Tema 2: SISTEMAS FLUÍDOS DA TERRA
Transcript of Tema 2: SISTEMAS FLUÍDOS DA TERRA
Ciencias da Terra e do Medio Ambiente
Tema 2:
SISTEMAS FLUÍDOS
DA TERRA
1ªAVALIACIÓN *Quincena 1
Tema 1: Medio ambiente e humanidade
* Quincena 2
Tema 2: Sistemas fluídos da Terra
*Quincena 3
Tema 3: Meteoroloxía e climatoloxía
* Quincena 4
Tema 4: Impactos na atmosfera e hidrosfera
Tema 2: “Sistemas fluídos da Terra
A: Atmosfera 1. Formación
2. Composición actual
3. Estrutura
4. Función protectora e reguladora
5. Física
6. Dinámica
7. Circulación xeral
B: Hidrosfera 1. Concepto e propiedades da auga
2. Recipientes hídricos
3. Balance e ciclo
4. Características físicas dos medios acuáticos
5. Dinámica hídrica
1.- ATMOSFERA
1.1. Formación da atmosfera:
- A atmosfera é a envoltura gasosa que rodea un planeta.
- Formación: 4.600 Ma por desgasificación das capas externas do planeta (codia)
- Atmosfera primitiva lixeiramente redutora (sen O2): vapor de auga, CO
2 , N
2 , H
2 , CO ...
-Hai 2.500 ma, cambio a atmosfera oxidante pola actividade fotosintética bacteriana libera O2, dando unha
composición como a de hoxe en torno a 1000 Ma
1.2. Composición actual da atmosfera:
a) Gases maioritarios: N2 78%, O
2 21%, Ar 0,93%, CO
2 0,036% ( )
b) Gases raros (p.p.m.): He, Ne, H, O3 NOx, SOx, NH
3, CO, etc
c) Compoñentes variables: vapor de auga, partículas en suspensión como sal mariño, pole, po, cinzas, m.o.
A densidade da atmosfera é maior en zonas baixas pola gravidade (1/2 da masa nos 6 km)
Segundo a composición, divídese
Homosfera: nivel mar ata 80-100 km, composición uniforme por mestura (aire)
Heterosfera: de 80-100 ata o espazo exterior, non hai mestura de gases
Entre ambas a Homopausa
1. 3 Estrutura da atmosfera: 5 capas
Troposfera (0 a 9-16 km): capa do clima -Dende o nivel do mar ata a tropopausa (9 km nos
polos e16 no ecuador). Media 12 km.
-Zona das nubes e dos fenómenos climáticos
-Movementos verticais e horizontais (ventos)
-Auga e CO2 pola proximidade a biosfera e hidrosfera
-Po en suspensión (capa sucia): 500 m
-Gradiente vertical de temperatura (GVT): a
temperatura diminúe co ascenso ata acadar -70ºC na
tropopausa.
Tropopausa (9/16km) (-70ºC)
Estratosfera
-Límite superior a 50 km: estratopausa
- Gases en capas ou estratos (hai movementos
horizontais, pero non verticais)
-Entre 15 - 30 km contén a ozonosfera ou capa de
ozono (O3) con función protectora: filtra gran parte
radiación uv solar, nociva para a vida (mutacións).
- A absorción de uv produce aumento da
temperatura ata 0ºC na estratopausa
estratopausa (50km) (0ºC)
Mesosfera
-última capa de homosfera
-estrelas fugaces (ignición de meteoritos)
-a temperatura descende, chegando no seu
límite superior, a mesopausa, a -140ºC.
mesopausa (80km) (-140ºC)
Termosfera ou Ionosfera
-límite superior a 500 km (coincide co límite do
escudo magnético)
-densidade moi baixa
-ionización dos gases por absorción de radiación
de alta enerxía (raios X e gamma, incompatibles coa
vida)
-T aumenta a causa da absorción ata 1000º C
-nesta capa se reflicten as ondas de radio, se
producen as auroras e se desintegran a maioría dos
meteoroides
Exosfera -última capa, sen límite superior claro
-maior influenza da atmosfera solar (do
“vento solar”) que da terrestre
1.4 Función protectora e reguladora da atmosfera
Función protectora: termosfera, estratosfera e magnetosfera
- Función realizada polas capas da atmosfera que impiden que radiacións de alta enerxía,
prexudiciais para a vida, acaden a superficie terrestre.
-ionosfera ou termosfera: absorbe raios X e gamma, que destruirían as biomoléculas
-capa de ozono da estratosfera : absorbe gran parte do uv que causa mutacións nos xenes
(A causa da absorción de radiación nestas capas aumenta a temperatura coa altura).
