0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 78 CUESTIONES La parte gaseosa de la Tierra 1. 2. ¿Qué es la atmósfera? El aire es un gas; ¿crees que está formado por una sola sustancia o por una mezcla de sustancias? 3. Cita algunos fenómenos atmosféricos que caractericen diferentes estaciones del año. 4. Explica por qué el aire es importante para la vida e ilustra tu razonamiento con ejemplos. 0S1CNLA_05 2011 1 20/1/11 10:23 Página 79 El origen de la atmósfera terrestre Como sabes, la Tierra está rodeada por una capa de gases que la separa del espacio vacío que constituye, en su mayor parte, el universo. Esta capa recibe el nombre de atmósfera. Para conocer cómo se originó la atmósfera, vamos a remontarnos a la formación de los planetas. Así, hace unos 5 000 millones de años, el Sol y los planetas que conocemos solo eran una enorme nube de gases y polvo interestelar que giraba lentamente. Debido a las elevadas temperaturas existentes en el interior de esa nebulosa, superiores a los 2 000 °C, todos los elementos que la componían se encontraban en estado gaseoso. La nube se fue enfriando poco a poco, y los elementos comenzaron a condensarse hasta constituir partículas sólidas, del mismo modo que el vapor de agua puede llegar a convertirse en hielo si la temperatura desciende lo suficiente. Las partículas y los gases se fueron agrupando, manteniendo el sentido del giro original de la nube, y dieron lugar a los planetas. La intensa actividad volcánica que caracterizó las primeras etapas de formación de nuestro planeta liberó grandes cantidades de estos gases, que se acumularon progresivamente alrededor de la Tierra y originaron la atmósfera. Dichos gases quedaron retenidos en torno a nuestro planeta debido a la gravedad terrestre. Aunque se desconoce la composición de esta atmósfera primitiva, se cree que era rica en nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua, y que no contenía oxígeno libre. La temperatura del planeta continuó bajando y el vapor de agua se condensó, constituyendo los mares primitivos y, con ello, la hidrosfera. La aparición de los primeros organismos unicelulares fotosintéticos, hace aproximadamente 3 500 millones de años, provocó un cambio en la atmósfera debido al desprendimiento de oxígeno. Posteriormente aparecieron las plantas y las algas, seres vivos también fotosintéticos que, al consumir buena parte del dióxido de carbono presente en la atmósfera y liberar oxígeno, fueron transformando lentamente la atmósfera. El oxígeno, junto con el nitrógeno, es uno de los principales constituyentes de la atmósfera actual. Formación del sistema solar. Las erupciones volcánicas liberan gran cantidad de gases a la atmósfera. Actividades 1 Da una definición de atmósfera. Indica qué fuerza impide que los gases que forman la atmósfera se liberen al espacio exterior. 2 3 ¿Qué gases formaban la atmósfera primitiva? 4 ¿Cuál es el origen del oxígeno atmosférico? La parte gaseosa de la Tierra 79 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 80 2 Composición de la atmósfera La atmósfera terrestre está formada por una mezcla homogénea de gases que llamamos aire. Cuando no está contaminada, esta mezcla de gases es inodora, incolora e insípida. Composición del aire 쮿 El ozono es una sustancia simple (constituida por oxígeno) que se representa por O3. Este gas, de color azul pálido y de olor fuerte parecido al del marisco, se origina cuando el oxígeno del aire se ve sometido a la acción de las radiaciones ultravioletas del Sol o cuando se produce una fuerte descarga eléctrica en el transcurso de una tormenta. dióxido de carbono 0,03 % nitrógeno 78 % La cantidad de ozono que hay en la atmósfera terrestre es muy pequeña y se concentra en su mayoría en una delgada capa situada a unos 25 km de altura. oxígeno 21 % 쮿 El dióxido de carbono es un compuesto formado por dos elementos: el carbono y el oxígeno. Se representa por CO2. Este gas inodoro, incoloro y soluble en agua es el producto de la respiración de las plantas y los animales, así como de la combustión de ciertas sustancias, por lo que la actividad habitual de los seres humanos influye en su concentración en la atmósfera. El dióxido de carbono es imprescindible para que las plantas puedan realizar la fotosíntesis. vapor de agua y otros gases 0,97 % 쮿 El nitrógeno (N2) es el gas mayoritario del aire. Es inodoro, incoloro e insípido. 쮿 El oxígeno (O2) es un gas que producen las plantas durante la fotosíntesis1. Este gas, que se encuentra en el aire, es imprescindible para que respiren los seres vivos. Además, el oxígeno es soluble en agua, lo que permite respirar también a los organismos acuáticos. 1 fotosíntesis: producción de materia orgánica utilizando la energía de la luz. 2 transpiración: pérdida de vapor de agua por parte de las plantas hacia la atmósfera. 쮿 El vapor de agua que se encuentra en la atmósfera varía mucho de un lugar a otro y de un momento a otro, ya que depende de la temperatura y de las condiciones climatológicas. En su mayoría procede de la evaporación de las aguas marinas y las aguas continentales, aunque también contribuyen las plantas que transfieren a la atmósfera gran cantidad de agua mediante la transpiración2. Debes tener en cuenta que, en la actualidad, el aire que respiramos no se compone solamente de los gases que lo constituyen de manera natural; también aparecen en él, en cantidades variables, otros gases y humos generados por la actividad diaria del ser humano (industrias, coches, calefacciones, etcétera). El aire también se encuentra entre las partículas constituyentes del suelo y disuelto en el agua. Actividades ¿De dónde procede el CO2 de la atmósfera? 5 Razona por qué el aire es una mezcla homogénea. 9 6 ¿Qué gases forman el aire? ¿En qué porcentaje? 10 ¿De qué depende la cantidad de vapor de agua que ¿En qué proceso los seres vivos producen oxígeno y en cuál lo consumen? 7 8 Explica cómo se forma el ozono. 80 UNIDAD 5 hay en la atmósfera? Razona por qué la composición del aire no es homogénea en todas las zonas de la Tierra. 11 0S1CNLA_05 2011 3 20/1/11 10:23 Página 81 Estructura de la atmósfera Por su estructura y composición, en la atmósfera se pueden distinguir tres capas principales: la troposfera, la estratosfera y la ionosfera. Ionosfera La ionosfera llega hasta una altura de 400 km y en ella apenas hay gases. En esta capa se reflejan las ondas de radio y televisión, que son luego devueltas a la Tierra. Ello permite que no se pierdan en el espacio y puedan recibirse en otros puntos de la superficie terrestre. Estratosfera La estratosfera se extiende desde la troposfera hasta una altura de unos 50 km. Esta zona de la atmósfera está formada por capas o estratos de gases, y en ella no se producen movimientos verticales de aire, aunque sí horizontales. En la estratosfera se encuentra la capa de ozono que protege a los seres vivos de la acción dañina de los rayos ultravioleta procedentes del Sol. Troposfera La troposfera es la capa que está en contacto con la superficie terrestre. Tiene un espesor medio de 12 km, aunque es más gruesa en el ecuador, donde mide 16 km, y va disminuyendo hasta alcanzar los 8 km en los polos. En ella tienen lugar todos los fenómenos meteorológicos y se concentran la mayoría de los gases que forman la atmósfera. Esta capa reúne las condiciones El espesor de la troposfera disminuye necesarias para que pueda de- del ecuador a los polos. sarrollarse la vida en la Tierra. Capas de la atmósfera. Para apreciarlas con claridad, se han ampliado las zonas inferiores. La escala real aparece a la izquierda. Actividades 12 ¿En qué capa tienen lugar los fenómenos meteorológicos? 