Ctma 2 1 Atmosfera Intro

Departament de Ciències

Tema 2: Atmosfera s e le c tiv ita t lo g s e

2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA

Embollcall gasós que envolta la Terra

Es molt prima i podem considerar que te composició constant

També la considerem com un gas ideal (o barrega de gasos ideals)

Està bastant estratificada

Redistribueix l’energia solar (diferent segons latitud)

Protegeix vida al Planeta al filtrar radiacions perilloses (termosfera) o la UV (estratosfera – 03)

Protecció d’impactes de meteorits o d’altres cossos

Paper important en regulació cicle d’aigua i temperatures

Conté O2 i CO2 (necessaris per respiració i fotosíntesi)



2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. ORIGEN

Probablement quan la Terra es va formar no tenia atmosfera

Es va crear a partir de l’expulsió de sustàncies volàtils pel vulcanisme (volcans: 85% vapor aigua, 10% CO2 i la resta N, S i compostos associats) que van quedar retinguts per la gravetat

Presència d’oxígen atmosfèric degut a l’aparició de la vida al Planeta (). La atmosfera primitiva era de caràcter reductor, l’actual oxidant

() Tot i que només tenim a l’atmosfera el 10% de tot el produït, la resta forma part d’òxids i carbonats.



2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. COMPOSICIO



2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. PROPIETATS

DENSITAT

Disminueix amb l’alçada (a 10000 Km inexistent)

Als 6 Km tenim el 50% de massa atmosfèrica

I als 29 Km gairebé tenim el 97%

PRESSIO

Disminueix amb l’alçada de manera exponencial P (z) = Po e –z/H

A nivell de mar: pressió atmosfèrica: 1 atm = 1.013 * 10 5 Pa = 1013 hPa / mb

1 mb = 100 Pa = 1 hPa TEMPERATURA

Redistribució per tot Planeta (vent i oceans)

EQ GASOS IDEALS

P V = n R T P = ρ Rd T

• La compressió de l’atmosfera és el resultat de la gravetat, per això lamajor part de moviments a l’atmosfera són horitzontals.• La compressibilitat de l’aire implica que quan l’aire puja perl’atmosfera es dilata i quan baixa es comprimeix.

P = constant T = constant

T T

ρρ

P

ρ

P

ρ



2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. ESTRUCTURA VERTICAL

HETEROSFERA. Més enllà de 100 Km

HOMOSFERA. 0 – 100 Km

Troposfera: Alçada variable (8Km Pols – 16Km Equador)

Tenen lloc fenòmens meteorològics

Tenen lloc processos geodinàmics

Temperatura disminueix amb alçada

Estratosfera: Capes estratificades

Temperatura augmenta amb alçada (escalfament O3)

Mesosfera: Temperatura disminueix fins -80º (100 Km)



TemperaturaPressió

Termosfera

Mesosfera

Mesopausa

Estratopausa

Estratosfera

Tropopausa

Troposfera

-60º1 atm1013 mb

12 Km

50 Km

100 Km

6 Km

50% massa

Absorció hv 03

20 Km

30 Km

ppm 0312

200 mb

1 mb

EverestAT 6º-10º / Km

Fen Meteorològics

HETEROSFERA

HOMOSFERA



BALANÇ FLUX ENERGIA (W / m2)

W/m2

60º 60º 30º 30º 0º 90º 90º

Excés

Déficit Déficit

Fluxes calor

Radiació ona llarga reemesa Terra

Radiació ona curta emesa Sol

2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA ATMOSFERICA



6Oº

Oº

3Oº

4Oº

9Oº

A

AA

A

A

AA

A

B B

B B BBB

B B

Polar

Ferrel

Hatley

ZITC

Vents alisis

Vents alisis

PI

Sahara


CIRCULACIO GLOBAL



100

-30albelo

+ 51

+19

- 6

- 117- 23- 7

+111

+ 23+ 7

- 96

- 64

+ 96

Conveccio i conducció

Calor latente Ev

R. IR R. IRR. Solar

TERRA

ATMÓSFERA

SOL


CIRCULACIO GLOBAL



TERRAMAR

D

DA

A

TERRAMAR

A

AD

D

MARINADA TERRAL

Vents originats per escalfament diferencial entre mar i terra

Vent S-SE o SW (Garbí) al litoral central català




2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA VERTICAL

Premises importants:

1. Ascens massa d’aire (convecció) es considera adiabàtica (*)

2. Estabilitat/Inestabilitat atmosfèrica relacionada amb la possibilitat de que es desenvolupin moviments verticals de masses d’aire (quan aire al voltant estigui més fred) i s’assoleixi la saturació (condensació)

