L'atmosfera

Crèdit 1. Unitat 2.
L'atmosfera I: Processos i recursos
METEOROLOGIA: Ciència que estudia els meteors, que són els fenòmens que tenen lloc a l'atmosfera.
CLIMATOLOGIA: Recopilació estadística dels valors meteorològics observats i d'aquí s'extreuen uns valors
mitjans que defineixen el clima.
Meteorologia estàtica: Analitza els paràmetres de l'atmosfera en estat de repòs: la T, la P i la H.
Meteorologia dinàmica: Analitza tots els moviments de fluids: el vent, els fronts, les precipitacions...
METEOROLOGIA ESTÀTICA
• Temperatura
És el fenòmen meteorològic que condiciona tots els altres. Cal distinguir entre temperatura i calor. Dos cossos
poden tenir igual temperatura però diferent calor. La quantitat de calor és el balanç més importat per analitzar
la transferència d'energia.
Actinometria: estudia la quantitat de calor que reb el planeta, defineix constant solar com la quantita de calor
que reb la 1 cm2 de la terra en 1 min. Com aquesta és variable, es vca corregir com la realment envia el sol:
2,75 ºC / cm2 / min.
L'aparell per mesurar la Tº instantània és el termòmetre, el que mesura la Tº en un temps és el termògraf. Les
línies que uneixen punts amb la mateixa Tº són les isotermes.
Intercanvis de Tº:
Qualsevol procés de trasnferència de calor d'un cos a un altre. A nivell planetari hi ha quatre:
• Radiació: És la quantitat de insolació. Depèn de les variacions en l'emisió solar (taques solars, angle
d'incidència dels raigs, distància Sol−Terra), de l'efecte hivernacle i de l'albedo.
• Conducció: Quan la energia passa d'un cos a un altre per transmissió del moviment de molècules que
estàn en contacte.
• Convexió i avexió: Són mecanismes que es donen continuament en l'atmosfera per equilibrar les
masses d'aire. De moviment vertical > Convexió. De moviment horitzontal > avexió.
Escalfament adiebàtic: disminució de la temperatura en alçada.
Inversió tèrmica: augment de la Tº en alçada.
• Pressió atmosfèrica
La premosfèrica vé determinada pel pes de la columna d'aire que té al damunt. La pressió normal és la pressió
que fa la capa atmosfèrica a 0 m, 15ºC i 45º N latitud, i és 760 mm Hg. En meteorologia la pressió atmosfèrica
es mesura en mil·libars (mb).
L'aparell per mesurar la P atmosfèrica és el baròmetre.
Les línies que uneixen punts amb la mateixa pressió atmosfèrica són les isòbares.
1
Pel que fa a les masses d'aire, a altes pressions l'aire marxa cap a baixes pressions, això provoca moviments
d'aire.
La pressió atmosfèrica disminueix 1 mm Hg cada 11,1 m d'alçada.
• Humitat atmosfèrica
És el vapor d'aigua contingut en l'aire. Aquest vapor prové de l'evaporació de qualsevol massa d'aigua i de la
evapotranspiració. Els valors d'humitat atmosfèrica van desde el 0% (totalment sec, situació imposible) fins a
100% en la condensació. Hi ha dues maneres de mesurar la humitat:
• Humitat absoluta: Massa d'aire continguda en un volum d'aire determinat (gr/m3)
• Humitat relativa: És la relació entre la proporció de vapor d'aigua que conté un determinat volum
d'aire i la que podria arribar a contenir en el cas de trobarse saturat (%). Depèn directament de la
pressió i la temperatura.
La humitat és mesura amb l'higròmetre.
Punt de rosada: és la T a la que es produeix la saturació d'un volum d'aire a pressió constant.
METEOROLOGIA DINÀMICA
• El vent
El vent és aire en moviment. Les diferències térmiques provoquen diferents pressions atmosfèriques, fan que
l'aire migri i que hi hagi un reequilibri de partícules que provoquen el moviment.
El vent es mesura per la direcció d'on vé el vent, i per la seva intensitat. La direcció la marca el panell i la
intensitat la mesura l'anemòmetre.