13 ¿Dónde se encuentra la capa de ozono? ¿Por qué decimos que esta capa permite la existencia de vida en el planeta? Te i n t e r e s a s a b e r 14 Indica qué espesor tiene cada una de las capas de la atmósfera. 15 ¿Por qué crees que muchos alpinistas llevan botellas con aire para escalar montañas de elevada altitud? En la troposfera también es posible encontrar ozono que, en concentraciones altas, puede resultar dañino para los seres vivos. La parte gaseosa de la Tierra 81 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 82 4 La atmósfera regula la temperatura Durante el día, parte de las radiaciones solares que llegan a la superficie terrestre son absorbidas y su energía calienta el suelo que, a su vez, calienta las capas de aire que están en contacto con él. Las radiaciones que no son absorbidas por el suelo son reflejadas y tienden a escapar de la atmósfera. Pero no todas salen al espacio exterior, ya que el dióxido de carbono y el vapor de agua reflejan parte de ellas y las devuelven a la superficie terrestre, que calientan de nuevo. El vapor de agua y el dióxido de carbono presentes en la atmósfera dejan pasar las radiaciones que proceden directamente del Sol, pero, en cambio, reflejan y devuelven a la superficie terrestre las que proceden del suelo. Las nubes, el vapor de agua y el dióxido de carbono (CO2) devuelven a la Tierra parte de las radiaciones que refleja la superficie terrestre. La temperatura de la Luna La Luna carece de atmósfera. Por esta razón, cuando recibe los rayos del sol, la superficie lunar alcanza temperaturas de hasta 105 °C. Cuando no está iluminada, sin embargo, la temperatura disminuye bruscamente y puede llegar a ⫺150 °C. Por la noche, la atmósfera evita que todo el calor que va desprendiendo la Tierra se escape al espacio. Así, se retiene el calor suficiente para que la temperatura media de nuestro planeta alcance los 15 °C. Esto significa que la parte baja de la atmósfera se calienta de abajo arriba, lo cual explica que en la troposfera la temperatura disminuya con la altura a razón de 5 °C por cada 1 000 m. El vapor de agua y el dióxido de carbono se comportan igual que el cristal de un invernadero, que mantiene el calor en su interior. Esa es la razón por la que a este fenómeno se lo conoce con el nombre de efecto invernadero. Si no existiera un efecto invernadero natural, el mundo estaría congelado y la temperatura de la Tierra sería de ⫺18 °C. El efecto invernadero. El cristal permite el paso de las radiaciones procedentes del Sol, pero no el paso de las que refleja el suelo del invernadero. Actividades 16 ¿Qué gases de la atmósfera son responsables del efecto invernadero? ¿Por qué? ¿Cuándo crees que se enfriará más la superficie terrestre, en una noche despejada o en una noche en la que el cielo aparezca cubierto de nubes? Razona tu respuesta. 17 18 Explica por qué la temperatura de la atmósfera disminuye con la altitud. 19 ¿A qué se deben las diferencias de temperatura en la Luna? 82 UNIDAD 5 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 83 Aunque la temperatura media de nuestro planeta sea de 15 °C, el calentamiento de la superficie terrestre no se produce por igual en todos sus puntos, sino que varía con la latitud1. Así, por ejemplo, en el ecuador del planeta, el calentamiento es mayor, ya que los rayos del sol inciden perpendicularmente sobre la superficie. Sin embargo, a medida que nos alejamos hacia los polos, los rayos solares llegan a la superficie cada vez más inclinados, debido a lo cual el calentamiento es menor, como también son menores las temperaturas que alcanza la atmósfera. Además, en los polos, el espesor del aire que los rayos del sol deben atravesar es mayor que en el ecuador, lo que provoca también que se pierda calor. Los rayos solares que llegan al ecuador inciden perpendicularmente sobre una superficie más reducida que en otras latitudes, por lo que el calentamiento es mayor. La atmósfera evita los cambios bruscos de temperatura, mantiene una temperatura media en nuestro planeta de 15 °C, filtra los rayos ultravioletas, contiene gases fundamentales para procesos vitales como la respiración y la fotosíntesis, etcétera. Todas estas características han hecho posible la aparición de la vida y el desarrollo de los seres vivos en la Tierra. Actividades 20 ¿Por qué la temperatura máxima alcanzada durante un día no es la misma en el ecuador que en otras latitudes? 21 ¿Qué ocurriría si la Tierra perdiese la atmósfera? Explica razonadamente tu respuesta. 22 Observa el siguiente esquema: 쮿 ¿Por qué mientras en un hemisferio terrestre es verano en el otro hemisferio es invierno? 1 latitud: distancia que existe entre un punto de la superficie terrestre y el ecuador, expresada en grados de meridiano. La parte gaseosa de la Tierra 83 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 84 5 La presión atmosférica 5.1. El aire pesa Piensa y deduce Observa las siguientes fotografías: a) ¿Pesa lo mismo el globo hinchado con aire que deshinchado? b) ¿A qué se debe la diferencia? c) ¿Por qué no se cae el agua del vaso? Como has podido comprobar, el aire pesa, ya que está formado por gases, que son materia, y una propiedad de la materia es que tiene masa y, por tanto, pesa. Todo el aire que compone la atmósfera pesa, aproximadamente, 5 500 billones de toneladas. El peso que la atmósfera ejerce sobre la superficie terrestre recibe el nombre de presión atmosférica. Te i n t e r e s a s a b e r La equivalencia entre atmósferas, milibares y hectopascales es la siguiente: 1 atm ⫽ 1 013 mb ⫽ 1 013 hPa Todos los materiales terrestres y los seres vivos que pueblan el planeta se hallan sometidos a esta presión, aunque no la notan porque están adaptados a ella y se ejerce por igual en todas direcciones. El agua del vaso de la fotograf ía superior no se cae precisamente porque el empuje del aire atmosférico hacia arriba es mayor que el del agua hacia abajo. La presión atmosférica es una magnitud y la unidad que se suele utilizar para medirla es la atmósfera (atm). Otras unidades de presión muy comunes en meteorología son el hectopascal (hPa) y milibar (mb). El valor de la presión atmosférica varía con la altitud y con la temperatura. El horror al vacío La idea del vacío no tenía cabida en las antiguas teorías del universo. Así, Aristóteles (siglo IV a. C.) defendía que el vacío, al no ser algo natural, era inaceptable y, por tanto, no podía existir. Este horror al vacío se prolongó durante toda la Edad Media y comienzos de la Edad Moderna. A la luz de este principio se interpretaron fenómenos como la succión que ejerce una ventosa, la aspiración del agua mediante bombas, etc. Estas observaciones demostraban que la naturaleza se resiste a tolerar la ausencia de aire; nada más extraer este, el vacío creado se rellena por la materia de los alrededores. Esto explica que la atmósfera no se concibiera como una capa que nos separase del espacio vacío. El principio del horror al vacío fue admitido hasta el siglo XVII. El primer experimento en contra fue el de Torricelli (1608-1647). Este científico italiano demostró que los efectos atribuidos al horror al vacío eran debidos a la presión del aire y estableció la equivalencia entre esta presión y la altura que alcanza el mercurio en un tubo. Otros científicos investigaron en la misma línea. Fue Newton (1642-1727) quien hizo del vacío un componente imprescindible en la configuración del universo, ya que permitía establecer un límite en la atmósfera a partir del cual solo hay vacío. 