La atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra. Está compuesta principalmente por nitrógeno, oxígeno y vapor de agua. Regula el clima filtrando la radiación solar y produciendo fenómenos meteorológicos. Se divide en diferentes capas según cómo varían factores como la temperatura y la densidad del aire.

1. La atmósfera

2. La Atmósfera es la capa gaseosa que
rodea a la Tierra . Su límite inferior es la
parte sólida y líquida del planeta, pero su
límite superior es impreciso (1 000 - 40 000
km).
La atmósfera está unida al resto del
planeta por atracción gravitatoria ,
manteniéndose un equilibrio entre la fuerza de
la gravedad y la natural expansión de los
gases.
Es un sistema abierto. Aunque su
composición se mantiene casi constante, se
producen intercambios de materia con otros
subsistemas terrestres: vapor de agua, CO2,...

3. La atmósfera primitiva se formó
por desgasificación de la Tierra durante su
enfriamiento:
-Polvo atmosférico y gases emitidos por los
volcanes (Geosfera).
-Los seres vivos aportaron O2 y N2
rebajando el CO2 (Biosfera).
- Vapor de agua, sal marina, y compuestos de
azufre aportados por la Hidrosfera.

4. La composición de la
Atmósfera es la siguiente:
- Aire: mezcla de gases.
- Polvo atmosférico: aerosoles (partículas
muy pequeñas que se mantienen mucho
tiempo en suspensión en el aire), polvo, sales,
esporas, polen, microorganismos, hollín,...

5. -Aire : mezcla de gases.
Mayoritarios: N2 (78%), O2 (21%), argón (0,93%), CO2
(0,03%).
Minoritarios: en proporciones muy pequeñas, se miden
en partes por millón: CO, CH4, óxidos de N, H2, óxidos de S,...
Variables: vapor de agua y diversos contaminantes
(como el ozono troposférico).

6. Estructura vertical de la atmósfera

7. Troposfera
- Capa inferior de la atmósfera.
- Termina en la tropopausa.
- Su altitud (12 km de media) varía con: la latitud y las
estaciones.
- En ella se concentra el 80% de los gases atmosféricos . Es
la capa más densa .
-La presión atmosférica y l a temperatura disminuyen
desde su parte inferior hasta la tropopausa.
- En ella tiene lugar el efecto invernadero .
-Se denomina capa del clima ( fenómenos meteorológicos)
-Los contaminantes y del polvo en suspensión se acumula en
la denominada capa sucia (primeros 500 m).

8. Estratosfera
- Se extiende desde la tropopausa (12 km) a la estratopausa
(50-60 km).
- En ella el aire es muy tenue, debido a que su densidad es
baja.
- Sólo existen movimientos horizontales del aire debido a
su disposición en estratos.
- No existen nubes , salvo en su parte inferior, en la que se
forman unas de hielo, muy tenues (noctilucientes).
- En ella se encuentra la capa de ozono (entre los 15-30 km)
que impide que la radiación ultravioleta llegue a la Tierra.
- Aumenta la Tª, hasta 0ºC, la presión desciende
suavemente.

9. El ozono (O3) es un gas de olor picante que existe en toda
la atmósfera incluida la troposfera en la que es un
contaminante.
La mayor parte del ozono atmosférico se encuentra en
la estratosfera, por donde circula horizontalmente. La capa que
forma tiene un espesor variable (máximo en el ecuador y
mínimo en los polos). Las cantidades de ozono estratosférico
sufren también variaciones diarias y estacionales en función
de la cantidad de radiación solar recibida.
Los mecanismos de formación y destrucción natural
del ozono están en equilibrio dinámico , por lo que la
cantidad de ozono en la estratosfera debería mantenerse
constante :
Formación:
Fotolisis del O2 por la luz ultravioleta: O2 + UV O + O
-Formación del ozono: O + O2  O3 + calor

10. Mesosfera
- Se extiende desde la estratopausa hasta la mesopausa (80
km).
- Densidad del aire muy baja.
- Formación de estrellas fugaces (inflamación de los
meteoritos al rozar con las partículas de esta capa).
- La Tª disminuye hasta –80ºC.
- La presión sigue descendiendo muy suavemente

