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1 ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA AmbientalAmbiental FísicaFísica INTERACCIÓN DE LA ATMÓSFERA Y LA SUPERFICIE DEL PLANETA Equipo docente: Alfonso.

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1 1 ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA AmbientalAmbiental FísicaFísica INTERACCIÓN DE LA ATMÓSFERA Y LA SUPERFICIE DEL PLANETA Equipo docente: Alfonso Calera Belmonte Antonio J. Barbero Departamento de Física Aplicada UCLM

2 2 Núcleo interno Sólido, radio 1200 km Núcleo externo Líquido, radio 3470 km Manto Radio 3470 km Corteza Espesor km Adaptado de: Teoría de acreción de planetesimales Diferenciación de la estructura en función de la densidad FORMACIÓN DE LA TIERRA AmbientalAmbiental FísicaFísica

3 3 Formada originalmente por los gases emitidos por componentes volátiles internos y erupciones volcánicas. Los gases fueron retenidos por la fuerza de gravedad. FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA En las erupciones volcánicas actuales se observa que los volátiles más comunes son H 2 O (85%), CO 2 (10%) y SO 2 y compuestos de nitrógeno (resto). Baja proporción actual de H 2 O en la atmósfera Baja proporción actual de CO 2 en la atmósfera Predominio del nitrógeno Presencia de otros componentes (pequeña concentración) Presencia de una importante fracción de O 2 La atmósfera actual AmbientalAmbiental FísicaFísica Información adicional:

4 4 Componentes mayoritarios aire seco COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA Vapor de agua: Hasta 4% (volumen) Adaptado de John M. Wallace y Peter V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey. Academic Press Componentes mayoritarios aire seco (% masa) COMPOSICIÓN POR DEBAJO DE 100 km (porcentajes) AmbientalAmbiental FísicaFísica

5 5 (partes por millón en moléculas) Ozono: 0-12 ppm Componentes minoritarios COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA (2) AmbientalAmbiental FísicaFísica

6 6 FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA: H 2 O Baja proporción actual de H 2 O en la atmósfera T P P3P3 T3T3 T 3 = 0.01 C = K TCTC PCPC 1 atm 100 C P 3 = bar T C = C = K P C = bar Los ejes NO están a escala º C mb Condiciones ambientales 23 mb AmbientalAmbiental FísicaFísica

7 7 Baja proporción actual de H 2 O en la atmósfera Limitada capacidad de retener agua en estado vaporSaturación y condensación Precipitación y formación de océanos Hidrosfera Interdependencia del sistema atmósfera / hidrosfera FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA: H 2 O (2) AmbientalAmbiental FísicaFísica

8 8 Océano 97% Hielo 2.4% Otros 0.6% Subsuelo 97% Ríos y lagos 3,3% Atmósfera 1,7% Masa 1.36·10 21 kg Contenido actual de la hidrosfera: dos órdenes de magnitud INFERIOR al agua inyectada en ella * Filtraciones en puntos de subducción * Fotodisociación UV Déficit FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA. Hidrosfera. Océanos Hielo 97 % 2,4 % Subsuelo0,6 % Ríos y lagos0,02 % Atmósfera0,001 % AmbientalAmbiental FísicaFísica

9 9 Manto superior Corteza oceánica Corteza continental Océano Zona de subducción FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA. Hidrosfera (2). AmbientalAmbiental FísicaFísica Filtraciones hacia el manto FILTRACIONES DE AGUA HACIA EL MANTO

10 10 Fotodisociación FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA. Fotodisociación agua O H H 104º H H Molécula de agua O OHH O HH Alta atmósfera, condiciones de baja presión Producción de radicales, recombinación formando especies nuevas. En especial el hidrógeno tiende a escapar. Fotones de alta energía AmbientalAmbiental FísicaFísica

