberament de CO2 i altres gasos (ozó, NOx, SOx, etc.)

Hi ha una sèrie de factors responsables del canvis climàtics:

15

4. Balanç energètic de l’atmosfera

Hi ha un equilibri: La Terra emet tanta energia com rep

16


Albedo: Quantitat d’energia que reflexe la Terra. Com més alt, més baixa serà la temperatura del planeta:

17


Tot cos calent o negre emet energia d’infraroig

18


Albedo en:Boscos: (10-15%), al igual

que els mars (5-10%)

Núvols, gels i zones nevades: (65-85%), poden provocar una glaciació nova.

Pols: poden provocar un hivern nuclear.

Deserts: (30-50%)

19


Processos d’escalfament atmosfèric:

• Radiacions infraroges: emet la superfície terrestre després d’escalfar-se

b) Processos de convecció: L’aire calent ascendeix perdent energia amb subsidència de l’aire fred més dens.

c) Transferència de calor latent: els canvis de vapor a líquid i de líquid a sòlid emeten calor.

20


d) Efecte d’hivernacle: diversos gasos (CO2, CH4, NOx) tornen a emetre, en forma de radiacions infraroges, part de l’energia que la superfície terrestre emet. Aixó fa que la temperatura mitja sigui d’uns 15 oC i no uns -27 oC que es produiria si no existis aquest procés de contrarradiació.

21

6.4. El vent2. Vent i pressió atmosfèrica

Tipus de vents:• Constants: alisis de forma constant

van de les zones subtropicals a l’equador.

b) Periòdics: origen quasi exclusivament tèrmic

* Estacionals: Monzons (l’estiu el continent calent i el mar fred

*Diaris: brises tèrmiques

c) Locals: són els vents particulars que dominen en un lloc, molt que veure amb la morfologia del terreny o topografia.

22

5. El clima

Hi ha diferents factors que controlen el clima:• Distància al mar: las zones costeres tenen oscil·lacions tèrmiques

(gradient tèrmic) més reduïdes.

2. Altitud: més fredes, més ventoses i major radiació solar. La presènci de muntanyes afavoreix la formació de núvols.

3. Orientació: les vessants nord reben menys insolació que les sud. Poden marcar significativament els vents.

4. Humanització: alteracions locals per les nombroses fonts de calor (illes de calor) i l’abundància de materials (formigó, asfalt) que capten amb facilitat la radiació solar i emeten molta energia calòrica. Més precipitacions, menys radiació, aire més sec i vents molt variables.

23

5. El clima1. Factors que controlen al clima

5. Latitud: determina l’angle d’incidència de la radiació solar i la durada de la insolació.

Aixó provoca que en l’equador la densitat de calor sigui molt més elevada que en els pols.

24

5. El clima2. Circulació general de l’atmosfera

Hi ha una sèrie de factors que alteren el que podria ser un moviment homogeni amb dos cèl·lules convectives:- Força de Coriolis- Zones del planeta amb insolació molt diferent: equador i pols- Processos termodinàmics en zones de transició. (3 cèl·lules). Front polar- Distribució d’àrees continentals (més fredes a l’hivern i altes pressions) i oceàniques (molt calentes després de l’estiu i amb baixes pressions).

25


Apareixen una sèrie de cinturons o conjunts de circulació:1. A nivell equatorial existeix una zona de baixes pressions anomenada ZCIT (Zona de convergència intertropical) on convergeixen els vents alisis. Normalment una mica desplaçada al nord (5-10ºN).

26


2. Vents secs i freds descendeixen (subsidència) a les zones subtropicals d’altes pressions al voltant dels 30º de latitud.

3. En els pols, l’aire és molt fred i, per tant, molt dens i pesat: són zones d’altes pressions.

27

5. El clima3. Zonació climàtica

Dominis climàtics en grans trets:

0o – 30o (N i S): climes càlids30º - 60º (N i S): climes temperats60º - 90º (N i S): climes freds

Les diferències topogràfiques, geogràfiques, etc. generen que en cada lloc hi hagi uns microclimes específics.

28

5. El climaCatalunya en el marc general atmosfèric

Catalunya es troba situada entre el 40º - 42º de latitud nord. És més propera al domini anticiclònic dels 30º N que a la zona depressionària dels 60º N.

En els mesos més freds, les depressions circulen per sota dels 60º N i poden afectar directa o indirectament a Catalunya, però com ho fan d’oest a est perden bona part de la humitat abans d’arribar.

CTMA2n_Atmosf Clima 09 00

Education

Transcript of CTMA2n_Atmosf Clima 09 00