La energía que nos llega del Sol
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829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 214 La energía que nos llega del Sol OBJETIVOS 1. Entender el papel que realiza la atmósfera, filtrando las radiaciones solares. 2. Comprender qué es lo que origina las corrientes oceánicas, los vientos y las brisas. 3. Aprender a interpretar mapas meteorológicos sencillos. 4. Estudiar qué son los agentes geológicos y saber qué energía los mueve. 5. Entender la relación que hay entre el clima y las corrientes oceánicas. 6. Analizar las formas que tiene el ser humano de utilizar la energía solar. 7. Relacionar el albedo del suelo y las ascendencias térmicas. CONTENIDOS CONCEPTOS • • • • La energía solar y la atmósfera. (Objetivos 1 y 2) La energía solar y la hidrosfera. (Objetivos 2 y 5) La energía solar y los agentes geológicos. (Objetivo 4) El uso de la energía solar. (Objetivo 6) PROCEDIMIENTOS, DESTREZAS Y HABILIDADES • • • • Analizar e interpretar esquemas gráficos y fotografías. Analizar las relaciones entre distintos fenómenos. Interpretación de mapas meteorológicos sencillos. (Objetivo 3) Realizar experimentos sobre la relación entre albedo y ascendencias térmicas. (Objetivo 7) ACTITUDES • Mostrar interés por conocer las características que hacen especial nuestro planeta. • Adoptar una actitud positiva y activa hacia medidas tendentes a evitar el calentamiento global y la disminución de la capa de ozono. EDUCACIÓN EN VALORES Educación para la salud Discutir con los alumnos y alumnas sobre la importancia de la protección de ojos y piel de los rayos dañinos del Sol. Como se ha visto a lo largo de la unidad, el Sol es fuente de energía y de salud. El Sol, por ejemplo, estimula la síntesis de vitamina D y favorece la circulación sanguínea. También se ha estudiado que la atmósfera ejerce de filtro a las radiaciones solares peligrosas, impidiendo que lleguen a la superficie terrestre. Aun así, la exposición continuada a la pequeña cantidad que sí llega puede producir daños en la piel y en los ojos. Los daños en la piel por las radiaciones solares son acumulativos, así que es importante empezar a cuidar la piel desde la infancia para evitar enfermedades como el cáncer de piel. 214 Para proteger eficazmente nuestra piel del Sol, es útil conocer en primer lugar el comportamiento de nuestra piel frente al Sol. De esta forma podemos saber el tiempo máximo de exposición sin riesgos para nuestra piel, según el tipo y la sensibilidad de esta. También es importante considerar la latitud y altitud donde nos encontramos y la hora del día. Por ejemplo, el filtro de la atmósfera es especialmente eficaz al amanecer o al atardecer. En cualquier caso, la mejor protección ante la radiación solar es el uso de ropa, sombrillas y sombreros que eviten la exposición directa al Sol. Si se va a tomar el sol, se deben usar cremas con filtros con un factor de protección frente a los rayos ultravioletas. Se debe empezar con un factor 15 para ir reduciendo. El número del factor indica que nos protegerá ese número de veces el tiempo máximo de exposición. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2.° ESO 쮿 © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 21/1/08 13:23 Página 215 CRITERIOS DE EVALUACIÓN PRUEBAS DE EVALUACIÓN CRITERIOS DE EVALUACIÓN Preguntas prueba 1 Preguntas prueba 2 a) Explicar las funciones que cumple la atmósfera en relación con el filtrado de la radiación solar y el efecto invernadero. (Objetivo 1) 3, 8 1, 6 b) Describir la fuente de energía externa de la Tierra y su efecto en la atmósfera y la hidrosfera. (Objetivo 2) 1, 2 8, 9 c) Interpretar mapas meteorológicos sencillos. (Objetivo 4) 6 2 d) Reconocer los distintos agentes geológicos que moldean el relieve y el motor que los mueve. (Objetivo 5) 9 3 e) Explicar la relación entre el clima y las corrientes oceánicas. (Objetivo 6) 4 5 f) Explicar las distintas formas que tiene el ser humano para aprovechar la energía del Sol. (Objetivo 7) 5 4 g) Relacionar el albedo terrestre con las ascendencias térmicas. (Objetivo 8) 7 7 COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN Conocimiento e interacción con el mundo físico La sección CIENCIA EN TUS MANOS, Control de variables. El albedo terrestre y las ascendencias térmicas, pág. 131, propone recrear un fenómeno natural en el laboratorio de forma que se pueda establecer un parámetro como variable independiente, otro como variable dependiente y el resto como variables controladas. De esta forma se puede estudiar el fenómeno y ver si existe relación entre los dos parámetros