11 11 Baja proporción actual de CO 2 Almacenamiento de carbono: * Rocas, sales, combustibles fósiles * Atmósfera (CO 2 libre) y océano (CO 2 disuelto) * Biosfera Presencia de oxígeno en la corteza terrestre: * Sales de hierro, carbonatos y bicarbonatos Carbonatos: formados mediante reacciones de intercambio iónico (seres vivos) H 2 CO 3 + Ca ++ CaCO 3 + 2H + H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 Estimación del contenido en carbono de la corteza terrestre (unidades arbitrarias) Fuente: John M. Wallace y Peter V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey. Academic Press. Tomado de P K Weyl, Oceanography. John Wiley & Sons, NY, 1970 Biosfera marina 1 Biosfera terrestre 1 Atmósfera (CO 2 ) 70 Océano (CO 2 disuelto) 4000 Combustibles fósiles 800 Sales Carbonatos FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA: CO 2 Procesos geológicos y biológicos AmbientalAmbiental FísicaFísica

12 Concentración CO 2 (ppm) Año Datos del observatorio de Mauna Loa (Hawaii). Adaptado de John M. Wallace y Peter V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey. ACTIVIDAD HUMANA y CO 2 ATMOSFÉRICO Incrementos de concentración desde 1750 Datos basados en Actual 280 ppm 360 ppm 29% AmbientalAmbiental FísicaFísica Más información sobre ciclo del carbono:

13 13 Predominio atmosférico del N 2 El contenido original ha sido poco alterado a causa de su baja reactividad Fijado alrededor del 20% en forma de nitratos (actividad biológica) Otros componentes de la atmósfera AZUFRE: Inyectado en atmósfera por erupciones volcánicas en forma de sulfuro Lluvia ácida Sulfatos en la corteza GASES NOBLES: He, Ar Procedentes de desintegraciones radiactivas NITRÓGENO Y COMPONENTES MINORITARIOS AmbientalAmbiental FísicaFísica

14 14 EL OXÍGENO VIDA MARINA Disociación del agua (UV) 2H 2 O 2H 2 + O 2 Fotosíntesis (luz visible) H 2 O + CO 2 {CH 2 O} + O 2 Primeros organismos (ambiente reductor?) * años Algas unicelulares liberación O años Producción O 3 Reducción de UV en superficie VIDA EN TIERRA FIRME Mayor liberación O años * Véase experimento de Miller en FUENTES DEL OXÍGENO ATMOSFÉRICO LA PRESENCIA DE O 2 EN LA ATMÓSFERA ESTÁ LIGADA A LOS PROCESOS BIOLÓGICOS AmbientalAmbiental FísicaFísica

15 15 ALGUNAS MAGNITUDES FÍSICAS QUE DESCRIBEN EL ESTADO DE LA ATMÓSFERA Temperatura T Es la magnitud física que tiene el mismo valor en dos cuerpos que se hallan en equilibrio térmico (ausencia de transferencia neta entre ellos de energía en forma de calor). La temperatura se mide con termómetros. Unidad SI Kelvin (K) Grado centígrado (ºC) K = ºC Se define el Kelvin como la fracción 1/ de la temperatura termodinámica del punto triple del agua Conversor de temperaturas: Temperatura del aire: perfil vertical La variación de la temperatura del aire con la altura en la atmósfera es el gradiente vertical de temperaturas (air lapse rate). CASOS ESPECIALES PROCESOS ADIABÁTICOS AIRE SECO EN LA ATMÓSFERA ESTÁNDAR AmbientalAmbiental FísicaFísica

16 16 ALGUNAS MAGNITUDES FÍSICAS QUE DESCRIBEN EL ESTADO DE LA ATMÓSFERA (2) Conversor de presión: Presión P Magnitud física que expresa la acción de un fluido sobre la superficie de un sólido o líquido y es el cociente entre la fuerza normal a la superficie y el área de la superficie sobre la que se ejerce. Unidad SI PascalSe define el pascal como la presión ejercida por una fuerza de 1 N sobre 1 m 2. 1 bar = 100 kPa 1 mb = 0.1 kPa metro de columna de agua (m.c.a.) 1 m.c.a. = kPa 1 atm = kPa1 mmHg (1 torr) = kPa 1 kg/cm 2 = kPa Otras unidades AmbientalAmbiental FísicaFísica