-magnetosfera que protexe do “vento solar” (partículas cargadas emitidas polo Sol que son
desviadas polo escudo magnético terrestre).
Función reguladora do clima: efecto invernadoiro natural
-gases da troposfera ( CO2, vapor de auga)
-son transparentes á radiación
-reteñen parte da calor que a superficie emite (infravermellos): incremento térmico
T media en superficie é de 15º C, valor idóneo para a vida, en lugar dos -20ºC)
Efecto invernadoiro natural:
Calor emitido ao espazo
1.5 Física atmosférica
- Presión atmosférica
-peso da columna de aire por unidade de superficie
-a nivel do mar 1 atmosfera (1 atm =1.013 mb = 760 mm de Hg)
-diminúe coa altitude (5.500 m a presión é a metade que a nivel do mar)
-perda de densidade
-diminución do espesor da columna de aire
-Coa latitude, radiación solar orixina
-zonas de alta e baixa presión
-zonas cálidas teñen menor presión que as frías
-o aire quente se expande ao ser menos denso
-(distinguir calor de bo tempo, temperatura vs precipitación)
-O aire desprázase (vento) de alta presión ás de baixa (de anticiclóns a borrascas):
A B
-As liñas que unen puntos de igual presión son as isóbaras
1.5 Física atmosférica
- Auga na atmosfera
-proximidade de masas de auga (mar, lagos, ríos, encoros)
-T do aire: aire cálido pode conter máis vapor
-o punto de rocío á temperatura á cal a humidade relativa é 100 %
-T cambia, a humidade relativa varía, aínda que non cambie a absoluta,
-polo que o arrefriamento implica condensación (ou sublimación de xeo). Ex o rocío e as xeadas
-Temperatura
-na troposfera diminúe coa altitude a razón de 0,65ºC /100 m de ascenso Gradiente Vertical Térmico (GVT)
-non diminúe nas capas protectoras (estratosfera e termosfera), porque absorben (uv; X e gamma)
-Efecto Coriolis: efecto que se produce a causa do movemento de rotación da Terra afectando
a todo o que se desprazan pola súa superficie. É virtual e depende da latitude (nula no ecuador e
máxima nos polos).
-Hemisferio Norte
-anticiclóns xiran en sentido horario
-borrascas antihorario
-Hemisferio Sur: ao revés
Coriolis desvía cara a dereita no
hemisferio norte, e cara a esquerda no
hemisferio sur. Inflúe na circulación xeral
da atmosfera e hidrosfera, e no sentido de
xiro do vento en anticiclóns e borrascas.
- Enerxía na atmosfera: Balance enerxético
A radiación solar chega á Terra
-radiacións X e gamma son absorbidas pola termosfera
- a maioría do UV é absorbida na estratosfera (ozonosfera)
-a visible e infravermella pasan a través da atmosfera ata superficie
-parte da radiación absorbida é reemitida ao espazo como calor (infravermello lonxano)
-CO 2 e o vapor de auga captan parte desta calor
-o efecto invernadoiro natural
-T media na superficie: 15ºC
-Parte da radiación incidente é reflectida ao espazo (non absorbida)
-albedo
-inflúe no clima arrefriando
-superficies claras é maior (neve, nubes)
1.6. Dinámica atmosférica
-os movementos verticais das masas de aire (convección), e por diferenzas de:
-presión (alta presión en anticiclóns e baixa nas borrascas)
-humidade (o aire húmido é máis lixeiro que o seco)
-T (o aire quente é menos denso que o aire frío)
1.7 Gradientes verticais de temperatura. Inversión térmica
A representación dos gradientes en gráficas denomínase “curvas de estado”
GVT (gradiente vertical de temperatura)
-A varición de T do aire coa altura, en condicións estáticas
-0,65 ºC / 100 m
GAS (gradiente adiabático seco)
-variación de T dunha masa de aire non saturado e en movemento
-É dinámico e contén auga en forma de vapor
-1ºC / 100 m
GAH (gradiente adiabático húmido)
-afecta a masas de aire en movemento, a partir do punto en que hai condensación e se forman nubes
-0,3ºC 0,6ºC /100 m, segundo a humidade.