11. Ionosfera o termosfera
- Se extiende desde la mesopausa a la termopausa (600 km).
- La Tª aumenta hasta 1000ºC debido a la absorción de las
radiaciones solares de onda más corta (rayos X y gamma).
- Sus componentes están ionizados.
- Rebotan algunas ondas de radio emitidas desde la superficie
terrestre que hacen posible las comunicaciones.
- Se dan manifestaciones de luz y color: auroras polares

12. Las auroras polares son debidas al rozamiento
de los electrones que llegan del Sol con los gases
ionizados de esta capa. Son más frecuentes en el polo N
(auroras boreales) que en el S (auroras australes). Las
partículas solares son atrapadas por el campo magnético
terrestre que las dirige hacia los polos magnéticos.

13. Exosfera
- Se extiende desde la termosfera hasta aproximadamente 800 -
1 000 km.
- Tiene una densidad bajísima . El aire es tan tenue que no
puede captar la luz solar y, debido a ello, el color del cielo se va
oscureciendo hasta alcanzar la negrura del espacio exterior.

14. FUNCIÓN REGULADORA Y PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA
El Sol emite:
Partículas : protones y electrones.
- Radiaciones electromagnéticas :
De onda corta: rayos gamma, rayos X y parte del ultravioleta.
De onda media: radiación infrarroja y ultravioleta próxima y luz
visible.
De onda larga: ondas de radio, microondas y parte del infrarrojo.

16. La atmósfera como filtro protector
Sólo las radiaciones electromagnéticas situadas en el
centro del espectro consiguen atravesarla sin dificultad: en su
mayoría es luz visible (con algo de ultravioleta e infrarrojo
próximos).
Las radiaciones de longitud de onda corta y alta energía
(rayos gamma y rayos X) son filtradas por la termosfera. La
capa de ozono de la estratosfera absorbe la mayoría de la
radiación ultravioleta de onda más corta. Esta y los rayos
gamma y X son letales. Si todas estas radiaciones llegaran a la
Tierra, actuarían como cuchillos rompiendo moléculas debido a la
ionización de sus átomos.
Las radiaciones de longitud de onda más larga ( ondas de
radio) penetran pero quedan ahogadas por las emitidas desde la
Tierra. La mayoría de las radiaciones infrarrojas son absorbidas
en la troposfera por los gases que producen el efecto invernadero.

18. La atmósfera reguladora del
clima terrestre
- El efecto invernadero .
- Produciendo los fenómenos
meteo- rológicos que conforman
el clima.

19. La desigual incidencia de los rayos
solares sobre los distintos puntos de la superficie
terrestre genera grandes diferencias de Tª entre los polos
y el ecuador, que provocan un complicado sistema de
corrientes circulatorias (atmosféricas y oceánicas) con
el fin de reequilibrar las desigualdades térmicas.

20. En ese reequilibrio de calor participa la atmósfera por
medio de los fenómenos meteorológicos que tienen
lugar en ella y que conforman el clima de las distintas zonas
del planeta. Así enormes cantidades de agua son
evaporadas en los trópicos, y llevadas por los vientos,
son desplazadas a grandes distancias de su punto de
origen antes de precipitarse en forma de lluvia, nieve
o granizo sobre los mares y continentes .

21. En cuanto al balance energético
terrestre , la Tierra es un sistema en equilibrio
energético, de manera que la diferencia entre la
energía aportada al sistema y la que el sistema
devuelve debe ser cero. Gracias a esto la temperatura
climàtics.
media de la Tierra permanece constante (15ºC). Cuando
esto no suceda se puede producir un cambio climático.