preestablecidos. A lo largo de la unidad se trabaja la interpretación de esquemas y mapas meteorológicos como herramienta para comprender los conceptos estudiados. Comunicación lingüística En UN ANÁLISIS CIENTÍFICO, La corriente del Golfo y la temperatura de Europa, pág. 133, se trabaja la comprensión lectora del texto. La respuesta de las preguntas requiere la correcta lectura y utilización de un mapa geográfico. EN PROFUNDIDAD, Invernaderos y neveras, pág. 130, requiere la capacidad de comprender textos científicos. En EL RINCÓN DE LA LECTURA, Un astro primordial para todo, pág. 135, nos encontramos ante un texto divulgativo que pone al alcance de todos un tema científico. En las preguntas de Comprendo lo que leo se trabaja la capacidad de localizar información específica en el texto, explicar un problema medioambiental global y reflexionar sobre nuestra actitud hacia ese problema. En las actividades 55, 56, 57 y 59 se trabaja la capacidad de comunicar ideas por escrito, de realizar resúmenes escritos y de dar explicaciones razonadas sobre la relación entre fenómenos naturales. Social y ciudadana El texto de EL RINCÓN DE LA LECTURA, Un astro primordial para todo, pág. 135, nos ayuda a comprender el impacto de la actividad humana en el efecto invernadero y las consecuencias en el calentamiento global que ya se están empezando a notar. La actividad 64 nos invita a reflexionar sobre nuestra actitud y compromiso como habitantes de este planeta hacia la disminución del problema. Cultural y artística En las actividades 53, 54, 58 y 59 se propone utilizar las habilidades plásticas del alumnado para realizar dibujos explicativos que ayuden a la comprensión y exposición del conocimiento científico. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2.° ESO 쮿 © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 215 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 216 FICHA 1 RECURSOS PARA EL AULA EL SOL ALGUNOS DATOS BÁSICOS SOBRE EL SOL • Diámetro: 1 390 000 km. • Masa: 1,989 ⋅ 10 kg (99,8 % de la masa del Sistema Solar). 30 • Temperatura: superficie: 5 500 °C; núcleo: 15 600 000 °C. • Energía producida: 3,86 ⋅ 1026 J/s. • Composición: 92,1 % hidrógeno; 7,8 % helio; 0,1 % otros elementos. • Rotación: 25,4 días en el ecuador; 36 días en los polos. • Edad: 4 500 millones de años. ESTRUCTURA DEL SOL Núcleo: en él se producen las reacciones nucleares de fusión. Se encuentra a 15 millones de grados centígrados y a 250 000 millones de atmósferas de presión. Es el generador solar. Su diámetro se estima en 600 000 km. Zona radiactiva: la energía viaja al exterior del Sol a través de esta capa durante cientos de miles de años. Tiene unos 380 000 km de grosor. Corona: es la capa más externa, visible solo cuando se producen eclipses solares totales. Tiene una gran extensión y tiene una forma muy variable. Está formada por gas enrarecido a muy alta temperatura. Zona convectiva: la energía se traslada hacia el exterior por convección. Su espesor es de unos 140 000 km. Cromosfera: es una capa de color rojizo que se encuentra a una temperatura altísima (más de 500 000 °C). En ella se producen las fulguraciones, fantásticos estallidos de energía solar que forman llamaradas de hasta 200 000 km. También se producen protuberancias, o arcos de materia que siguen las líneas del campo magnético. Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 km de espesor, formada por gas incandescente, a 5 000 °C. Emite la luz y el calor que recibimos del Sol. En esta capa aparecen las manchas solares, unas zonas a menor temperatura que el resto. 216 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 217 FICHA 2 RECURSOS PARA EL AULA LA ATMÓSFERA TERRESTRE EL FILTRO ATMOSFÉRICO El Sol emite energía en todas las direcciones del espacio. La que recibe la Tierra no es sino una pequeñísima fracción de la que libera el Sol. Aun así, no toda la radiación que llega a la alta atmósfera alcanza la superficie del planeta. Una parte es reflejada y otra es absorbida por la atmósfera. • Radiación UV-A. Es continua con la luz visible y la menos energética, por ser la de mayor longitud de onda (entre 400 y 320 nm). Puede causar daños en la piel, por su gran intensidad. La atmósfera, por tanto, actúa como un filtro para la radiación solar. Ahora bien, la atmósfera realiza un filtrado selectivo de la radiación solar, pues no absorbe por igual todas las longitudes de onda. • Radiación UV-B. Es filtrada por la capa de ozono. Su longitud de onda es de 320-380 nm. Es peligrosa para los seres vivos. En las personas produce desde enrojecimiento y quemaduras hasta