84 UNIDAD 5 Experimento de Torricelli. La presión del aire equivale a la presión que ejerce una columna de mercurio (Hg) de 760 mm de altura (760 mmHg ⫽ 1 atm). 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 85 La presión atmosférica varía con la altitud La atmósfera está compuesta por una mezcla de gases y, como ya sabes, los gases son muy compresibles, por lo que las capas inferiores de la atmósfera, que soportan el peso de todas las que están encima, se hallan comprimidas y son más densas (hay más cantidad de partículas por unidad de volumen). A medida que ascendemos, la cantidad de capas que hay por encima es menor, por lo que la presión disminuye. Así, la presión existente en la cima de una montaña de 3 000 m de altitud es menor que la que se registra en una playa. Se establece como presión normal la que existe al nivel del mar, es decir, 1 atm o 1 013 hPa. Las presiones superiores a esta se denominan altas presiones, y las inferiores, bajas presiones. La presión atmosférica varía con la temperatura El calentamiento desigual de la atmósfera hace que la presión experimente variaciones horizontales. Cuando el aire se calienta, las partículas que lo constituyen se separan y ascienden, dejando tras de sí una zona de baja presión. Así se origina la aparición de ciertas áreas cercanas a la superficie terrestre, que se denominan depresiones o borrascas, en las que la presión disminuye hacia el centro. En los cinco primeros kilómetros de la atmósfera se concentra más de la mitad de todo el aire existente en ella. El aire frío, por el contrario, es más denso y pesado, por lo que tiende a descender causando la compresión de las masas de aire situadas bajo él y la aparición de zonas llamadas de anticiclón o de altas presiones, en las que la presión aumenta hacia el centro. Actividades Formación de una zona de baja presión o borrasca. El aire caliente asciende y el hueco que deja lo llenan masas de aire vecinas. Formación de una zona de alta presión o anticiclón. El aire frío desciende y se dispersa al llegar a la superficie. La existencia de variaciones horizontales de presión ocasiona la aparición de los vientos, ya que la atmósfera tiende a igualar las presiones provocando el desplazamiento del aire. El aire se desplaza desde las zonas de alta presión hasta las zonas de baja presión, originando con ello corrientes de vientos. 23 ¿Por qué pesa el aire? 24 ¿A qué llamamos presión at- mosférica? 25 ¿Por qué varía la presión atmos- férica con la altitud? 26 ¿Cómo se establece la presión normal? ¿Cuál es su valor? La parte gaseosa de la Tierra 85 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:23 Página 86 6 Fenómenos atmosféricos debidos al viento Los fenómenos atmosféricos tienen lugar en la troposfera y son los responsables de los cambios meteorológicos. Te i n t e r e s a s a b e r El movimiento de las masas de aire origina los vientos, que tienden a igualar las temperaturas y las presiones de diferentes zonas de la Tierra, además de transportar nubes y precipitaciones a regiones geográficas distantes de su zona de formación. A continuación vamos a describir una serie de fenómenos en los que el viento interviene de manera decisiva y directa. 쮿 Los huracanes son violentas tormentas tropicales. Están constituidos por una zona central u ojo del huracán, en torno a la cual las nubes y los vientos giran a gran velocidad (200 km/h). Estos fuertes vientos, que suelen traer consigo lluvias torrenciales y originan olas gigantescas en las zonas costeras, causan una gran destrucción a su paso. La mayor parte de los huracanes se originan en las costas occidentales de África y se desplazan hasta el golfo de México. 쮿 Los torbellinos o remolinos se pueden observar en días soleados en zonas secas y abiertas. La tierra, al calentarse, calienta el aire, que asciende girando en espiral y arrastrando partículas de arena y polvo. Los torbellinos apenas duran unos minutos y pueden llegar a alcanzar los 100 m de altura. 쮿 Los tornados se producen en grandes nubes de tormenta y se manifiestan en forma de cono invertido que sale de la nube y llega al suelo o al mar. Estos vientos pueden alcanzar una velocidad de hasta 480 km/h y arrasan todo lo que encuentran a su paso. Actividades 27 ¿En qué zona de la Tierra se suelen formar los huracanes? ¿Cuáles son sus características? 28 ¿Qué es el viento? ¿Cómo se origina? 86 UNIDAD 5 Los torbellinos causan menos catástrofes que los huracanes y tornados. Un tornado puede derribar una casa y dejar intacta otra a 20 m de distancia. 0S1CNLA_05 2011 7 7/2/11 13:13 Página 87 La humedad atmosférica Piensa y deduce a) ¿Qué le ocurre al agua de un charco tras varios días sin precipitaciones? b) ¿Por qué la ropa mojada tendida al aire libre termina por secarse? Como has estudiado en la UNIDAD 3, el agua pasa del estado líquido al gaseoso mediante un proceso general denominado vaporización, que se llama evaporación cuando se produce únicamente en la superficie de un líquido. Además, en relación con la composición de la atmósfera has estudiado que el vapor de agua que contiene el aire procede de la evaporación de la hidrosfera y de la transpiración de las plantas. Se denomina humedad la cantidad de vapor de agua que hay en el aire. La cantidad de vapor de agua presente en el aire varía de un lugar a otro y de un momento a otro, y depende de la temperatura. En general, el aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío. Cuando el aire no puede contener más vapor de agua, se dice que está saturado. Para determinar la cantidad de vapor de agua que hay en el aire, se usan dos medidas: la humedad absoluta y la relativa. 쮿 Humedad absoluta. Es la cantidad de vapor de agua, expresada en gramos, que contiene 1 m3 de aire en un momento determinado. 