Ctma 2 1 Atmosfera Intro
-
Upload
raimonjimenez -
Category
Education
-
view
1.021 -
download
1
Transcript of Ctma 2 1 Atmosfera Intro
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA
Embollcall gasós que envolta la Terra
És molt prima i podem considerar que té composició constant
També la considerem com un gas ideal (o barreja de gasos ideals)
Està força estratificada
Redistribueix l’energia solar (diferent segons la latitud)
Protegeix la vida al Planeta en filtrar radiacions perilloses (termosfera) o la UV (estratosfera – 03)
Protecció d’impactes de meteorits o d’altres cossos
Paper important en la regulació del cicle de l’aigua i de les temperatures
Conté O2 i CO2 (necessaris per a la respiració i la fotosíntesi)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. ORIGEN
Probablement quan la Terra es va formar no tenia atmosfera.
Es va crear a partir de l’expulsió de substàncies volàtils pel vulcanisme (volcans: 85% vapor d'aigua, 10% CO2 i la resta N, S i compostos associats) que van quedar retinguts per la gravetat.
Presència d’oxigen atmosfèric a causa de l’aparició de la vida al Planeta ( ).. L'atmosfera primitiva era de caràcter reductor, l’actual és oxidant.
( ) Tot i que només tenim a l’atmosfera el 10% de tot el produït, la resta forma part d’òxids i carbonats.
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. COMPOSICIÓ
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. PROPIETATS
DENSITAT
Disminueix amb l’alçada (a 10000 Km és inexistent).
Als 6 Km tenim el 50% de massa atmosfèrica.
I als 29 Km gairebé en tenim el 97%.
PRESSIÓ
Disminueix amb l’alçada de manera exponencial P (z) = Po e –z/H
A nivell del mar: pressió atmosfèrica: 1 atm = 1.013 * 10 5 Pa = 1013 hPa / mb
1 mb = 100 Pa = 1 hPaTEMPERATURA
Redistribució per tot el Planeta (vent i oceans)
EQUACIÓ 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
Pρ
P
ρ
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. ESTRUCTURA VERTICAL
HETEROSFERA. Més enllà de 100 Km
HOMOSFERA. 0 – 100 Km
Troposfera: alçada variable (8Km Pols – 16Km Equador)
Hi tenen lloc fenòmens meteorològics
Hi tenen lloc processos geodinàmics
La temperatura disminueix amb l'alçada
Estratosfera: capes estratificades
La temperatura augmenta amb alçada (escalfament O3)
Mesosfera: la temperatura disminueix fins -80º (100 Km)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
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 0312200 mb
1 mb
EverestAT 6º-10º / Km
Fen Meteorològics
HETEROSFERA
HOMOSFERA
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
BALANÇ FLUX ENERGIA (W / m2)
W/m2
60º 60º30º 30º0º90º 90º
Excés
DèficitDèficit
Fluxos calor
Radiació ona llarga reemesa per la Terr
Radiació ona curta emesa pel Sol
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
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
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA CIRCULACIÓ GLOBAL
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
100
-30albelo
+ 51
+19
- 6
- 117- 23- 7
+111
+ 23+ 7
- 96
- 64
+ 96
Conveccio i conducció
Calor latente Ev
R. IR R. IRR. SolarTERRA
ATMOSFERA
SOL
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA CIRCULACIÓ GLOBAL
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
TERRAMAR
D
DA
A
TERRAMAR
A
AD
D
MARINADA TERRAL
Vents originats per l'escalfament diferencial entre mar i terra
Vent S-SE o SW (Garbí) al litoral central català
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
Premises importants:
1. L'ascens d'una massa d’aire (convecció) es considera adiabàtic (*).
2. Estabilitat/Inestabilitat atmosfèrica relacionada amb la possibilitat de que es desenvolupin moviments verticals de masses d’aire (quan l'aire del voltant estigui més fred) i s’assoleixi la saturació (condensació).
3. Una massa d’aire en ascensió seguirà el gradient adiabàtic sec fins assolir la saturació i desprès seguirà el gradient humit (amb menys gradient perquè la condensació allibera calor i alenteix el procés de refredament).