17 17 PRESIÓN ATMOSFÉRICA Por debajo de 100 km, para una altura dada, la presión está prácticamente siempre dentro de un intervalo de un 30% de un valor estándar. Ecuación de los fluidos: Variación vertical >> variación horizontal z Densidad del aire decrece con la altura AmbientalAmbiental FísicaFísica Debida al peso de la columna de aire que se encuentra por encima de un lugar A B

18 18 z Densidad proporcional a la presión El aire es un fluido compresible Depende de la masa molecular del gas PRESIÓN ATMOSFÉRICA (2) AmbientalAmbiental FísicaFísica

19 19 Troposfera grad T = -6.5 K·km -1 80% masa, 100% vapor de agua Cortos tiempos de permanencia de partículas Estratosfera Muy seca, incremento concentración O 3 Largos tiempos de permanencia de partículas Mezcla vertical muy reducida 99.9% masa Mesosfera 99% resto1% resto Termosfera Partículas cargadas (ionosfera) Partículas cargadas y no cargadas Colisiones muy poco frecuentes TROPOPAUSA ESTRATOPAUSA MESOPAUSA LAS CAPAS DE LA ATMÓSFERA km 50 km 80 km AmbientalAmbiental FísicaFísica

20 20 Gráfica elaborada con datos de condiciones medias anuales en ALTURA DE LA TROPOPAUSA Troposfera Estratosfera Información adicional: Mapa de presiones en la tropopausa (valores medios entre 1983 y 1998) * Latitud En el ecuador se encuentra más elevada que en los polos * Estación del año Factores que influyen en altura de tropopausa * Temperatura de la troposfera En condiciones ambientales de bajas temperaturas, la tropopausa desciende debido a que en estos casos la convección es menor. AmbientalAmbiental FísicaFísica

21 21 ATMÓSFERA ESTÁNDAR La temperatura del aire a 0 metros (nivel del mar) es de 15 ºC ( K) La presión atmosférica a 0 metros es de hPa El aire es seco y se comporta como un gas perfecto La aceleración de la gravedad es constante e igual a cm/s 2 Desde el nivel del mar hasta los 11 km la temperatura decrece con la altura a razón de 6.5 ºC/km: T = K -( 6.5 K/km)· H (H: altura en km) En este nivel la presión se estima mediante P = hPa ·( K/T)^ Desde los 11 a los 20 km la temperatura se mantiene constante e igual a K En este nivel la presión se calcula como P = hPa · exp(-0,1577·(H-11km)) Desde los 20 a los 32 km la temperatura aumenta: T = K + (H-20 km) (H: altura en km) En este nivel la presión se calcula: P = hPa · (216.65K/T)^ AmbientalAmbiental FísicaFísica

22 22 ATMÓSFERA ESTÁNDAR (2) Desde los 32 a los 47 km la temperatura aumenta según la relación T = K + (2.8 K/km)·(H-32 km) (H: altura en km) En este nivel la presión se calcula mediante P = 8.68 hPa · ( K/T)^ Desde los 47 a los 51 km la temperatura se mantiene constante e igual a K En este nivel la presión se calcula mediante P = hPa · exp(-0,1262·(H-47km)) Resto de niveles superiores puede verse en las siguientes referencias: A. Naya (Meteorología Superior en Espasa-Calpe); y, R.B.Stull (Meteorology for Scientists and Engineers)). Calculadora de atmósfera estándar Fuente: J. Almorox, (hasta 86 km): AmbientalAmbiental FísicaFísica

23 Presión (mb) Densidad (g/m 3 ) Recorrido libre medio (m) Altura (km) John M. Wallace y Peter V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey. Academic Press Adaptado de CRC Handbook of Chemistry and Physics, 54 th Edition. CRC Press (1973) Gráfica elaborada con datos procedentes de ATMÓSFERA ESTÁNDAR. PERFIL DE PRESIONES Distancia promedio recorrida por una molécula antes de sufrir una colisión con otra. Agua líquida condiciones ambientales 10 6 g/m 3 AmbientalAmbiental FísicaFísica