쮿 Humedad relativa. Es la relación, expresada en tanto por ciento, entre la cantidad de vapor contenida actualmente en un volumen de aire y la que podría contener si ese mismo volumen estuviera saturado. Así, si el aire está completamente seco, la humedad relativa vale cero; si está saturado, vale 100 %, y si contiene la mitad de vapor que podría contener, vale el 50 %. Actividades Los puntos de saturación El valor máximo de vapor de agua que puede contener una unidad de volumen de aire sin que se produzca condensación se denomina punto de saturación y varía con la temperatura. Así por ejemplo, a 10 °C, 1 m3 de aire puede tener un contenido máximo de 9,4 g de vapor de agua. La humedad absoluta no nos proporciona mucha información, ya que si deseamos saber si una cierta cantidad de aire contiene mucho o poco vapor de agua, deberíamos conocer el punto de saturación a esa temperatura. Por este motivo, es más útil conocer la humedad relativa. 29 ¿Qué es la humedad del aire? 30 Enumera los factores que influyen en la cantidad de agua que hay en la atmósfera terrestre. 31 ¿Por qué se utiliza la humedad relativa y no la humedad absoluta cuando se da la información meteorológica? La parte gaseosa de la Tierra 87 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 88 8 Fenómenos atmosféricos debidos al vapor de agua 8.1. Fenómenos atmosféricos relacionados con la condensación de vapor de agua El vapor de agua que contiene el aire se condensa y pasa al estado líquido cuando se produce una disminución de la temperatura. El aire se enfría al ascender o al entrar en contacto con una superficie más fría, como el mar o el suelo. Los principales fenómenos atmosféricos debidos a la condensación son las nubes, la niebla, el rocío y la escarcha. Las nubes Las nubes se forman cuando el aire cargado de vapor de agua asciende y se enfría, condensándose. El vapor de agua no puede condensarse en el aire puro; necesita una superficie a la que adherirse, denominada núcleo de condensación. Este núcleo se compone, por lo general, de minúsculas partículas de polvo, sal o cenizas que se encuentran flotando en el aire. La niebla Las nubes que se forman a ras del suelo, alterando el grado de visibilidad, constituyen la niebla. Normalmente, se produce cuando el aire con humedad próxima a la saturación se enfría, sin llegar a alcanzar los 0 °C, al entrar en contacto con una superficie (el suelo) que, a su vez, se ha enfriado. El rocío Rocío. Actividades 32 ¿Cómo se forman las nubes? ¿A qué se denomina núcleo de condensación? 33 ¿Qué diferencia hay entre el ro- cío y la escarcha? 88 UNIDAD 5 El rocío es vapor de agua atmosférico que se condensa durante la noche formando pequeñas gotas de agua sobre el suelo o las plantas. Este fenómeno se aprecia mejor al amanecer, después de noches despejadas y sin viento, que favorecen un descenso de las temperaturas. La escarcha Las heladas se originan en noches despejadas y muy frías, cuando la temperatura del aire cerca del suelo desciende por debajo de 0 °C. El vapor de agua, por sublimación, se convierte directamente en hielo, que se deposita sobre la vegetación y el suelo formando un manto blanco que produce el efecto de una nevada ligera. 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 89 8.2. Fenómenos atmosféricos relacionados con la precipitación La precipitación es la caída del agua en estado sólido o líquido que resulta de la condensación del vapor de agua. Los principales fenómenos debidos a la precipitación son la lluvia, la nieve y el granizo. Formación de la lluvia, la nieve y el granizo. La lluvia Cuando en el interior de una nube hay corrientes de aire, las gotitas de agua chocan entre sí y se unen, creando una gota que tiene el peso suficiente para caer en forma de lluvia. Lluvia. La nieve Si la temperatura en el interior de la nube alcanza 0 °C, las gotitas de agua se congelan y forman pequeñas partículas de hielo. Los cristales de hielo colisionan y se unen entre sí formando un copo de nieve, que escapa de la nube cuando adquiere el peso suficiente. Nieve. El granizo Cuando en el interior de grandes nubes de tormenta se producen fuertes corrientes de aire, se origina el granizo. Estas corrientes de aire lanzan las gotas de agua hacia la parte superior, donde se congelan (en la cumbre de estas nubes se alcanzan temperaturas de ⫺50 °C). Cuando caen, estos granos de hielo formados se cubren de una fina película de agua que también se congela al ascender de nuevo debido al empuje del aire. El proceso se repite hasta que la corriente de aire ya no puede soportar el peso de los granos y estos caen al suelo. Granizo. Actividades 34 ¿A qué se llama precipitación? Las precipitaciones son importantes para los seres vivos, ya que: 쮿 La lluvia empapa la tierra y es utilizada por la vegetación; además, se infiltra formando las aguas subterráneas, que constituyen una importante reserva de agua potable para los seres vivos. 쮿 La nieve que permanece sobre la superficie terrestre sin derretirse supone también una reserva de agua hasta el momento del deshielo. ¿Cuáles son los fenómenos atmosféricos debidos a ella? 35 Investiga cómo se forma un copo de nieve. 36 ¿Cómo se forma el granizo? La parte gaseosa de la Tierra 89 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 90 9 Clima y tiempo El calentamiento desigual del planeta, la existencia de grandes masas de aire con diferentes características y su interacción al desplazarse es lo que determina el clima de una región. El clima es la sucesión de fenómenos atmosféricos que predominan en una región concreta y que se repiten anualmente. El clima viene determinado por la latitud y por la cercanía o lejanía de los mares. Suele definirse en términos de temperatura y pluviosidad. Las diferencias de temperatura, humedad y presión que existen en distintas zonas de la Tierra hacen que en la troposfera se formen grandes masas de aire que presentan las características de la región donde se originan. Se distinguen, así, masas frías, calientes, secas o húmedas. Estas masas tienden a desplazarse. La línea que determina el punto de encuentro entre una masa de aire frío y una masa de aire caliente se denomina frente. Cuando una masa de aire caliente se mueve hacia una masa de aire frío, la frontera entre ambas se denomina frente cálido. Cuando la masa de aire frío es la que se mueve hacia la de aire caliente, el límite recibe el nombre de frente frío. continental polar (frío y seco) marítimo polar (frío y húmedo) continental tropical (caliente y seco) marítimo tropical (cálido y muy húmedo) Masas de aire. Las dos grandes masas de aire tropical y polar de cada hemisferio se subdividen, a su vez, en aire continental y marítimo. Actividades 37 ¿Qué entendemos por tiempo? Cita algunos ejemplos. 38 Define el concepto meteoroló- gico frente y explica cuándo un frente es frío o cálido. 90 UNIDAD 5 Sin duda, muchas veces habrás escuchado en la televisión información sobre la previsión meteorológica. Pues bien, no debes confundir el clima con el tiempo. El tiempo atmosférico no es más que la descripción del conjunto de fenómenos atmosféricos que se producen en un momento preciso y en un lugar determinado. El tiempo atmosférico se describe normalmente en términos de sol, lluvia, temperaturas máximas y mínimas, nubes, vientos y frentes. 