23. DINÁMICA ATMOSFÉRICA
- Movimientos verticales: movimientos de
convección
-Movimientos horizontales: viento
- Circulación general de la atmósfera

24. Movimientos verticales de la atmósfera:
movimientos de convección
Los movimientos verticales que tienen lugar en la
troposfera se denominan movimientos de convección .
Se deben a variaciones de temperatura, humedad o
presión atmosférica .
Tipos de movimientos de convección
a.- Convección térmica
b.- Convección por humedad
c.- Movimientos verticales debidos a la presión
atmosférica

25. Convección térmica
Son originados por las diferencias de Tª entre la
parte superficial (más caliente y menos densa) y la
superior (más fría y densa) de la troposfera. Se forman
corrientes térmicas .
Aire frío y denso
Aire caliente y menos denso

26. Convección por humedad
Se origina por la presencia de vapor de agua en el
aire que lo hace menos denso que el aire seco:
+ humedad  - densidad
(ver libro)
Hay dos maneras de medirlo:
-Humedad absoluta
-Humedad relativa

27. Humedad absoluta : es la cantidad de vapor de
agua que hay en un volumen determinado de aire (g/m3).
Pero la cantidad de vapor de agua que hay en el aire
depende de la Tª:
Aire frío  admite poca humedad
Aire caliente  admite mucha humedad
Cuando el aire no puede admitir
más humedad se dice que está
saturado. Se puede construir una
curva de saturación . A cada
punto de la curva le corresponde
una Tª de saturación (en
abscisas) que se denomina punto
de rocío (Tª a la que se produce
condensación) y una cantidad de
humedad concreta (en
ordenadas).

28. Humedad relativa : es la cantidad, en %, de vapor de
agua que hay en 1m3 de aire en relación con la máxima que
podría contener a la Tª en la que se encuentra.
Humedad absoluta
Humedad relativa = ------------------------------- 100
Humedad máxima
Ej.:
Tª = 20º
Humedad absoluta = 10 g/m3
10 g/m3
Humedad relativa = --------------- = 0,58 -> 58 %
17 g/m3 Higrómetro de cabello

29. Cuando una masa de aire se eleva, se va enfriando hasta
alcanzar la Tª del punto de rocío, entonces el vapor de
agua comienza a condensarse y se hace visible. A la
altura a la que esto sucede, nivel de condensación ,
comenzará a visualizarse en forma de nube.
Para que se forme una nube es
necesario que la humedad
relativa sea del 100% y que
existan en la atmósfera núcleos
de condensación (polvo, humo,
óxidos de N,...). Una nube está
formada por millones de
pequeñas gotitas o pequeños
cristales de hielo que se
encuentran suspendidos en el
aire. El hielo se forma en la parte
más elevada de las nubes altas.

30. Movimientos verticales debidos a la
presión atmosférica
La presión atmosférica es la presión que ejerce la
atmósfera por unidad de superficie.
Varia con:
Altitud: a nivel del mar es de 1 atmósfera, 760 mm de
mercurio o 1013 milibares. Disminuye con la altura, ya que
la masa de aire es cada vez menor.
En un punto geográfico determinado depende de: la
humedad del aire y de la temperatura.
+ humedad  - densidad  - peso aire  - presión
atmosfér.
+ temperatura  + humedad  - presión
atmosférica

31. Isobaras: líneas que unen los puntos geográficos de
igual presión atmosférica.

32. Anticiclón (A): zona de alta presión atmosférica ,
rodeada de una serie de isobaras cuya presión disminuye desde el
centro hacia el exterior.
¿Cómo se forma un
anticiclón? Se forma cuando
una masa de aire frío (más denso)
que se halla situada a cierta
altura, tiende a descender hasta
contactar con el suelo. En la zona
de contacto se acumula mucho
aire (hay mucha presión) y el
viento tiende a salir desde el
centro hacia el exterior.

33. Borrasca o condición ciclónica (B) : zona de baja
presión atmosférica , rodeada de isobaras cuyos valores van
aumentando desde el centro hacia el exterior.
¿Cómo se forma una borrasca? Se produce
cuando existe una masa de aire poco denso
(cálido y/o húmedo) en contacto con la
superficie terrestre que comienza a elevarse
empujada por unas corrientes térmicas
ascendentes. Como consecuencia de su
elevación, en el lugar que previamente ocupaba
la masa, se crea un vacío (disminuye la presión)
que es ocupado por el aire frío de los
alrededores originándose un viento que sopla
desde el exterior hasta el centro de la borrasca.