3. Massa d’aire en ascensió seguirà gradient adiabàtic sec fins assolir saturació i desprès seguirà gradient humit (amb menys gradient perquè condensació allibera calor i “alenteix” procés de refredament)

4. Considerem massa d’aire com a una gran quantitat d’aire amb propietats (humitat i temperatura) gairebé constants que es conserven en desplaçar-se

(*) Ascens amb conservació de: calor, humitat i quantitat de moviment. Quan tenim ascens adiabàtic es produeix expansió i refredament del gas




GRADIENT ADIABATIC = - ΔT / Δz

GVT (Gradient vertical de temperatura): 0.6º / 100 m (variacions s/ latitud i estació)

GAS (Gradient adiabàtic sec): 1º / 100 m

GAH (Gradient adiabàtic humit): 0.4º – 0.6º / 100 m




FORMACIO NUVOLS

Condensació: aire saturat de vapor d’aigua (*)

Punt saturació és la quantitat màxima de vapor d’aigua que pot contenir una massa d’aire (humitat màxima Hm). Es f (T)

Humitat relativa és el valor que tenim respecte al màxim que es podria assolir

Hr = Ha (que tenim) / Hm x 100

Mecanismes de formació de nuvols:

- Convecció (ρ) - Convergència

- Ascensió orogràfica - Gota freda

(*) Per formació núvol també necessària presencia aerosol

(nucli condensació)




Exemple convecció: evolució de situació d’inestabilitat amb formació final de cumulonimbus (núvols de tormenta)

Estabilitat

10

Km

5

1

S’inicia inestabilitat

Inestabilitat Formació

núvol tormenta




Exemple ascensió orogràfica: evolució massa d’aire que puja per efecte topografia (efecte föhn)

Aire sec i calent

Deserts

(rainshadows)

20

12

10

10

4

4

8

0

3000 -4º

2000 4º

1000 12º

18

2

28

4

0 20º

Altura Temperatura

(m) ambi

Temperatura massa d’aire

Temperatura a partir de la qual el vapor condensa (T de rosada)




FRONTS

Superfície frontal que separa dues masses d’aire (gral calent / fred)

Exemple: front polar que separa aire fred latituds altes amb calent latituds mitjanes

Gènesis borrasques ondulatòries a la nostra latitud a partir de front polar

B

Front fred

Massa freda avança s calenta i provoca

pujada sobtada

Front càlid

Massa calenta avança s freda i provoca pujada

progressiva




FRONT CALID

Al seu pas pluja persistent de baixa intensitat amb àmplia àrea d’afectació

Situació tipica costa nord-oest de la península (Galicia, Asturies,…)

Massa d’aire calenta avança sobre massa aire freda. Part davantera front polar




FRONT FRED

Al seu pas pluja intensa amb àrea d’afectació més reduïda

Situació tipica litoral mediterrani (Catalunya,…)

Massa freda avança sobre massa aire calenta provocant la seva pujada sobtada. Part trasera front polar



9161 m

5574 m

1457 m

0 m

300 mb

500 mb

850 mb

1013 mb

B


MAPES

Isohipses

Mapa alçada

AIsòbares

Mapa superfície

B

A

Núvols tormenta habituals




MAPES




MAPES

Anticicló potent

Forts vents de llevant amb pluja a litoral català

Borrasca molt freda

“Gota freda”




MAPES

Front fred

Formació borrasca “tèrmica” a finals estiu

d’evolució diurna i plujes intenses

Borrasca generada a front polar amb dos fronts:

Càlid (davanter)

Fred (posterior)




MAPES

Anticiclò Açores “protegint”

només pluges a l’alt Ebre

Front polar (jet)




CLIMA

Clima mediterrani caracteritzat per règim tèrmic d’estius molt secs i tenir temporada de pluges a les estacions de primavera i tardor (en molts casos precipitacions intenses i locals (tempestes)




CLIMA

Climograma: representació gràfica de temperatura i precipitacions d’un indret al llarg d’un any

Estrés hídric




CLIMOGRAMES

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

gn f b mç ab mg jn jl ag st oc nv ds

0

50

100

150

200

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

gn fb mç ab mg jn jl ag st oc nv ds

Tem

pera

tura

(°C

)

0

50

100

150

200

Pre

cipi

taci

ons

(mm

)

Barcelona

Clima mediterrani sec

Vigo

Clima atlàntic humid

Ctma 2 1 Atmosfera Intro

Education

Transcript of Ctma 2 1 Atmosfera Intro