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 91 9.1. Los datos meteorológicos La recogida de datos meteorológicos constituye una operación fundamental a la hora de predecir el tiempo y determinar, a largo plazo, el clima de una región. Dichos datos se recogen mediante diversos aparatos de medida, como el termómetro, el barómetro, el pluviómetro, el higrómetro y el anemómetro. Aparatos de medida Termómetro Mide la temperatura atmosférica. En las observaciones meteorológicas se usa el termómetro de máxima y mínima, en el que quedan registradas las temperaturas máxima y mínima que se llegan a alcanzar en el transcurso de un día. Barómetro Se utiliza para medir la presión atmosférica. El más difundido es el barómetro metálico, que consiste en un tubo de latón en cuyo interior se ha hecho el vacío. Los movimientos producidos por las variaciones de la presión del aire en dicho tubo se transmiten a una aguja que se desplaza sobre un cuadrante graduado en hectopascales o milibares. Pluviómetro Mide la cantidad de lluvia o nieve que cae en un lugar y tiempo determinados. Consiste en un recipiente que recoge las precipitaciones mediante un embudo. Lleva una escala que indica los litros por metro cuadrado. Higrómetro Para medir la humedad atmosférica se utiliza el higrómetro. Veleta La dirección del viento se determina mediante la veleta. Anemómetro Determina la intensidad del viento. El anemómetro más corriente es el de Robinson. Este aparato se compone de tres cazoletas, que están unidas por unos brazos a un eje vertical, conectado a su vez con un sistema de ruedas engranadas que indican la velocidad en km/h. La parte gaseosa de la Tierra 91 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 92 10 La atmósfera y los seres vivos La atmósfera posee una serie de características que han contribuido a proporcionar a nuestro planeta un ambiente adecuado para la existencia y el desarrollo de la vida. 10.1. Importancia del aire para los seres vivos El viento es importante Un gran número de plantas depende, para su reproducción, del viento, que transporta el polen y dispersa las semillas. Las aves también se benefician de las corrientes de aire en sus migraciones o para planear sin esfuerzo. Casi todos los seres vivos dependemos del aire para sobrevivir. La importancia del aire para la vida se puede resumir en estos puntos: 쮿 Todos los organismos están constituidos por compuestos que contienen carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. El aire proporciona, en forma de vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y oxígeno, parte de la materia prima con la que se construyen todos los seres vivos. 쮿 El dióxido de carbono de la atmósfera es imprescindible para que los vegetales realicen la fotosíntesis, proceso en el que se fabrica materia orgánica. 쮿 El oxígeno es necesario para la respiración, proceso mediante el cual muchos seres vivos obtienen energía. 쮿 Ciertos componentes de la atmósfera, como el dióxido de carbono y el vapor de agua, mantienen, gracias al efecto invernadero, unas condiciones óptimas de temperatura y humedad para que se pueda desarrollar la vida en nuestro planeta. 쮿 La capa de ozono de la atmósfera protege a los seres vivos de las dañinas radiaciones ultravioletas del sol. 쮿 El vapor de agua se condensa formando las nubes que, mediante las precipitaciones, proporcionan agua a los seres vivos. Fotosíntesis y respiración Actividades 39 Explica brevemente por qué La respiración de los seres vivos es una combustión1 controlada que se produce en el interior de las células. los seres vivos dependemos del aire para vivir. 40 Investiga cómo los astronautas pueden vivir fuera de la atmósfera. 1 combustión: proceso que transcurre con gran rapidez en el que se consume oxígeno y se libera dióxido de carbono y energía en forma de calor. 92 UNIDAD 5 Mediante la fotosíntesis, las plantas fabrican el alimento (materia vegetal). Para ello, necesitan la luz del sol, dióxido de carbono, que toman del aire, y sustancias inorgánicas como el agua y las sales minerales, que absorben del suelo. En este proceso se desprende oxígeno. La mayoría de los seres vivos necesitan oxígeno para obtener, mediante la combustión de los alimentos, la energía necesaria para mantenerse vivos, crecer, moverse, reproducirse, etc. Las plantas, al mismo tiempo que realizan la fotosíntesis, también respiran. 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 93 10.2. La destrucción de la capa de ozono La capa de ozono que existe en la estratosfera actúa como un filtro protector de las radiaciones solares, de forma que los rayos ultravioleta del sol más dañinos para los seres vivos no llegan a la superficie terrestre en cantidades excesivas. Sin embargo, la capa de ozono se está destruyendo, lo que conlleva graves consecuencias para los seres vivos: una disminución en el número de algas, plancton1 y larvas, un incremento de los casos de cáncer de piel, irritaciones en los ojos, cataratas e incluso ceguera, así como una reducción de las defensas ante alergias y enfermedades infecciosas. La zona más afectada por la destrucción de esta capa es la Antártida (la fotograf ía muestra la capa de ozono, en verde, y la zona destruida, en azul, en 2010). En este lugar de nuestro planeta cada primavera desaparece una gran cantidad del ozono existente, originándose el denominado agujero de ozono. Los principales responsables de la destrucción progresiva de la capa de ozono son los llamados CFC (gases clorofluorocarbonos). Las radiaciones ultravioletas del sol liberan el cloro contenido en los CFC, el cual transforma el ozono en oxígeno sin destruirse en el proceso. Los CFC se utilizan de forma habitual como refrigerantes en los frigoríficos y aparatos de aire acondicionado, en los aerosoles y como agentes productores de espuma. Te i n t e r e s a s a b e r Existen tres tipos distintos de radiaciones ultravioletas: 쮿 UVA. Es beneficiosa para la vida en la Tierra. 쮿 UVB. Resulta perjudicial para los seres vivos. 쮿 UVC. Es absorbida totalmente por la capa de ozono. 10.3. El peligro de aumentar el efecto invernadero El efecto invernadero se ha intensificado considerablemente a lo largo del siglo XX debido a dos causas fundamentales: 쮿 La liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera como consecuencia de la combustión de los derivados del petróleo en la industria, del gasóleo de las calefacciones, de la gasolina o el gasóleo de los automóviles y del carbón. 쮿 La destrucción de enormes superficies de bosque en todo el mundo que, mediante la fotosíntesis, podrían haber consumido este exceso de dióxido de carbono. La consecuencia directa del aumento de gases invernadero en la atmósfera es una elevación de la temperatura global del planeta. Este calentamiento, a su vez, puede tener otras consecuencias: 쮿 El ascenso del nivel del mar, provocado por la fusión de los hielos permanentes de los polos, que inundaría muchas zonas costeras destruyendo ciudades y terrenos agrícolas; además, las reservas de agua dulce cercanas al mar se contaminarían por el agua marina. 