La pressió atmosfèrica és el factor que regula la velocitat del vent: El vent va de llocs amb pressió atmosfèrica
més alta a llocs amb pressió atmosfèrica més baixa.
Anticicló: zona d'altes pressions, el vent bufa cap a fora.
Depressió o borrasca: zona de baixes pressions, el vent bufa cap a dintre.
El vent bufa amb més força quan més gran sigui el gradient de pressió atmosfèrica. Com més juntes estiguin
les isòbares, amb més força bufarà el vent.
Tots els moviments de qualsevol fluïd sotmès a la rotació de la terra està regular per la força de Coriolis.
Aquesta força actúa perpendicularment al moviment de l'aire i fa que els fluids es desviin cap a la dreta a
l'hemisferi nord i cap a l'esquerra a l'hemisferi sud.
A l'hemisferi nord:
A l'hemisferi sud:
2
Vent geostròfic:
Aquest tipus de vent només existeix en alçada, que bufa paral·lel a les isòbares a una velocitat entre 10 i 13
m/s. No ens afecta directament però afecta al moviment d'algunes masses d'aire.
Força de fregament:
Quan qualsevol vent passa per una superfície rugosa fa que la velocitat del vent disminueixi i pot comportar
un canvi en la seva direcció.
CLASSIFICACIÓ DELS VENTS
Vents de circulació primària: Vents Planetaris:
• Equador: Forta insolació, augment de la temperatura de l'aire, provoca un moviment de les masses
d'aire càlid cap a les capes superiors on l'aire és més fred. Es genera una zona de baixes pressions i
aquests aires càlids, per avexió, tendeixen a desplaçar−se cap als pols.
• 30º − 60º latitud: Zona altes pressions. Bufa el vent de l'oest.
• A partir dels 60º: Enfrontament entre vents càlids i freds, anomenat front polar.
Vents de circulació secundària: Deguts a la geografia del territori:
N N Tramuntana
S Mitjorn
NO NE E Llevant
O Ponent
O E NE Gregal
NO Xaloc
SE Llebeix
SO SE SO Mestral
S
Vents locals: Brises marines, terrals. Moviments d'avexió i convexió.
BARRERES OROGRÀFIQUES
Risc molt important per la navegació aèria. Provoca condensació a la part alta de la muntanya, i això pot
provocar precipitacions i fer que el vent que arribi a l'altre part de la muntanya, com ha perdut humitat,
augmenti la seva temperatura. Això es coneix com l'Efecte Föhn.
REPERESENTACIÓ DELS VENTS − Direcció
− Intensitat
3
• Els núvols
Els núvols es formen per la condensació del vapor d'aigua de l'atmosfera. Es condesara l'aigua si:
• Disminueix la temperatura per sota del punt de rosada.
• A pressió i temperatura contstants, augmenta la quantitat de vapor d'aigua.
• Varia la pressió atmosfèrica.
Per a que hi hagui precipitació fan falta nuclis higroscòpics de condensació, que són suports sòlids que es
poden trobar a l'atmosfera. (Pols, espores, pol·len...)
La mida de les gotes: 20−60 micres de diàmetre i perque precipiti fa falta que augmenti fins 1−4 mm.
CLASSIFICACIÓ DELS NÚVOLS
Segons la seva forma:
− Estratiformes: desenvolupament horitzontal.
− Cumuliformes: desenvolupament vertical.
Segons la seva gènesi:
− Convectius: Associats a masses d'aire.
− Convergents: Contacte amb superfícies més fredes, més humides...
− Variació pressió o/i temperatura.
Segons l'alçada:
− Núvols alts (+ 6000 m d'alçada) Formats per cristalls de gel, no provoquen precipitacions.
− Núvols mitjans (2−6 km d'alçada) Formats per gel + gotes aigua, no provoquen precipitacions.
− Núvols baixos ( − 2000 m d'alçada) Formats per aigua líquida.
Estrats: Provoquen precipitacions només si són molt espessos, si estan molt concentrats.
Cúmuls: No provoquen precipitacions. (Molts cúmuls junts = estratocúmul)
Cumulunimbus: Són els que provoquen les precipitacions més importants.
