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METEOROLOGÍA La meteorología (del griego μετέωρον (meteoron): alto en el cielo, meteoro; y λόγος (logos): conocimiento, tratado) es la ciencia interdisciplinaria,

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3 METEOROLOGÍA La meteorología (del griego μετέωρον (meteoron): alto en el cielo, meteoro; y λόγος (logos): conocimiento, tratado) es la ciencia interdisciplinaria, fundamentalmente una rama de la Física de la atmósfera, que estudia el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen. Hay que recordar que la Tierra está constituida por tres partes fundamentales: una parte sólida llamada litósfera, recubierta en buena proporción por agua (llamada hidrosfera) y ambas envueltas por una tercera capa gaseosa, la atmósfera. Éstas se relacionan entre sí produciendo modificaciones profundas en sus características. La ciencia que estudia estas características, las propiedades y los movimientos de las tres capas fundamentales de la Tierra, es la Geofísica. En ese sentido, la meteorología es una rama de la geofísica que tiene por objeto el estudio detallado de la envoltura gaseosa de la tierra y sus fenómenos. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño3

4 METEOROLOGÍA APLICADA La meteorología aplicada tiene por objeto acopiar constantemente un máximo de datos sobre el estado de la atmósfera y, a la luz de los conocimientos y leyes de la meteorología teórica, analizarlos, interpretarlos y obtener deducciones prácticas, especialmente para prever el tiempo con la máxima antelación. Como la atmósfera es una inmensa masa gaseosa sujeta a variaciones constantes que, la mayoría de las veces se producen en el ámbito regional, su estado en un momento dado sólo puede ser conocido si se dispone de una red suficientemente densa de puestos de observación o estaciones meteorológicas, distribuidas por todas las regiones del globo, que a horas fijas efectúan las mismas mediciones (temperatura, presión, humedad, viento, precipitaciones, nubosidad, etc.) y transmiten los resultados a los centros encargados de utilizarlos. Una estación meteorológica es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboración de predicciones meteorológicas a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño4

5 Los instrumentos comunes y variables que se miden en una estación meteorológica incluyen: Termómetro, medida de temperaturas, en diversas horas del día. Termómetros de subsuelo (geotermómetros), para medir la temperatura a 5, 10, 20, 50 y 100 cm de profundidad. Termómetro de mínima junto al suelo, mide la temperatura mínima a una distancia de 15 cm sobre el suelo. Termógrafo, mide la fluctuación de la temperatura. Barómetro, medida de presión atmosférica en superficie. Pluviómetro, medida de la cantidad de precipitación. Psicrómetro o higrómetro, medida de la humedad relativa del aire y la temperatura del punto de rocío. Piranómetro, medida de la radiación solar global (directa + difusa). Heliógrafo, medida de las horas de luz solar. Anemómetro, medida de la velocidad del viento y veleta para registrar su dirección. Veleta, que indica la dirección del viento. Nefobasímetro, medida de la altura de las nubes, pero sólo en el punto donde éste se encuentre colocado. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño5

6 LA ATMOSFERA La atmósfera se compone de dos grupos de gases: constantes y variables. Los gases constantes se mantienen en una proporción casi permanente. Los más abundantes y su participación porcentual en la masa total atmosférica son: nitrógeno (78%), oxígeno (20.9%) y argón (0.9%). Los gases variables son los que cambian en mayor proporción y los más importantes son el vapor de agua y el dióxido de carbono; ambos presentan grandes variaciones estacionales y de largo plazo. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño6

7 CAPAS DE LA ATMOSFERA TROPOSFERA (O-16Km) En esta capa la temperatura disminuye con la altura a una rata de 0.65°/100 m. Y se caracteriza porque en ella se originan la mayor parte de los fenómenos determinantes del estado del tiempo. ESTRATOSFERA (16-50Km) En la cual la temperatura aumenta hasta alcanzar los 0°C. MESOSFERA (50-85Km) En la cual disminuye la temperatura hasta alcanzar –95°C. TERMOSFERA En la cual se observa un aumento progresivo de la temperatura. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño7