24 24 Capa homogénea AlturaAltura (km) 500/1500 Temperatura (ºC) Exosfera Termosfera Mesosfera Estratosfera Troposfera ATMÓSFERA ESTÁNDAR. PERFIL DE TEMPERATURAS TROPOPAUSA ESTRATOPAUSA MESOPAUSA TERMOPAUSA Gráfico elaborado según datos de TERMOPAUSA La temperatura en la termosfera depende mucho de la actividad solar y puede variar entre 500 ºC y 1500 ºC. AmbientalAmbiental FísicaFísica

25 25 COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA EN FUNCION DE LA ALTURA 1. Difusión debida a movimientos moleculares aleatorios Tiende a producir una atmósfera en la que el peso molecular medio de la mezcla de gases decrece con la altura, de forma que en los niveles superiores abundan los gases más ligeros: cada gas constituyente se comporta como si sólo él estuviese presente, y la densidad de cada gas decae exponencialmente con la altura, pero la altura de referencia H es distinta para cada gas, pues la densidad de los gases ligeros decae más lentamente que la de los gases de mayor masa molecular (M). AlturaAltura Mayor M, mayor BMenor M, menor B AmbientalAmbiental FísicaFísica

26 m km Recorrido libre medio vs altura Capa homogénea COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA EN FUNCION DE LA ALTURA (2) 2. Mezcla por movimientos convectivos La convección tiende a homogeneizar la composición de la atmósfera. A niveles bajos el recorrido libre medio es tan pequeño que el tiempo necesario para separar componentes es mucho mayor que el que requieren las turbulencias para formar una mezcla homogénea. Por tanto a niveles bajos la atmósfera es un sistema cuyos componentes se encuentran muy bien mezclados. A partir de esta altura la mezcla por convección ya no es tan eficiente y se aprecian diferencias de composición en función de la altura. Límite: aproximadamente a 100 km AmbientalAmbiental FísicaFísica

27 27 Velocidad más probable: Velocidad de escape: aquella velocidad para la cual la energía cinética de una partícula es suficiente para escapar al infinito desde el campo gravitatorio terrestre ( a una altura de 0 km, la velocidad de escape es alrededor de 11 km s -1 ) Velocidad más probable Hidrógeno 3 km s -1 Oxígeno 0.8 km s -1 Fracción de moléculas con velocidad igual a la de escape ESCAPE DE GASES DE LA ATMÓSFERA La temperatura a 500 km es de 600 ºC velocidad más probable 3 km s -1 Escape de gases ligeros a lo largo de las eras geológicas AmbientalAmbiental FísicaFísica

28 28 Aire en movimiento. Flujo de aire relacionado, entre otros factores, con diferencias de presión... pero Gradientes de presión + El aire tiende a desplazarse CONTRA el gradiente de presión VIENTO Magnitud escalar -grad P EscalarEscalar Posición DIRECCIÓN DEL GRADIENTE: LA DE MÁXIMA VARIACIÓN DE LA PROPIEDAD ESCALAR falta considerar la rotación de la Tierra! AmbientalAmbiental FísicaFísica

29 29 Centrípeta Coriolis Aceleración medida en sistema en rotación Aceleración medida en sistema en reposo Polo Norte Trayectoria en un sistema de referencia inercial Trayectoria en un sistema de referencia acelerado EFECTOS DE LA ROTACIÓN DE LA TIERRA AmbientalAmbiental FísicaFísica

30 30 Desviación a la derecha respecto al sentido del movimiento Desviación a la izquierda respecto al sentido del movimiento N S DESVIACIÓN DE CORIOLIS Visto sobre la superficie Sentido del movimiento Desviación de Coriolis HEMISFERIO NORTE HEMISFERIO SUR Desviación de Coriolis Sentido del movimiento AmbientalAmbiental FísicaFísica