• Les precipitacions
Procès invers a la condensació: diferents tipus de condensació:
− Rosada: Condensació damunt d'una superfície que s'ha refredat durant la nit.
− Gebra: Rosada quan la temperatura baixa de 0º
− Pluja: Precipitació d'aigua líquida: Roïna: pluja molt fina.
4
Ruixat: pluja més o menys intensa.
− Neu: Precipitació d'aigua sòlida (sòlid cristal·lí)
− Calamarsa: Precipitació d'aigua sòlida (sòlid amorf)
CARACTERÍSTIQUES D'UNA PRECIPITACIÓ
Les precipitacions es mesuren per: − L'extensió de la precipitació
− La intensitat.
− La freqüència.
• Els fronts i les masses d'aire
A tota la superfície terrestre podem aïllar zones amb propietats més o menys similars que fan que el conjunt
d'aire que passa per sobre seu tingui unes determinades propietats. Totes aquestes propietats vindrán
determinades per una sèrie de paràmetres.
• Àrea geogràfica on es considera que s'ha format la massa d'aire. Una zona geogràfica continental donarà
masses d'aire diferent d'una zona geogràfica marina.
• Direcció depenent de la direcció per on vingui.
• Variabilitat al llarg del seu desplaçament. Masses d'aire estables i masses d'aire inestables.
• Estat de la massa d'aire: quan més antiga, més fàcil és que les seves caracterísitiques inicials haguin
cambiat.
Les àrees geogràfiques que presenten característiques termodinàmiques similars s'anomenen zones font de
masses d'aire, ho són la Sibèria, zona mitja de l'Atlàntic, etc.
Quan una massa d'aire queda fixada de 3−5 dies damunt d'aquestes zones generarà una massa d'aire amb les
característiques d'aquestes zones, que quan viatgi cap a altres latituds hi anirà perdent les caracterísitques que
ha adquirit inicialment.
La durada d'aquestes característiques dependrà dels 4 factors anteriors.
CLASSIFICACIÓ DE LES MASSES D'AIRE
( A ) Àrtica + 70º latitud (Àrtica i Polar fredes,
( P ) Polar 50º − 60º latitud Temperada i Equatorial càlides)
( T ) Temperada 30º − 50º latitud
( E ) Equatorial 0º − 30º latitud
Depenent del grau d'humitat: ( m ) Marina
( c ) Continental
Depenent del grau d'estabilitat: ( k ) Estable
5
( w ) Inestable
MASSES D'AIRE QUE AFECTEN AL CONTINENT EUROPEU
Massa d'aire?
mPk
mPw
mTk
mTw
cTk
cTm
On es forma?
Atlàntic
Atlàntic
Atlàntic
Atlàntic
Sibèria
Àfrica
Freda o càlida?
Freda
Freda
Càlida
Càlida
Freda
Càlida
Quan afecta?
Estiu
Hivern
Estiu
Hivern
Hivern
Estiu
Què provoca?
Baixes T, ruixats
Fronts freds, ruixats, nuvols
Precip. amb augment de Tº
Núvols baixos i plujes
Baixada dràstica de les Tº
Pujada de Tº. Si plujes, de fang
FRONTS
Els fronts són les zones de contacte entre dues masses d'aire.
Front fred Front càlid
Fronts càlids
Nuvulositat abans que arribi el front. Núvols de tot tipus que potser provoquen precipitacions.
• Fronts associats a una massa d'aire estable. La zona de precipitacions s'associa a la part més pròxima
del front. Nimboestrats. Amb fronts molt potents, la zona de plujes pot arribar com a màxim 600 km.
• Fronts associats a una massa d'aire inestable. Es formaran núvols de gran desenvolupament vertical
que provocaran ruixats intensos i de curta durada. Zona de pluja més reduida.
Fronts freds
Provoquen nuvulositat un cop ha passat el front. Estable i inestable estan associats a zones de precipitacions
intenses, que són més abundants en l'inestable. En la zona de contacte entre els fronts trobem núvols alts i
mitjans, i en la zona d'aire fred cúmuls i estratocúmuls que poden formar petites precipitacions un cop ha
passat el front.
CIÈNCIES DE LA TERRA I DEL MEDI AMBIENT
6