8 ¿QUÉ ES EL TIEMPO? El tiempo es la manifestación de la dinámica de la atmósfera en un lugar y momento determinados. La dinámica de la atmósfera al distribuir la masa (vapor de agua y otros gases) y la energía (calor y movimiento) genera variaciones espaciotemporales de elementos como la temperatura, la presión y la humedad, lo cual produce en un lugar y tiempo determinados condiciones cálidas o frías, húmedas o secas, de cielo nublado o de cielo despejado, situaciones de lluvia, etc. Estos fenómenos se conocen como estado del tiempo. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño8

9 ¿QUÉ ES EL CLIMA? El clima es el conjunto fluctuante de las condiciones atmosféricas, caracterizado por los estados y evoluciones del estado del tiempo, durante un periodo de tiempo y en un lugar o región dada, y controlado por los denominados factores forzantes, factores determinantes y por la interacción entre los diferentes componentes del denominado sistema climático (atmósfera, hidrosfera, litosfera, criósfera, biosfera y antropósfera). 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño9

10 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño10

11 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño11 El sol es la estrella más próxima a la Tierra y se encuentra a una distancia promedio de 150 millones de kilómetros. Es la principal fuente primaria de luz y calor para la Tierra. Un análisis de su composición en función de su masa establece que contiene un 71% de Hidrógeno, un 27% Helio, y un 2% de otros elementos más pesados. Debido a que el Sol es gas y plasma, su rotación cambia con la latitud: un periodo de 24 días en el Ecuador y cerca de 36 días en los polos (Ver tabla 1). La diferencia en la velocidad rotacional conjuntamente con el movimiento de los gases altamente ionizados generan sus campos magnéticos (Ver figura 2).

12 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño12 Para efecto de utilización de la energía solar, el Sol puede considerarse de manera simplificada como un cuerpo negro [1] a una temperatura de 5.762°K. A esta temperatura el Sol emite energía que se propaga por el espacio a la velocidad de la luz y recorriendo la distancia media Sol-Tierra en 8 minutos 18 segundos; esta notable lentitud del flujo de energía es de gran importancia para la vida en el planeta Tierra, pues asegura un suministro estable de energía, minimizando cualquier variación que pudiera ocurrir en el centro solar. La energía solar que ingresa a la Tierra representa su principal fuente energética; el Sol proporciona el 99,7% de la energía usada para todos los procesos naturales. La energía solar se crea en el interior del Sol, donde la temperatura llega a los 15 millones °K, con una presión altísima, que provoca reacciones nucleares. Se liberan protones (núcleos de hidrógeno), que se funden en grupos de cuatro protones para formar partículas alfa (núcleos de helio). Cada partícula alfa pesa menos que los cuatro protones juntos. La diferencia se expulsa hacia la superficie del Sol en forma de energía. En este proceso, cada segundo, una masa aproximada de 4,4 millones de toneladas irradia 3,96x1023 kilovatios. Un gramo de materia solar libera tanta energía como la combustión de 2,5 millones de litros de gasolina.

13 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño13 La Radiación Electromagnética proveniente del Sol se propaga radialmente en el espacio vacío y su intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia. Debido a que la densidad de partículas en el espacio es muy pequeña (10-8 Kg/m3), la radiación solar prácticamente no interactúa con la materia en su recorrido hasta la capa exterior de la Tierra. La energía transmitida por las ondas electromagnéticas no fluye en forma continua sino en forma de pequeños paquetes de energía. A estos conjuntos discretos de energía se les denominan fotones. La cantidad de energía de los fotones es menor o mayor según la longitud de la onda electromagnética. La energía de los fotones de las ondas largas, como las de radio y televisión es muy pequeña. En cambio, la energía de los fotones de las ondas muy cortas, como los rayos X es grande. En la parte superior de la atmósfera terrestre, sobre una superficie perpendicular a la radiación, se presenta una potencia promedio de w/m2, cantidad denominada Constante Solar..