31 grad P Fuerza gradiente de presiónFuerza Coriolis Dirección del viento Hemisferio norte: el viento geostrófico fluye paralelo a las isobaras dejando a su derecha las áreas de alta presión: sentido horario alrededor de los anticiclones Viento geostrófico: resultante del equilibrio entre el gradiente de presión y la aceleración de Coriolis. Fluye PARALELO a las isobaras VIENTO GEOSTRÓFICO Hemisferio sur: el viento geostrófico fluye paralelo a las isobaras dejando a su izquierda las áreas de alta presión: sentido antihorario alrededor de los anticiclones AmbientalAmbiental FísicaFísica

32 32 Hemisferio Norte: la fuerza de Coriolis provoca desviación hacia la derecha A En los anticiclones los vientos giran en sentido horario B En las borrascas los vientos giran en sentido antihorario ANTICICLONES Y BORRASCAS Hemisferio Sur: la fuerza de Coriolis provoca desviación hacia la izquierda A En los anticiclones los vientos giran en sentido antihorario B En las borrascas los vientos giran en sentido horario AmbientalAmbiental FísicaFísica

33 33BB Convergencia IntertropicalBB BB AAA AAA Célula polar2 Célula de Ferrell 3 Célula de Hadley Esquema de circulación atmosférica basado en CIRCULACIÓN GENERAL ATMOSFÉRICA Modelo simple Aire descendente en los polos fríos y ascendente en las latitudes ecuatoriales cálidas NO TIENE EN CUENTA LA ROTACIÓN DE LA TIERRA Vientos polares del este Alisios del noreste Vientos del oeste Alisios del sureste Vientos del oeste Vientos polares del este AmbientalAmbiental FísicaFísica

34 34 Círculo Polar Antártico Círculo Polar Ártico VIENTOS DEL OESTE CERCA DE REGIONES POLARES ÁRTICO ANTÁRTICO Relación con el agujero de ozono sobre la Antártida AmbientalAmbiental FísicaFísica

35 35 CONCEPTO DE CAPA LÍMITE Altura (orden de magnitud, m) CAPA RUGOSA CAPA SUPERFICIAL CAPA EXTERNA TROPOPAUSA CAPA LÍMITE TROPOSFERA RUGOSIDADES SUPERFICIALES Turbulencia: vórtices y remolinos asociados a diversas causas BASE DE LAS NUBES La capa límite es la parte de la troposfera influida directamente por la superficie de la Tierra, y que responde a las fuerzas superficiales en una escala temporal de alrededor de una hora o menos. Las fuerzas asociadas a la superficie de la Tierra incluyen fricción de arrastre, transferencia de calor, evaporación y transpiración, emisión de contaminantes y características del terreno que modifican el flujo. AmbientalAmbiental FísicaFísica

36 36 CAPA LIMITE PLANETARIA Troposfera PBL (Planetary Boundary Layer, PBL, o Atmospheric Boundary Layer, ABL) La capa límite planetaria es la capa de la atmósfera ( m de espesor) que interactúa con la superficie terrestre, y que es influenciada por los intercambios de energía y materia con dicha superficie Los intercambios de energía y materia están relacionados con las turbulencias Es una capa de mezcla Dilución de contaminantes AmbientalAmbiental FísicaFísica

37 37 Salida del Sol Calentamiento superficial Mezclado capa límite Incremento continuo espesor capa límite Puesta de Sol VARIACIÓN DIARIA DE LA CAPA LÍMITE Valores típicos al final de la tarde 1 km (0.2 km - 5 km) Comienzo noche Enfriamiento del suelo Reducción o desaparición turbulencias Reducción espesor capa límite Valores típicos 100 m (20 m m) 1 km (0.2 km-5 km) 100 m (20 m m) El viento, la temperatura y demás propiedades de la capa límite sufren variaciones diarias menos acusadas sobre superficies extensas de agua (océanos y grandes lagos) debido a la mayor capacidad calorífica de la capa de mezcla sobre tales superficies. AmbientalAmbiental FísicaFísica