Inversión térmica
-T aumenta coa altura, en lugar de diminuír
- GVT é negativo
-estabilidade atmosférica, impedindo o movemento vertical de aire, pois actúan como tapadeiras que
-dificultando a dispersión de contaminantes e a formación de néboas
-termopausa é unha inversión térmica permanente
1.8 Estabilidade e inestabilidade atmosféricas
GVT ᐳ GAS: Inestabilidade atmosférica:
-hai convección
-o ascenso determina que baixe a presión atmosférica, (borrasca)
-o aire que ascende se arrefría, pode haber condensación (nubes e risco de precipitacións)
-co ascenso de aire dispersión da contaminación
GAS ᐳ GVT: Estabilidade atmosférica
-non hai convección
-o aire queda estancado ou pode descender (subsidencia)
-a estabilidade vai ligada a situacións anticiclónicas ou de inversión térmica
-non precipitacións
-favorece o smog ou boina de contaminación
1.9 A circulación xeral da atmosfera
1.9 A circulación xeral da atmosfera
2.- HIDROSFERA
2.1 Concepto e propiedades da auga
é o subsistema terrestre formado por toda auga nos 3 estados (sólido, líquido e gasoso)
-mares e océanos,
-ríos e lagos
-auga do solo, subsolo
-atmosfera
2.2 Os recipientes hídricos
2.3 Balance hídrico e ciclo da auga
-nubes e océanos almacenan e transportan enerxía en forma de:
-Calor sensible -indica a enerxía cinética das moléculas (temperatura)
-transporte (radiación, conducción, convección)
-Calor Latente -é a enerxía absorbida e almacenada por un fluido pola evaporación ou fusión
2.4 Características físicas dos medios acuáticos
Tempo de residencia
-atmosfera e ríos 10 - 20 días
1 - 100 anos
300 - 5000 anos ata o millón de anos (auga fósil)
8000 anos
3.000-30.000 anos
-lagos
-acuíferos
-glaciares
-mar
Salinidade -augas salgadas cun valor medio de 35 g/l.
-solubilidade dos gases diminúe ao aumentar a temperatura
-a auga quente empobrécese en osíxeno
Distribución da luz
-zona fótica (fotosíntesis) 20-200 m
-zona afótica
Temperatura coa profundidade
-termoclina impide a mestura de augas
-na capa superficial esgótanse os nutrientes ao ser consumidos
-nas capas frías profundas son ricas en nutrientes pero pobres en osíxeno
-a termoclina depende da latitude e da estación
2.5 Dinámica hidríca
2.5.1 Dinámica hídrica continental: superficial e subterránea
-Superficial
-auga de arroiada, torrentes, ríos, glaciares, lagos, humedais
-cunca hidrográfica (ríos+ afluentes)+ auga subterránea = cunca hidrolóxica
-Auga subterránea, acuíferos ou auga freática
-zona de saturación
-zona de aireación ou vadosa
-Tipos de acuíferos:
- acuífero libre
- acuífero confinado ou cautivo
2.5.2 Dinámica hídrica oceánica
a) correntes mariñas
- A causa do vento, da forza de Coriolis, e das diferenzas de densidade
-Dous tipos de correntes oceánicas:
-superficiais (enriba da termoclina)
-profundas (debaixo da termoclina)
-influenza no clima
-transporte de calor dende latitudes baixas a altas
-suavizan zonas frías e refrescan zonas ecuatoriais - tropicais (fita transportadora de calor)
correntes superficiais
Correntes profundas (circulación termohalina)
-debaixo da termoclina, máis lentas que as superficiais e orixinadas por diferenzas de densidade
-depende da temperatura e salinidade: a auga será máis densa canto máis fría e salgada
fita transportadora oceánica
Afloramentos
-son correntes de ascenso de augas profundas frías e cargadas de nutrientes cara a superficie
-orixinan zonas de grande riqueza biolóxica, pesqueira e marisqueira.
-mecanismos:
a) Ventos costeiros constantes que sopren cara ao mar, como os alisios
-desprazan nubes e auga superficial mar adentro
-o desprazamento vaise compensar co ascenso de auga profunda fría e rica en nutrientes
-zonas moi ricas en pesca (California, Perú, Namibia e Sahara)
-escasas precipitación (desertos costeiros)
Fenómeno "El Niño" (ENSO), neutral e "La Niña"
b) por circulación termohalina en mares, rías ou esteiros onde haxa aporte de auga fría
-por fusión de icebergs ou cambio de estación
-a auga superficial tenderá a afundirse ao ser máis densa
-a consecuencia é un afloramento de auga profunda fértil
-habitual en latitudes frías e mornas, cando desaparece a termoclina a principios da estación fría
Afloramentos nas rías galegas
-vento do nordés (NE) asociado a anticiclóns e a orientación das rías
-saída de auga superficial cara o océano
-compensase coa entrada de auga profunda, fértil e fría
-xunto co enfriamento da auga superficial a finais de verán / principios de outono
-auga das rías galegas sexa a máis fría da Península
-pero tamén a máis rica
-ría de Arousa, o ecosistema mariño máis produtivo de Europa
b) mareas c) ondas