쮿 Un cambio climático, ya que el calor incrementaría la tasa de evaporación, y esto alteraría el régimen global de lluvias y vientos. Aumentaría también la desertización en muchas zonas del planeta y en otras, por el contrario, se registrarían lluvias torrenciales. 쮿 La desaparición de muchas especies de animales y plantas. 쮿 El desarrollo de numerosas plagas, propiciado por la elevación de la temperatura, y la propagación de enfermedades tropicales hacia las zonas templadas del planeta. Actividades 41 Investiga cómo se forma el ozo- no y en qué zona de la atmósfera se concentra formando la llamada capa de ozono. 42 ¿Qué factores han incremen- tado el efecto invernadero? 43 ¿Qué gases son los responsa- bles de la destrucción de la capa de ozono? ¿Cómo actúan? 1 plancton: organismos, en su mayoría microscópicos, que flotan en las corrientes del mar o en los lagos y constituyen el alimento de muchos animales. La parte gaseosa de la Tierra 93 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 94 11 El aire y la salud Como ves, la composición y cualidades del aire resultan factores fundamentales para la supervivencia de los seres vivos; sin embargo, las actividades del ser humano alteran dicha composición, introduciendo otros gases y partículas que pueden llegar a ser dañinas para la salud. El aire entra en nuestro organismo a través de la boca y de la nariz, recorre las vías respiratorias y llega hasta los pulmones. La sangre que baña los alvéolos pulmonares recoge el oxígeno para transportarlo a todo el cuerpo, pero también se carga de las sustancias tóxicas presentes en el aire, que pueden causar lesiones en los órganos respiratorios, irritar los ojos y la piel y producir envenenamientos. La contaminación del aire es mucho mayor en ciudades que en zonas rurales, por lo que enfermedades como el asma, la bronquitis y el cáncer de pulmón se desarrollan con mayor frecuencia en las áreas urbanas. PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AIRE Contaminante Fuente Efectos Dióxido de carbono (CO2) Todos los procesos de combustión. El ser humano tolera concentraciones elevadas de este gas sin riesgo para su salud, pero el aumento de la cantidad de CO2 en la atmósfera está incrementando el efecto invernadero. Monóxido de carbono (CO) Procede de la combustión incompleta del gas natural y del carbón, aunque la principal fuente de CO la constituyen los vehículos con motores de combustión interna (automóviles y camiones). Es peligroso para los seres humanos, porque, al respirar, el monóxido de carbono se une a la hemoglobina1 de la sangre, en lugar del oxígeno, e impide que este llegue hasta las células, lo que puede provocar la muerte de la persona afectada. Dióxido de azufre (SO2) Se origina por la combustión de compuestos que contienen azufre, como el carbón y el petróleo, aunque también hay emanaciones naturales procedentes de las erupciones volcánicas. En los seres humanos, el dióxido de azufre causa lesiones en los órganos respiratorios, irritaciones de ojos y garganta, etc., y en las plantas destruye los tejidos de las hojas. Sulfuro de hidrógeno (H2S) De manera natural se emite en las erupciones volcánicas y en los procesos de descomposición de la materia orgánica en pantanos y estercoleros. Se desprende también en la fabricación industrial de la celulosa y de algunas pinturas, en el proceso de refinado del petróleo y en la incineración de basuras. El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro que tiene un desagradable olor a huevos podridos. En espacios cerrados donde su concentración puede ser elevada es muy tóxico. Óxidos de nitrógeno Se producen principalmente en las centrales térmicas, donde se quema carbón para producir energía eléctrica. El dióxido de nitrógeno provoca irritaciones en los ojos y en las vías respiratorias, afecta a los pulmones y es mortal en niveles elevados. Ozono Se origina por la transformación de sustancias contaminantes procedentes de algunas actividades humanas por la acción de los rayos solares. Cuando la cantidad de ozono en el aire supone 1 o 2 partes por millón (ppm), puede provocar irritación de las vías respiratorias, bronquitis, dolores de cabeza y alteraciones en el sistema nervioso. Además, resulta tóxico para algunas plantas. Partículas sólidas (humos, polvo, cenizas…) Tienen su origen en algunos procesos industriales, la quema de combustibles y los incendios agrícolas y forestales. Cuando las partículas son lo suficientemente pequeñas (de un diámetro inferior a 10 mm) pueden depositarse en los pulmones, irritando los tejidos y afectando al proceso respiratorio. Actividades 44 Describe la trayectoria que siguen algunos contaminantes atmosféricos desde el aire hasta las células de nuestros órganos internos. 45 Indica de dónde proceden los siguientes contaminantes atmosféricos y 1 hemoglobina: proteína de la sangre que transporta oxígeno. 94 UNIDAD 5 cuáles son sus efectos sobre la salud de las personas: monóxido de carbono, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 95 ¿Qué es el Protocolo de Kyoto? El Protocolo de Kyoto es un convenio1 que la mayoría de los países de la ONU firmaron en 1997 para reducir las emisiones de gases causantes del efecto invernadero, responsable, en gran medida, del cambio climático. Este acuerdo entró en vigor en febrero de 2005, fecha en la que lo ratificaron 55 países, entre los que no se encuentran ni Estados Unidos ni China, dos de los países que más contaminan. Desde entonces y hasta diciembre de 2006 se sumaron al acuerdo 111 países. El objetivo de este protocolo es reducir hasta un 5,2 % la emisión de los gases de efecto invernadero entre los años 2008 y 2012, tomando como referencia las emisiones de dichos gases en 1990. La Unión Europea aceptó reducir globalmente en un 8 % sus emisiones de los seis gases de efecto invernadero, el CO2 entre ellos, para lo cual repartió la cuota de emisiones entre sus países miembros. De este modo, algunos países debían reducir sus emisiones de gases, mientras que otros podían incrementarla. Entre estos últimos se encontraba España, a la que se concedió un incremento del 15 %. Lejos de disminuir, la concentración de CO2 en la atmósfera ha seguido aumentando. A día de hoy, Europa ha bajado sus emisiones más, incluso, del 8 % marcado en Kyoto, pero nuestro país ha superado la cuota del 15 % pactada para 2012. En diciembre de 2009 se celebró la Cumbre del Clima de Copenhague con la intención de dar continuidad a Kyoto y prolongar el compromiso con el medio ambiente más allá de 2012. En cambio, los 192 países participantes, entre los que esta vez sí se encontraban EE UU y China, tan solo firmaron un acuerdo que incluía una serie de recomendaciones para evitar que la temperatura media del planeta aumente más de 2 °C, pero no se comprometieron a seguirlas. En el Acuerdo de Copenhague, Naciones Unidas estableció un fondo de ayuda económica para los países más afectados por el cambio climático. Central térmica. En España, este tipo de centrales emiten 18 millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Actividades 46 Los datos recogidos en el siguiente cuadro corresponden a las emisiones de contaminantes atmosféricos de un país europeo: CONTAMINANTES PRODUCIDOS POR LA QUEMA DE COMBUSTIBLES FÓSILES Contaminante Derivados del petróleo Gas natural Carbón 74 500 53 200 95 000 Óxidos de nitrógeno 200 40 210 Dióxido de azufre 510 0,3 1 180 Partículas sólidas 38 3 1 205 Dióxido de carbono Los datos vienen dados en kilogramos de contaminantes por cada 1 055 J de energía liberada en la combustión. a) ¿Todos los combustibles fósiles contribuyen a aumentar el calentamiento global del planeta? b) Explica cuál de los combustibles del cuadro tiene un mayor efecto sobre la salud. ¿Cuál es el más nocivo para el medio ambiente en general? ¿Y el «más limpio»? 