35. Gradientes verticales
-Gradiente vertical de Tª (GVT)
- Gradientes adiabáticos

36. Gradiente vertical de Tª (GVT)
Representa la variación vertical de la Tª del aire
en condiciones estáticas o de reposo. Su valor suele ser
de 0,65ºC/100m.
Pero este valor de gradiente es teórico pues depende
de la altura, la latitud, la estación,...

37. Es frecuente encontrar
inversiones térmicas ,
espacio aéreo en el cual la Tª
aumenta con la altura en vez de
disminuir, es decir, el GVT es
negativo.
Estas inversiones impiden
los movimientos verticales del
aire al actuar como tapadera
(queda el aire frío abajo),
produciéndose nieblas, heladas,
… (sobre todo en invierno, pues
el suelo enfría la atmósfera
inmediata) y dificultando la
dispersión de los contaminantes.
Estas variaciones de la Tª
con la altura se pueden
representar mediante curvas de
estado.
temperatura
Curvas de estado

38. Gradientes adiabáticos
En la troposfera, los ascensos y descensos del aire
se producen con la suficiente rapidez como para que,
dada la mala conductividad térmica del aire, no se
intercambie calor con los gases de los alrededores. Es
decir, que los ascensos y descensos de aire se pueden
considerar como procesos adiabáticos (cuando no se
produce intercambio calorífico entre el sistema en el que
se realiza y el exterior).
Existen dos tipos de ascensos y descensos
adiabáticos, según se produzcan o no cambios de estado
en el vapor de agua de la masa de aire que se desplaza.
Los cambios de estado, en el caso de producirse,
implican liberación o absorción de energía.
Gradiente adiabático húmedo (GAH)
Gradiente adiabático seco (GAS)

39. Gradiente adiabático seco (GAS) es la
disminución o el aumento de temperatura que sufre una
masa de aire que asciende o desciende, cuando dentro
de esa masa de aire no se producen cambios de
estado del vapor de agua . Es un valor fijo: 1ºC/100 m.

40. Gradiente adiabático húmedo (GAH) es la
disminución o el aumento de temperatura que sufre una masa
de aire que asciende o desciende, cuando en ella tienen lugar
cambios de estado en el vapor de agua.
Por ejemplo, si una masa
asciende disminuye su
temperatura y si este descenso de
temperatura es suficiente como
para que se condense el vapor de
agua se libera una energía (calor
de vaporización) que ocasiona un
enfriamiento más lento de la masa
de aire ascendente; el gradiente
adiabático húmedo dependerá de
la cantidad de agua que se
condensa, un valor aproximado
puede ser 0,5ºC/100 m.

41. Condensación
(libera energía)
Vapor de agua Agua líquida
Evaporación
(consume energía)

42. No hay que confundir la variación de la temperatura del
aire ambiente (es decir, el que se encuentra en los diferentes
niveles atmosféricos considerados), lo que hemos llamado
gradiente vertical de Tª (curvas de estado ), con las
temperaturas sucesivas de una misma masa de aire cuando
asciende o desciende (su representación son las curvas de
evolución)
temperatura
curvas de estado curvas de evolución

43. Condiciones de inestabilidad
-Masa de aire caliente con movimiento ascendente
(GAS = 1ºC/100m) en el seno de una masa de aire estática
con GVT.
- Se forma una borrasca en superficie, lo que dará lugar
a un viento que converge desde el exterior hacia el
interior de la misma.
- Puede haber precipitaciones, si la
masa de aire ascendente contiene la
suficiente cantidad de vapor de agua
y este se condensa.
- Eliminación de la
contaminación, ya que el aire
ascendente provoca la elevación y
dispersión de la misma.

44. Condiciones de estabilidad o
subsidencia
-Masa de aire frío y denso con movimiento
descendente.
- Se forma un anticiclón en superficie, lo que dará
lugar a vientos divergentes .
-El aire al descender se va
secando y debido también a
los vientos divergentes hay
ausencia de
precipitaciones.
- Difícil de dispersar la
contaminación, sobre todo en
invierno si hay inversiones
térmicas.

