Procesos atmosféricos. Clima.

1. Tema 2: L’ATMOSFERA

2. Tema 2: l’ATMOSFERA 1 Composició, estructura 2 Història de l’atmosfera terrestre 3. Història del clima de la Terra 4. Funcions i balanç energètic de l’atmosfera 5. 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. N 2 78 % O 2 21 % Argó 0,9 % CO 2 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. 1. Composició, estructura 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 1 o C/100m ( GVT : gradient vertical de temperatura) fins arribar a valors de –70 a –80 o C. Tropopausa

6. 1. Composició, estructura Estratosfera: 20-60 km L’aire es manté estratificat i estable. S’anomena ozonosfera per què conté ozó que reté o absorbeix la radiació UV b i UV c per la qual cosa augmenta la temperatura fins uns 10 o C en el nivell superior. Estratopausa

7. 1. Composició, estructura Mesosfera: 60-80 km La temperatura torna a disminuir fins uns –90 o C. Hi ha núvols iridiscents i gel. Mesopausa

8. 1. Composició, estructura 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 o C 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 CO 2 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’aigua 10 % CO 2 5 % NH 3 , CH 4 , N 2 , SH 2 , SO 2 , etc. Fa 2.000 x 10 6 anys algunes cianofícies començaren a fer la fotosíntesi fins transformar-la en la mescla de gasos actual, una atmosfera de caràcter oxidant . A més: 3O 2 O - + O - + 2O 2 2O 3 L’O 3 en retenir els raigs UV va possibilitar el desenvolupament d’organismes a l’exterior de l’aigua i que realitzesin la respiració.

11. 2. Història de l’atmosfera terrestre 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. 2. Història de l’atmosfera terrestre El sol emet tota classe de longituds d’ona llumíniques en diferent quantitat

13. 2. Història de l’atmosfera terrestre També aquestes tenen diferent intensitat i efectes:

14. 3. Història del clima Canvis 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 CO 2 . 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 CO 2 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. 4. Balanç energètic de l’atmosfera Albedo : Quantitat d’energia que reflexe la Terra. Com més alt, més baixa serà la temperatura del planeta:

17. 4. Balanç energètic de l’atmosfera Tot cos calent o negre emet energia d’infraroig

18. 4. Balanç energètic de l’atmosfera 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%)

20. 4. Balanç energètic de l’atmosfera d) Efecte d’hivernacle: diversos gasos (CO 2 , CH 4 , NO x ) 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 o C i no uns -27 o C que es produiria si no existis aquest procés de contrarradiació.

23. 5. El clima 1. 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 clima 2. 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. 5. El clima 2. Circulació general de l’atmosfera 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. 5. El clima 2. Circulació general de l’atmosfera 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 clima 3. Zonació climàtica Dominis climàtics en grans trets: 0 o – 30o (N i S): climes càlids 30º - 60º (N i S): climes temperats 60º - 90º (N i S): climes freds Les diferències topogràfiques, geogràfiques, etc. generen que en cada lloc hi hagi uns microclimes específics.

28. 5. El clima Catalunya 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.