38 38 VIENTO EN LA SUPERFICIE TERRESTRE (CAPA LÍMITE) El viento se caracteriza por su dirección (desde la cual sopla) y velocidad (magnitud vectorial,tres dimensiones). Normalmente se expresa en m/s. Los equipos que miden la velocidad del viento se llaman anemómetros La fricción con la superficie terrestre hace que las capas más cercanas a la superficie circulan más lentas, generando un efecto de corte (cizalla) sobre la superficie (vegetación, suelo,…). La fricción del aire con la superficie es uno de los mecanismos que generan turbulencia (turbulencia mecánica), esto es remolinos, que transportan calor, vapor de agua, CO 2 y cantidad de movimiento. La fricción es un proceso en el que interviene el viento y las características de la superficie a través de la capa límite AmbientalAmbiental FísicaFísica

39 39 VIENTO EN LA SUPERFICIE TERRESTRE (2) Perfil de velocidades Debe especificarse la altura a la que se sitúen los anemómetros sobre el suelo: en agrometeorología la altura estándar es de 2 m. El perfil de velocidades es logarítmico. Una superficie especial: una superficie de gramíneas homogénea (cesped, por ejemplo). Encima de esta superficie el perfil de velocidades es u 2 velocidad del viento a una altura de 2 m (m/s) u z velocidad del viento a la altura z (m/s) z altura sobre la superficie del suelo (m) La velocidad del viento depende de la altura sobre el suelo AmbientalAmbiental FísicaFísica Para u 2 = 1 m/s

40 40 TEMPERATURA DEL AIRE CERCA DE LA SUPERFICIE Existe un ciclo diario de temperaturas Temperatura media diaria T m Temperatura máxima T max y mínima T min T max T min El momento en que se alcanza la temperatura máxima diaria está desfasado respecto al medidodía solar AmbientalAmbiental FísicaFísica mediodía T min mediodía Salida de sol Puesta de sol Salida de sol Puesta de sol Día de verano 1 de agosto 98 Día de invierno 6 de enero 1999 Datos de temperatura medidos a 10 m

41 41 CICLO DIARIO DE TEMPERATURA Y HUMEDAD Temperatura ºC Humedad relativa % Hora Presión de vapor de agua invariable a lo largo del día = 24 mb Salida de sol mediodía

42 42 CICLO DIARIO DE TEMPERATURAS (EN ALTURA) T (ºC) 08:00 10:00 05:00 12:00 15:00 18:00 Altura 15 cm 30 cm 60 cm 1.20 m 10.0 m 2.40 m -2 cm -5 cm -15 cm Perfiles en verano (datos: media meses julio y agosto, basado en A. H. Strahler, Geografía Física) AmbientalAmbiental FísicaFísica DEPENDENCIA CON LA ALTURA SOBRE EL SUELO Y LA PROFUNDIDAD Consecuencia de efectos de mezclado en la capa límite

43 43 Temperatura y desarrollo biológico El desarrollo de los organismos vivos está relacionado con la temperatura. Las hipótesis más usuales son: El ritmo de desarrollo es proporcional a la temperatura El desarrollo ocurre cuando se supera una temperatura umbral o temperatura base, T b, que depende de cada organismo. Para temperaturas por debajo de T b se detiene el desarrollo. La temperatura no supera el valor para el que se produce el máximo crecimiento, T m. Temperaturas superiores a T m podrían inhibir o detener completamente el crecimiento. Tiempo térmico (grados-día, grados-hora,…) [tiempo fisiológico] Si se combina la temperatura y el tiempo durante el cual el organismo está expuesto a dicha temperatura se puede encontrar una escala en la cual el ritmo de desarrollo es constante. AmbientalAmbiental FísicaFísica

44 44 Temperatura y desarrollo biológico (2) Tiempo térmico (grados-día, grados-hora,…) para T i > T b, en otro caso Δτ = 0 ΔτΔτtiempo térmico (grados-día, grados-hora,… dependiendo del intervalo temporal considerado) temperatura media en el intervalo temporal consideradoTiTi temperatura umbral por debajo de la cual se interrumpe el crecimientoTbTb ΔtΔtintervalo temporal considerado (día, hora,…) Para el caso específico de intervalo diario, Δt = 1 día si se cumple AmbientalAmbiental FísicaFísica