45. Movimientos horizontales de la atmósfera
La atmósfera tiene también movimientos
horizontales que tratan de amortiguar las diferencias
de temperatura originadas por la mayor irradiación
solar en el ecuador que en los polos . El transporte
de calor desde las zonas con superávit a las de déficit es
llevado a cabo por el viento.
Si un anticiclón y una
borrasca se encuentran
próximos, el viento que sale
de los anticiclones penetra
en las borrascas, y por
arriba el que asciende en
las borrascas, desciende
por los anticiclones. Se
forman así las llamadas
células de circulación
del viento.

46. La trayectoria del viento no es rectilínea por dos
razones:
- la topografía: el relieve puede frenarlo, amplificarlo o
formar torbellinos.
- el efecto Coriolis .

47. El efecto Coriolis es una consecuencia del movimiento
de rotación terrestre y de su sentido antihorario (de oeste a este).
Dicha fuerza no es constante, alcanza su grado máximo en los
polos y disminuye progresivamente hacia el ecuador donde se
anula. El resultado es una desviación hacia la derecha en la
trayectoria inicial de un móvil en el hemisferio norte. Para un
móvil situado en el hemisferio sur la desviación será hacia la
izquierda.

48. Debido a la fuerza de Coriolis, los vientos que
circulan desde los anticiclones a las borrascas
son desviados y su trayectoria es tangencial a las
isobaras, girando, en el hemisferio norte, en sentido
horario en los anticiclones y antihorario en las
borrascas.

49. Circulación general de la atmósfera
Las causas de la circulación general de la
atmósfera son:
- La distinta insolación de la superficie
terrestre produce un calentamiento desigual .
- La rotación de la Tierra que produce el
efecto Coriolis y que impide que la trayectoria anterior
sea continua.
- Rozamiento contra la superficie del globo.

50. En las zonas ecuatoriales el calentamiento es
intenso debido a que los rayos solares inciden
verticales. Debido a ello, el aire caliente por contacto
con la superficie terrestre tenderá a ascender, dando
lugar a borrascas ecuatoriales (B).
En las zonas polares, las bajas temperaturas van
a provocar el aplastamiento del aire frío contra el suelo
y el asentamiento de un anticiclón polar (A)
permanente sobre ellas.
A
Por este motivo,
teóricamente, el viento
superficial podría recorrer el
globo terrestre de forma que, B
partiendo de los anticiclones
polares, en el sentido de los
meridianos, alcanzaría las
borrascas ecuatoriales.

52. Como consecuencia de esto en la circulación general de
la atmósfera podemos distinguir tres células de convección
(célula de Hadley , célula de Ferrel y célula polar ), en
lugar de una ya que la trayectoria de los vientos se ve
notoriamente modificada por la fuerza de Coriolis.

53. - Zona de borrascas ecuatoriales o zona de convergencia
intertropical (ZCIT) . En esta zona las lluvias son constantes
por la confluencia de los vientos alisios de ambos hemisferios,
lo que produce un ascenso convectivo muy enérgico. La ZCIT no
coincide con el ecuador geográfico, desplazándose
estacionalmente desde los 5º S hasta los 10º N.

54. - Los vientos de altura, generados por las bajas presiones ecuatoriales,
descienden en la zona de los anticiclones subtropicales , situados
hacia los 30º de latitud. Generan vientos divergentes: los alisios, que
soplan hacia el ecuador (proceden del nordeste en el hemisferio norte y
del sureste en el hemisferio sur) y los vientos del oeste (westerlies),
que soplan hacia las zonas templadas (proceden del suroeste en el
hemisferio norte y del noroeste en el hemisferio sur).

55. Los anticiclones subtropicales que se asientan sobre
continentes dan lugar a los mayores desiertos del planeta, debido a
que, como vimos antes, los vientos que salen de ellos impiden la
entrada de las lluvias.

56. - Zona de borrascas subártica o subantártica , hacia los 60º
de latitud. En ella confluyen los vientos del oeste que
transportan aire cálido con los fríos levantes procedentes de los
polos.
- Zonas de anticiclones polares de donde parte el viento frío
levante polar (vientos del este).