L’Atmosfera
o
L’origen i composició de l’atmosfera
o
Estructura vertical de l’atmosfera
o
La radiació tèrmica que emet la Terra. Funció protectora i
reguladora
o
Dinàmica atmosfèrica
o
Climes
o
Meteorologia
o
El temps atmosfèric. Fenòmens meteorològics
o
Aerologia
o
Impactes sobre l’atmosfera
o
Efectes dels contaminants. Impactes globals.
o
Detecció, prevenció de la contaminació atmosfèrica
o
Riscos derivats de la dinàmica. ”El Niño”.
Estudi en diverses escales:
1. Escala planetària: zonació climàtica i processos com “El Niño”, que tenen una periodicitat d’anys o dècades.
2. Escala d’hemisferi: seqüència de les estacions, amb oscil·lacions en les Tº i les precipitacions de periodicitat anual.
3. Escala regional: fenòmens meteorològics com les tempestes, anticiclons, huracans, que són processos de dies, o setmanes
4. Escala local: fenòmens aerològics: brises costaneres, que duren hores.
Clima: es defineix pels valors mitjans de pluviositat i
de Tº anuals registrats al llarg de molts anys.
Es representen als CLIMOGRAMES
Com més gran és el període de temps del qual es
tenen dades recollides sobre Tº i precipitacions
ESTUDI DEL CLIMA
TENDÈNCIES PATRONS FLUCTUACIONS
Modificacions en una o més variables climàtiques en què el sentit es manté al llarg de decennis i fins i tot segles.
Indiquen canvis en el clima d’una regió
Ex: clima àrid al Sud d’Espanya
Desviacions dels valors mitjans de les Tº o la pluviositat, que presenten una periodicitat d’uns quants anys.
Ex: pluges torrencials (cicles d’uns 11 anys)
Fenomen climàtic de “El Niño”
Desviacions breus i locals de valors mitjans de les Tº i la pluviositat.
Imprevisibles
Per obtenir els valors mitjans s’eliminen aquestes fluctuacions.
FACTORS CLIMA:
1. LATITUD: Tº i dinàmica de les masses d’aire (ZONA CLIMÀTICA)
2. ALTITUD: influeix en la Tº
3. PROXIMITAT AL MAR: esmorteeix o extrema les diferències tèrmiques entre estiu i hivern.
Zones de convergència
⇒
Zonació climàtica
- Aire calent (equador) i aire fred (pols) es barregen originant vents freds que van cap a l’equador, i vents càlids que circules cap als pols.
- Aquestes masses d’aire es desvien a causa de l’acceleració de Coriolis o EFECTE CORIOLIS ⇒ deriven cap a l’oest o cap a l’est.
3 MASSES AIRE
1. Aire polar
CONCEPTES BÀSICS:
- Zones climàtiques: distribució en bandes paral·leles a
l’equador que segueixen les zones de convergència
de l’atmosfera. Límits irregulars
- Climes zonals: climes que es corresponen amb les
seves respectives zones climàtiques. Ex: Sàhara
està situat a la zona de convergència tropical,
Grenlàndia a la zona polar.
- Climes azonals: regions concretes hi ha un clima
diferent del que correspondria en aquella zona
climàtica. Queden ubicats fora de la seva zona
climàtica.
Els climes de Catalunya:
El clima de Catalunya és fonamentalment mediterrani (clima temperat d’estiu càlid) però, degut al relleu que presenta, no és uniforme i ens ofereix nombrosos microclimes agrupats en dos dominis principals:
- Domini mediterrani: Pirinenc, Prepirinenc, Continental, Prelitoral, Litoral
6. Meteorologia
La Meteorologia estudia l’activitat de la troposfera
-‐ Troposfera: desplaçaments de masses d’aire que poden ser verticals
(CONVECCIÓ), o horitzontals (ADVECCIÓ).
-‐ Fenòmens meteorològics: resultat de moviments i de l’intercanvi d’energia tèrmica que es produeix entre les masses d’aire quan estan a diferents temperatures.
CONVECCIÓ:
Desplaçament vertical de les masses d’aire que es pot produir per diverses causes:
Ø SUBSIDÈNCIA: És l’enfonsament d’una massa d’aire que forma corrents descendents. L’escalfament de l’aire descendent dissipa la nuvolositat. Ex: els anticiclons
ADVECCIÓ:
Desplaçament horitzontal de les masses d’aire pot ser produït per:
Ø La tendència de l’aire a moure’s en direcció N-‐S degut a les diferències
de Tº entre les latituds més fredes i les més càlides. Ex: vents elisis (moviment en superfície de l’aire tropical cap a l’equador).
Ø Les oscil·∙lacions de les masses d’aire a ambdós costats de les zones de
convergència.
ü Produeix l’entrada de masses d’aire fred a l’interior d’altres masses
més calentes i viceversa.
ü Les borrasques i els fronts freds i calents associats a aquestes són el
Ø
El flux d’aire des de zones d’anticicló a zones de borrasca
=
zones amb P atm. alta cap a zones de baixes pressions.
HUMITAT DE L’AIRE I PUNT DE ROSADA
-‐ Humitat absoluta: quantitat de vapor d’aigua per unitat de volum d’aire. El vapor es mesura en grams (g) i el volum d’aire en metres cúbics (m3).
-‐ Humitat relativa: percentatge d’humitat, en forma de vapor, que té l’aire sobre el total que pot tenir a una Tº determinada, ja que aquesta quantitat total depèn de la seva Tº (directament proporcional).