14 RADIACION SOLAR Medir la radiación solar es importante para un amplio rango de aplicaciones. Sus efectos traen consecuencias en el sector de la agricultura e ingeniería destacándose, entre otros, el monitoreo del crecimiento de plantas, análisis de la evaporación e irrigación, arquitectura y diseño de edificios, generación de electricidad, diseño y uso de sistemas de calentamiento solar, implicaciones en la salud (ej. cáncer de piel), modelos de predicción del tiempo y el clima, y muchas otras aplicaciones más. La radiación solar es la energía emitida por el sol, que se propaga en todas las direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas. Esa energía es el motor que determina la dinámica de los procesos atmosféricos y el clima. La energía procedente del sol es radiación electromagnética proporcionada por las reacciones del hidrógeno en el núcleo del sol por fusión nuclear y emitida por la superficie solar. La radiación solar nos proporciona efectos fisiológicos positivos tales como estimular la síntesis de vitamina D, que previene el raquitismo y la osteoporosis; favorecer la circulación sanguínea actuando en el tratamiento de algunas dermatosis y en algunos casos estimulando la síntesis de los neurotransmisores cerebrales responsables del estado anímico. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño14

15 RADIACION ULTRAVIOLETA (UV) El Sol emite una gran cantidad de energía a la Tierra, de la cual sólo un 7% corresponde a la radiación ultravioleta (UV). Esta radiación ultravioleta (UV) es una forma de energía radiante invisible que cubre el rango de longitudes de onda entre los 100 y los 400 nanómetros y usualmente es clasificada en tres categorías (constituida por longitudes de onda ascendentes que van desde el UV-C, UV-B y UV-A) de acuerdo con la longitud de onda (mientras más corta sea la longitud de onda de la radiación UV, biológicamente es más dañina): UV-A entre 320 y 400 nm UV-B entre 280 y 320 nm UV-C entre 100 y 280 nm 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño15

16 RADIACION ULTRAVIOLETA (UV) La radiación solar viaja a través de la atmósfera terrestre antes de llegar a la superficie y en este recorrido toda la radiación UV-C y el 90% de la UV-B es absorbida por gases como el ozono, vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono, mientras que, la radiación UV- A es débilmente absorbida en la atmósfera. Debido a lo anterior, la radiación UV que alcanza la superficie de la tierra está compuesta en gran parte por la radiación UV-A (98%) y en menor grado por la UV-B (2%). En el ser humano, una exposición prolongada a la radiación solar UV puede producir efectos agudos y crónicos en la salud de la piel, los ojos y el sistema inmunitario. Las quemaduras solares y el bronceado son los efectos agudos más conocidos de la exposición excesiva a la radiación UV; a largo plazo, se produce un envejecimiento prematuro de la piel como consecuencia de la degeneración de las células, del tejido fibroso y de los vasos sanguíneos inducida por la radiación UV. La radiación UV puede producir también reacciones oculares de tipo inflamatorio, como la queratitis actínica. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño16

17 En Colombia no hay estaciones como en otros países, pero el relieve permite poseer tierras con distintas temperaturas, a las cuales se puede trasladar para descansar o por razones de salud. Colombia, por estar situada en la Zona Tórrida, debería tener clima tropical, de temperaturas elevadas durante todo el año. Pero la conjugación de una serie de factores como sus cordilleras y montañas de acuerdo con la altura, le dan variedad de climas que influyen en la vegetación y en la fauna. Se pueden agrupar estos factores en dos tipos fundamentales, así: factores geográficos y atmosféricos.

18 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño18

19 RADIACION SOLAR EN COLOMBIA La región de mayor radiación solar en el país es la península de La Guajira y sus valores máximos se presentan en el mes de julio, con promedios superiores a 650 cal/cm2/día. Este valor desciende gradualmente hasta diciembre, mes en que se presenta el valor mínimo de 530 cal/cm2/día. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño19

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21 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño21

22 TALLER PARA GRADO SEPTIMO EN EQUIPOS DE 4 INTEGRANTES TOMAR FOTOS DE 4 OBJETOS QUE NO ESTEN EN EQUILIBRIO TRASLACIONAL Y ROTACIONAL DIBUJAR LAS FUERZAS SOBRE ELLOS. TOMAR FOTOS DE ANTENAS DE RADIO. CONSULTAR LA RADIACION SOLAR DEL LUGAR. 21/08/2011Elaboró: Yovany Londoño22


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