45 45 Día T max T min Un cultivo tiene una temperatura base de 11ºC y requiere de un tiempo térmico de 40 grados-día para su emergencia. ¿Qué día germinará si ha sido plantado el día 188?. Usar los datos de la tabla. EJEMPLO TiTi T i -T b Temperatura y desarrollo biológico (3) Periodo diario, usamos: PRIMER VALOR > 40 ºC·DÍA Día de germinación del cultivo AmbientalAmbiental FísicaFísica

46 46 CICLO DEL AGUA Océanos Atmósfera 1350·10 15 m 3 13·10 12 m 3 Evaporación 361·10 12 m 3 /año Precipitación 324·10 12 m 3 /año Tierras 33.6·10 15 m 3 37·10 12 m 3 /año Aguas superficiales y subterráneas Evaporación y transpiración 62·10 12 m 3 /año 99·10 12 m 3 /año Precipitación 361·10 12 m 3 /año 62·10 12 m 3 /año 423·10 12 m 3 /año 324·10 12 m 3 /año 99·10 12 m 3 /año 423·10 12 m 3 /año BALANCE ATMÓSFERA Basado en AmbientalAmbiental FísicaFísica

47 47 Estratos impermeables Percolación profunda Flujo superficial Océano Escorrentía Flujo superficial Movimiento aguas subterráneas Nivel freático Infiltración Intrusiones salinas Precipitación en tierra 100 Evaporación desde tierra 68 Evaporación Vegetación Suelo Embalse 31 Evaporación desde océano Precipitación sobre océano 32 CICLO DEL AGUA (2) Basado en Britannica 2004 Flujos en unidades de m 3 /año DETALLE DE MOVIMIENTOS DE AGUA EN LA BIOSFERA AmbientalAmbiental FísicaFísica Intercepción y transpiración 1

48 48 PRECIPITACIÓN LLUVIA Caída en la superficie Evaporada en la atmósfera Interceptada por la vegetación Drenada hacia el suelo Almacenamiento y evaporación Corrientes superficiales Estancadas y evaporadas Infiltrada en suelo Percolación profunda Retenida en suelo Almacenamiento subterráneo Crecimiento vegetación No usada vegetación No usada AmbientalAmbiental FísicaFísica

49 49 1 m 1 m 2 1 litro 1 mm PRECIPITACIÓN EN MILÍMETROS = LITROS / m 2 PRECIPITACIÓN. SU MEDIDA PLUVIÓMETRO Los pluviómetros lectura directa tienen un recipiente y un embudo. Cada 12 horas se vacía el recipiente en una probeta graduada con una sección diez veces menor que la de recepción, con lo que es posible establecer una relación entre la altura en la probeta y la precipitación en milímetros por metro cuadrado. AmbientalAmbiental FísicaFísica

50 50 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO ALBACETE/LOS LLANOS Coordenadas: N W Altitud: 704m Datos de precipitación (mm) PRECIPITACIÓN. EJEMPLO AmbientalAmbiental FísicaFísica

51 MEDIAS MENSUALES DE PRECIPITACIÓN. ALBACETE/LOS LLANOS Fuente: datos en AmbientalAmbiental FísicaFísica

52 52 Sobre aceleración de Coriolis (idioma inglés) Sobre anticiclones y borrascas Sobre CO 2 en la atmósfera (idioma inglés): Libros (inglés) BIBLIOGRAFÍA y DOCUMENTACIÓN S. Pal Arya, Introduction to Micrometeorology, 2 th Edition. University Press. Roland B. Stull, An Introduction to Boundary Layer Meteorology, Kluwer Academic Publishers John M. Wallace y Peter V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey. Academic Press AmbientalAmbiental FísicaFísica Revisión general sobre características de la atmósfera (muy completo; idioma inglés) La atmósfera en capítulo 3 y ciclos de los elementos en capítulo 4. Discusión sobre el origen del oxígeno atmosférico:


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