7. El temps atmosfèric. Els fenòmens
meteorològics
A mesura que una massa d’aire ascendeix
➜
menys
PRESSIÓ
➜
massa d’aire s’expandeix
➜
ES REFREDA
(1°C per
cada 100m d’ascens)
= GRADIENT ADIABÀTIC* SEC (GAS)
Durant l’ascens, la massa d’aire travessa el punt de rosada
➜
condensació del vapor
➜
irradia calor
➜
refredament de la
massa d’aire sigui més lent
⇒
0,5°C per cada 100m
=
GRADIENT ADIABÀTIC HUMIT (GAH)
*Adiabàtic: ascens amb conservació de calor, humitat i quantitat de moviment. Quan tenim ascens adiabàtic es produeix expansió i refredament del gas.
Refredament que segueix el GAH
GRADIENT TÈRMIC VERTICAL
Gradient vertical estàtic de Tº (GVT): variació vertical de la temperatura de l’aire en condicions estàtiques o de repòs (0,6ºC/100 m) en un indret determinat, però canvia segons les condicions reals en el moment de mesurar-lo
- Les corbes d’estat són la
representació de la variació de la Tº amb l’alçada. Representen la “situació real d’una massa d’aire”.
- El GTV és la variació de Tº
A la troposfera els ascensos i descensos d’aire es produeixen de forma adiabàtica, degut a la poca conductivitat tèrmica de l’aire i a la relativa rapidesa dels moviments verticals d’aire.
- Quan una massa d’aire ascendeix o descendeix està sotmesa a diferent PRESSIÓ i pateix canvis de TEMPERATURA:
- Una compressió adiabàtica (descens) dóna lloc a un escalfament
- Una expansió adiabàtica (un ascens) comporta un refredament
Temperatura ↑↑
Pressió ↑↑ Temperatura ↓↓
Pressió ↓↓ VOLUM ↓↓
VOLUM ↑↑
Transformacions adiabàtiques sense transferir calor EXPANSIÓ
Te m pe ra tu ra ↑ ↑ Pr es si ó ↑ ↑ Te m pe ra tu ra ↓ ↓ Pr es si ó ↓ ↓ VO LU M ↓ ↓ VO LU M ↑ ↑ EX PA N SIÓ CO M PR ES SI Ó
Opcions d’una Bombolla en moviment segons l’aire circumdant
Tº exterior < Tº interior
Tº exterior > Tº interior
ASCENS
DESCENS
Densitat menor que l’entorn
Densitat igual que l’entorn
Aquestes representacions són útils per realitzar previsions:
Ø INESTABILITAT TÈRMICA: una massa d’aire és inestable quan està considerablement més calenta en les capes més baixes que en les altes.
ü Té lloc quan el GTV té un valor més gran que el del GAS (es queda a la seva esquerra) i es produeix convecció a l’atmosfera.
Perquè l’aire pugui pujar, l’aire
exterior s’ha de refredar més ràpid que l’interior = el GTV és major que el GAS)
Ø ESTABILITAT ATMOSFÈRICA o INVERSIÓ TÈRMICA: una massa d’aire és estable quan la seva temperatura augmenta amb l’alçada en lloc de disminuir.
ü Sol donar-se degut a l’existència d’una capa d’inversió a certa alçada.
ü També pot formar-se si el GTV és menor que el GAS (es queda a la seva dreta)
Anticicló es pot generar:
- No hi ha moviments verticals, el GTV és menor que el GAS
lA NUVOLOSITAT I LES PRECIPITACIONS
- Quan la humitat relativa
arriba al màxim
(saturació
d’humitat)
les
gotes
formades per condensació
s’adhereixen a partícules en
suspensió en l’atmosfera.
Ø Ascensió orogràfica: massa d’aire es veu forçada a ascendir a causa d’una muntanya. Es refreda i es condensa.
Ø Convecció: Superfície de la terra s’escalfa pel sol i l’aire amb contacte amb ella augmenta la temperatura, puja, es refreda i es condensa.
Ø Convergència: Es dóna en les àrees depressionàries, zones de baixa pressió es produeix una convergència dels vents en produir-se una ascensió de l’aire.
Ø Contacte de masses d’aire a temperatura diferent: Dues masses de temperatura diferent xoquen i una és empesa per l’altre cap amunt.
Ø Refredament per contacte: Quan l’aire calent entra en
contacte amb un cos fred es refreda i es condensa.
MAPES METEROLÒGICS
Informació procedent d’observatoris meteorològics ⇒ MAPES
METEOROLÒGICS
Ø Mapa d’isòbares: són línies que uneixen punts que tenen la mateixa pressió atmosfèrica, mesurada en mil·libars (mb).
Ø Mapa d’isohipses: les isohipses indiquen l’altitud, mesurada en decàmetres, a la qual la P atm. té un valor determinat.
8. Aerologia
Fenòmens aerològics: interacció entre masses d’aire, però a escala local i en intervals de temps més petits (minuts i hores)
ASCENDÈNCIA TÈRMICA:
BRISES MARINES: A les zones costaneres d’intensa insolació, la Tº de la superfície vaira molt entre el dia i la nit, mentre que la del mar oscil·la poc.
- Durant el dia l’aire sobre la superfície està més calent que el situat sobre el mar i tendeix a ascendir aspirant l’aire fresc marí, format la BRISA MARINA.
RESTITUCIÓ: A les zones envoltades de relleus, la confluència de brises marines genera l’expulsió de l’aire calent acumulat al llarg del dia a la vall. L’aire fresc passa a ocupar la zona més baixa del relleu i l’aire càlid es queda damunt.
INVERSIÓ: a les valls i a les zones rodejades de relleu, l’acumulació d’aire fred pot produir una situació aerològica local d’INVERSIÓ, que afavoreixi l’acumulació de contaminants.