4. Considerem la 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 expansiói refredament del gas
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
GRADIENT ADIABATIC = - ΔT / ΔzGVT (Gradient vertical de temperatura): 0.6º / 100 m (variacions segons latitud i estació)
GAS (Gradient adiabàtic sec): 1º / 100 m
GAH (Gradient adiabàtic humit): 0.4º – 0.6º / 100 m
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
FORMACIÓ NUVOLS
Condensació: aire saturat de vapor d’aigua (*).
Punt de saturació: quantitat màxima de vapor d’aigua que pot contenir una massa d’aire (humitat màxima o Hm). Depèn de la temperatura.
Humitat relativa: valor que tenim respecte del màxim que es podria assolir.
Hr = Ha (que tenim) / Hm x 100
Mecanismes de formació de núvols:
- Convecció (ρ) - Convergència
- Ascensió orogràfica - Gota freda
(*) Per a la formació de núvolsés necessària la presencia d'aerosols
(nuclis de condensació)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
Exemple de convecció: evolució d'una situació d’inestabilitat amb formaciófinal de cumulonimbus (núvols de tempesta)
Estabilitat
10
Km
5
1
S’iniciainestabilitat
InestabilitatFormació
núvol tempesta
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICALExemple d'ascensió orogràfica: evolució d'una massa d’aire que puja per efecte
de la 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) ambient
Temperatura massa d’aire
Temperatura a partir de la qual el vapor condensa (T de rosada)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
FRONTS
Superfície frontal que separa dues masses d’aire (generalment calent / fred)
Exemple: front polar que separa aire fred de latituds altes d'aire càlid de latituds mitjanes
Gènesi de borrasques ondulatòries a la nostra latitud a partir d'un front polar
B
Front fredMassa freda que avança
com una falca i provoca un ascens sobtat
Front càlidMassa calenta que avançasobre aire fred i ascendeix
progressivament.
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
FRONT CÀLID
Al seu pas provoca pluja persistent de baixa intensitat amb una àmplia àrea d’afectació
Situació típica de la costa nord-oest de la Península (Galícia, Astúries,…)
Massa d’aire calent que avança sobre aire fred. És la part davantera d'un front polar
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA VERTICAL
FRONT FRED
Al seu pas provoca pluja intensa amb una àrea d’afectació més reduïda
Situació tipica del litoral mediterrani (Catalunya,…)
Massa freda que avança sota una massa d'aire calent provocant la seva pujada sobtada. És la part de darrera d'un front polar
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
9161 m
5574 m
1457 m
0 m
300 mb
500 mb
850 mb
1013 mb
B
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA MAPES
Isohipses
Mapa alçada
AIsòbares
Mapa superfície
B
A
Núvols tempestahabituals
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA MAPES
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA MAPES
Anticicló potent
Forts vents de llevantamb pluja al litoral català
Borrasca molt freda
“Gota freda”
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERÍSTIQUES ATMOSFERA. DINÀMICA ATMOSFÈRICA MAPES
Front fred
Formació d'una borrasca “tèrmica” a finals estiu
d’evolució diurna i plujesintenses
Borrasca generada a un frontpolar amb dos fronts:
Càlid (davanter)
Fred (posterior)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA ATMOSFERICA MAPES
Anticiclò de les Açores “protegint”Només pluges a l’alt Ebre
Front polar (jet)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA ATMOSFERICA CLIMA
Clima mediterrani: caracteritzat per un règim tèrmic d’estius molt secs i per tenir la temporada de pluges a les estacions de primavera i tardor (en molts casos precipitacions intenses i locals (tempestes)
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA ATMOSFERICA CLIMA
Climograma: representació gràfica de temperatura i precipitacions d’un indret al llarg d’un any
Estrés hídric
Departament de Ciències
Tema 2: Atmosfera selectivitat logse
2.1. CARACTERISTIQUES ATMOSFERA. DINAMICA ATMOSFERICA CLIMOGRAMES
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
gn f b mç ab mg jn jl ag st oc nv ds0
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
Prec
ipita
cion
s (m
m)
Barcelona
Clima mediterrani sec
Vigo
Clima atlàntic humid