1 convenio: acuerdo entre varias partes (personas, instituciones, países). La parte gaseosa de la Tierra 95 0S1CNLA_05 2011 10/2/11 11:51 Página 96 El origen de la atmósfera terrestre Fenómenos atmosféricos La atmósfera es la capa más externa de nuestro planeta. Los gases liberados por los volcanes en las primeras etapas de formación de la Tierra se acumularon a su alrededor y originaron la atmósfera primitiva, que con la aparición de la hidrosfera y de los primeros organismos fotosintéticos, fue enriqueciéndose en oxígeno. Los huracanes, los torbellinos y los tornados son fenómenos atmosféricos debidos a la acción del viento. Composición de la atmósfera dióxido de carbono 0,03 % Las nubes, la niebla, el rocío y la escarcha son fenómenos atmosféricos debidos a la humedad atmosférica, que es la cantidad de vapor de agua que hay en el aire. Dichos fenómenos se forman por condensación de este vapor de agua atmosférico. Otros fenómenos atmosféricos son la lluvia, la nieve y el granizo, que se deben a la precipitación. Clima y tiempo nitrógeno 78 % oxígeno 21 % Clima y tiempo no son lo mismo. El tiempo es el conjunto de los fenómenos atmosféricos que se producen en un momento preciso y en un lugar determinado; el clima es el conjunto de las condiciones atmosféricas que predominan en una región. La atmósfera y los seres vivos: el efecto invernadero La supervivencia de los seres vivos depende del aire, ya que la atmósfera actúa como filtro protector de las radiaciones solares y regula la temperatura de la Tierra. vapor de agua y otros gases 0,97 % La atmósfera está constituida por una mezcla homogénea de gases: el aire. Los gases más abundantes en el aire son el nitrógeno (78 %) y el oxígeno (21 %), que es un producto de la fotosíntesis de las plantas y es imprescindible para la combustión y la respiración. El ozono, que se forma cuando el oxígeno del aire es sometido a la acción de los rayos ultravioleta, protege a los seres vivos de los efectos nocivos de estas radiaciones. El efecto invernadero es un fenómeno beneficioso que hace posible la vida en la Tierra al calentarla y permitir así que la temperatura media alcance los 15 °C. El vapor de agua y el dióxido de carbono son los principales gases responsables del efecto invernadero. Estructura de la atmósfera Sin embargo, su incremento provoca una peligrosa elevación de la temperatura global del planeta. El efecto invernadero se intensifica por el aumento de la concentración del dióxido de carbono en la atmósfera producido por la combustión del carbón y de los derivados del petróleo. Se distinguen tres capas principales en la atmósfera por su estructura y composición: la troposfera, la estratosfera (donde está la capa de ozono) y la ionosfera. El Protocolo de Kyoto es un convenio que los países de la ONU acordaron en 1997 con el fin de reducir las emisiones de gases causantes del efecto invernadero. El dióxido de carbono se encuentra en una pequeña proporción en el aire; sin embargo, resulta fundamental para la vida, ya que es utilizado por los vegetales para fabricar materia orgánica en la fotosíntesis. La presión atmosférica El peso que la atmósfera ejerce sobre la superficie terrestre se llama presión atmosférica y varía con la altitud y la temperatura. El posterior Acuerdo de Copenhague, que surgió de la Cumbre del Clima de diciembre de 2009, recoge recomendaciones para controlar el efecto invernadero y establece un fondo económico para los países más afectados por el cambio climático. Elabora un mapa conceptual con los principales contenidos de la Unidad. 96 UNIDAD 5 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 97 Andrés y María son compañeros de clase y acaban de asistir en su colegio a una charla de Pedro Duque, el primer astronauta nacido en España y de nacionalidad española. Pedro Duque voló por primera vez al espacio el 29 de octubre de 1998 con el transbordador Discovery, donde ocupaba el puesto de ingeniero de vuelo nº. 3. María ha quedado fascinada con las cosas que les ha contado Pedro Duque y está convencida de que, de mayor, irá a la Luna a pasar las vacaciones. Pedro les ha dicho que en la Luna no podrían respirar ni oír cuando les hablasen, y que ni siquiera podrían pasear sin el traje espacial, porque se desintegrarían. 1 ¿Qué hay en el planeta Tierra que no se encuentra en la Luna y nos permite vivir en su superficie, escuchar sonidos, etcétera? El astronauta les habló de nuestra atmósfera, les dijo que se trata de una mezcla homogénea de gases y que está estratificada en varias capas de distintas características. También les dijo que la mayor parte de sus gases componentes se concentran en las capas inferiores y que solo en la más baja pueden encontrarse seres vivos y ocurrir los fenómenos atmosféricos. Andrés no lo tiene muy claro y le pide ayuda a María, porque no sabe en qué capa de la atmósfera se realizan algunos de los fenómenos que más le preocupan. ¿En qué capa de la atmósfera se lleva a cabo cada uno de los siguientes procesos? 2 a) La formación del arco iris. b) La situación de la capa de ozono. c) La vida animal y vegetal. ¿Qué nombre recibe el proceso mediante el cual las plantas consumen dióxido de carbono y liberan oxígeno a la atmósfera? 3 Cuando le preguntaron a Pedro por qué se aplazaba con tanta frecuencia el lanzamiento de las naves espaciales, les contestó que, para que el lanzamiento resultara un éxito, era necesario que las condiciones atmosféricas de temperatura, presión, viento, etc. fueran las óptimas y, por lo tanto, había que esperar hasta que así fuera. ¿Qué nombre reciben los aparatos que se utilizan para medir la temperatura, la presión atmosférica y la intensidad del viento? 4 El 25 de octubre de 2003 Pedro Duque, en su segundo vuelo espacial, escribía en su diario: «El otro día llevaba un boli enganchado al pantalón; pasé rozando algo y lo perdí. Como lo noté enseguida, me volví rápidamente para recogerlo. Nada. Mi bolígrafo no estaba por ninguna parte, había volado no sé en qué dirección y podía estar tanto en el suelo como en el techo como en cualquier parte». ¿A qué se debe este comportamiento extraño del bolígrafo? ¿Por qué no se cayó al suelo? 5 Algunos compañeros de Andrés y María le preguntaron al astronauta por el efecto invernadero y por el agujero en la capa de ozono. Pedro se dio cuenta de que confundían ambos fenómenos e intentó dejarles bien claras las diferencias y las consecuencias de cada uno de ellos y su importancia para los seres vivos. d) Los vuelos de las naves en la órbita terrestre. ¿A qué es debido el efecto invernadero? ¿Sería posible la vida en la Tierra sin efecto invernadero? e) El reflejo de las ondas de radio y televisión. 7 Pedro también les dijo que la composición de la atmósfera no ha sido siempre la misma, pues durante millones de años la vida la ha transformado una y otra vez. Por ejemplo, su considerable cantidad de oxígeno es posible gracias a algunas formas de vida —tales como la de las plantas— que consumen dióxido de carbono y producen oxígeno. 6 ¿Existe alguna relación entre el efecto invernadero y el agujero en la capa de ozono? María le preguntó por el tiempo: concretamente quiso saber si había llovido mucho durante su último viaje espacial. Pedro Duque no pudo evitar una sonrisa. ¿Por qué se le escapó una sonrisa al astronauta? ¿Qué tiene de extraña la pregunta de María? 8 La parte gaseosa de la Tierra 97 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 98 1 쐌쐌쐌 ¿Cuándo aparecieron los primeros organismos fotosintéticos en la Tierra? ¿Qué consecuencia tuvo este hecho en la composición de la atmósfera? 11 2 쐌쐌 Investiga qué usos industriales, terapéuticos, etcétera tienen el nitrógeno y el oxígeno. 12 쐌쐌쐌 El tren de las Nubes, en Argentina, es el úni- 3 co ferrocarril que alcanza en su recorrido los 4 200 m de altitud. A partir de los 2 500 m, algunos pasajeros padecen el llamado mal de altura, con síntomas como dolor de cabeza, boca reseca, etc. ¿Por qué crees que el tren dispone de mascarillas de oxígeno? 쐌 Relaciona las siguientes columnas: Contiene la capa de ozono. Troposfera En ella se concentra el 75 % de los gases. Ionosfera Refleja las ondas de radio y televisión. Estratosfera Se producen los fenómenos meteorológicos. 4 쐌쐌 Observa la siguiente ilustración: 쐌쐌 ¿Qué fenómeno produce la evaporación del agua? ¿Qué relación existe entre este fenómeno y la humedad del aire? 13 쐌쐌쐌 Si pones sobre el fuego una olla con agua y tapada, al cabo de un rato aparecen gotas de agua en la tapadera. Explica qué fenómenos se han producido. 14 쐌쐌쐌 ¿Crees que las plantas influyen en la hume- dad del aire? ¿De qué manera? 15 쐌쐌쐌 Investiga si existe alguna relación entre el tamaño y la forma de las hojas de las plantas y la cantidad de agua que hay en el suelo. 16 쐌 Explica la relación que hay entre tiempo y clima. 쐌쐌 Si escuchamos que soplarán vientos del norte con velocidades de 80 km/h, ¿qué aparatos se habrán utilizado para saberlo y qué variable determinará cada uno de ellos? 17 a) ¿Sabes qué gas se consume durante la combustión de la vela? b) ¿Por qué, al cabo de un tiempo, la vela que está dentro de la campana se apaga, mientras que la otra sigue ardiendo? 18 쐌쐌 Observa la tabla y contesta: Temperatura media (°C) Precipitación total media (mm) Mes Mínima diaria Máxima diaria 쐌쐌 Explica por qué decimos que los bosques son importantes sumideros de CO2. Ene 2,6 9,7 Feb 3,7 12 35 쐌쐌쐌 ¿Por qué el aire de la atmósfera no escapa al espacio exterior? Mar 5,6 15,7 26 Abr 7,2 17,5 47 쐌쐌 Torricelli puso fin a la teoría del horror al vacío. May 10,7 21,4 52 a) ¿Qué experiencia realizó Torricelli para medir la presión atmosférica? Jun 15,1 26,9 25 Jul 18,4 31,2 15 b) ¿A cuántos milibares o hectopascales equivalen 760 mm de mercurio? ¿Y a cuántas atmósferas? Ago 18,2 30,7 10 Sep 15 26 28 c) ¿A cuántas atmósferas equivalen 1 032 hectopascales? Oct 10,2 19 49 Nov 6 13,4 56 쐌 ¿Por qué se caracteriza una zona de alta presión o anticiclón? Dic 3,8 10,1 56 5 6 7 8 쐌쐌 Expón de forma razonada, por qué la presión atmosférica, la cantidad de oxígeno y la temperatura disminuyen con la altitud. 9 10 쐌 ¿Por qué se taponan los oídos cuando subes o bajas un puerto de montaña? 98 UNIDAD 5 37 a) ¿A qué hacen referencia los datos de temperatura mínima media y precipitación media? b) ¿Qué aparato se utiliza para medir las precipitaciones en forma de agua, nieve, etcétera? c) ¿Qué tres meses son los más lluviosos? ¿Estos datos hacen referencia al clima o al tiempo? ¿Por qué? 0S1CNLA_05 2011 20/1/11 10:24 Página 99 d) Realiza una gráfica con las temperaturas medias mínimas y máximas. ¿En qué mes es mayor la diferencia entre la temperatura máxima y la mínima y en cuál es menor? 29 쐌쐌 Razona por qué las siguientes actuaciones e) Calcula la temperatura media mínima anual y las precipitaciones medias anuales. 쮿 Utilizar energía producida en centrales eólicas o solares. 19 쐌 Relaciona ambas columnas. Termómetro Kilómetros por hora Higrómetro Hectopascales Anemómetro Grados centígrados Barómetro Porcentaje de vapor de agua 20 쐌쐌 Indica qué características pertenecen a una zona de alta o de baja presión en el hemisferio norte: contribuyen a reducir la concentración de CO2 en la atmósfera y explica qué repercusión tendrán sobre el incremento del efecto invernadero: 쮿 Utilizar coches híbridos o eléctricos. 쮿 Reducir el uso de la calefacción mejorando el aislamiento térmico de las viviendas. 30 쐌쐌 ¿Qué beneficios ha supuesto la existencia del efecto invernadero para el planeta? ¿Qué perjuicios ocasiona su incremento? 31 쐌쐌 La electricidad no es un contaminante atmos- a) Los vientos giran en el sentido de las agujas del reloj (sentido horario). férico pero las centrales eléctricas que utilizan carbón o derivados del petróleo para producirla, emiten gases que sí lo son. b) Los vientos giran de forma que se aproximan a un punto central. a) ¿Qué gas se libera a la atmósfera en la combustión del petróleo o del carbón? c) El aire caliente asciende. b) ¿Qué efecto tiene este gas en la atmósfera? d) La presión aumenta hacia el centro. 21 쐌쐌 Un fenómeno meteorológico es el arco iris. Investiga cómo se forma. 32 쐌쐌 La colaboración ciudadana resulta imprescin- dible a la hora de reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera. 쮿 Formad varios grupos y debatid qué actitudes positivas (no contaminantes) consideráis que se deberían fomentar en la población. 33 쐌 Localiza en la sopa de letras el nombre de ocho conceptos relacionados con la Unidad. A continuación, explica su significado en tu cuaderno. C 22 쐌쐌 ¿Cómo se propagan las ondas de radio y de O N T A M I N A C I O N O O T L T T E M X O U Z P N L E C M R O L N S I I S D D H A O B H O A K P N T E U O S N S N E L E A I N O M O F F E O I U N R O S B E I E O L Z C I O G N A N D R R O P O Y S O I Z 26 쐌쐌쐌 ¿Qué es la aurora polar? ¿Dónde se forma? C P A M A L S I O N I L M 27 쐌쐌 ¿Qué es el agujero de ozono en la Antártida? I A D X Y P O X I G E N O O J K O S I O P U L E S R 28 쐌쐌쐌 Establece las relaciones que existen entre N R T A R E X S R P S R T evaporación, transpiración, vapor de agua, humedad atmosférica y efecto invernadero. P R E C I P I T A C I O N televisión? 23 쐌 ¿En qué consiste la fotosíntesis? ¿Qué seres vivos la realizan? 24 쐌쐌쐌 Explica las semejanzas y diferencias entre la respiración de los seres vivos y una combustión. 25 쐌쐌 ¿Qué es la meteorología? ¿Cuál es el principal fin de esta disciplina científica? ¿A qué es debido? A La parte gaseosa de la Tierra 99