arrugas, cáncer de piel, cataratas y debilitamiento del sistema inmunitario. Una de las radiaciones más peligrosas para la vida que filtra la atmósfera es la radiación ultravioleta, que puede ser letal para la vida. Esta radiación se divide en tres tipos, dependiendo de la longitud de onda: • Radiación UV-C. Es la más peligrosa, pero, por fortuna, es totalmente absorbida por el oxígeno. Se emplea en procesos industriales para desinfección. RADIACIÓN SOLAR QUE LLEGA A LA TIERRA Ultravioleta Visible 05 00 0, 04 00 0, 03 00 0, Infrarrojos 06 00 0, 08 09 1 07 00 00 00 00 0, 0, 0, 0, 15 00 0, 2 00 0, 4 00 01 0, 0, Radiación extraterrestre F RADIACIÓN SOLAR Longitud de onda en mm Luz solar al nivel del mar Con nubes Bajo vegetación 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 217 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 218 FICHA 3 RECURSOS PARA EL AULA LOS VIENTOS EL ORIGEN DE LOS VIENTOS La atmósfera funciona como una máquina térmica. Emplea la energía solar para movilizar masas de aire. Es el viento. Su función es repartir la energía térmica por todo el planeta. Se puede entender observando la siguiente gráfica: Energía Energía solar absorbida por la Tierra 90° 60° Energía emitida por la Tierra 30° 0° 30° 60° 90° Latitud terrestre del reloj en el hemisferio norte, y en sentido contrario en el hemisferio sur. Se puede apreciar en la gráfica que en torno al ecuador, entre los 0° y los 30°, existe un superávit de energía (la Tierra recibe más energía del Sol que la que devuelve al espacio); en cambio, fuera de esta zona existe un déficit, puesto que la superficie terrestre emite más energía al espacio que la que recibe del Sol. Además, estos movimientos tan generales se modifican por factores geográficos, como la orografía, la presencia de masas de agua, etc. Si esta situación se mantuviera, tendríamos una zona tórrida en torno al ecuador y un planeta congelado fuera de esta zona. Afortunadamente, los vientos se encargan (junto con las corrientes marinas) de repartir parte de la energía que recibe la zona ecuatorial y repartirla hacia los polos. De este modo, aunque existen diferencias de temperatura según la latitud, son menos acusadas de lo que podrían ser. 218 te Vientos del oeste B B Perturbación polar r la Estos movimientos de aire en dirección norte-sur se complican por el efecto de la rotación del planeta, que hace que los vientos giren en el sentido de las agujas Fren po En resumen, las masas de aire ecuatorial se calientan, ascienden y se desplazan hacia el norte. Al tiempo, el aire de los polos, frío, desciende hacia la superficie, lo que da lugar a vientos fríos que se dirigen a zonas más cálidas. El aire procedente del ecuador y el que procede de los polos no se encuentran directamente, sino a través de una célula de convección interpuesta que se sitúa sobre las regiones templadas. A Vientos polares del este 60º 30º Cinturón subtropical de altas presiones A A Vientos alisios del noreste Vaguada ecuatorial 0º B ZCIT Cinturón de vientos y calmas ecuatoriales B Cinturón de vientos y calmas ecuatoriales Vientos alisios del sureste A 30º Cinturón subtropical de altas presiones A polar Vientos del oeste Frente 60º B B A 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 219 FICHA 4 RECURSOS PARA EL AULA LA ESCALA BEAUFORT DE LOS VIENTOS LOS VIENTOS son muy importantes para la gente de la mar, pues su vida puede depender de ellos; pero más importantes eran aún antiguamente, en la época de la navegación a vela. Para poder describir los vientos con claridad, el hidrógrafo Beaufort creó una escala que sirviera para describir su intensidad y que todo el mundo la pudiera utilizar. Si vives cerca de la costa o vas al mar con frecuencia, puedes emplear esta escala para describir el tiempo con propiedad. GRADO DENOMINACIÓN VELOCIDAD (NUDOS) menos de 1)) ESPECIFICACIONES 0 Calma 1 Ventolina 1-3 La mar empieza a rizarse. 2 Flojito 4-6 Olas pequeñas que no llegan a romper (brisa muy débil). 3 Flojo 7-10 Olas cuyas crestas empiezan a romper (brisa débil). Borreguillos dispersos. 4 Bonancible 11-16 Olas un poco largas (brisa moderada); numerosos borreguillos. 5 Fresquito 17-21 Olas moderadas y alargadas (brisa fresca); gran abundancia de borreguillos y, eventualmente, algunos rociones. 6 Fresco 22-27 Comienza la formación de olas grandes (brisa fuerte); las crestas de espuma blanca se ven por todas partes. Aumentan los rociones y la navegación es peligrosa para las embarcaciones pequeñas. 7 Frescachón 28-33 La espuma es arrastrada en la dirección del viento (viento fuerte); la mar es gruesa. 8 Temporal 34-40 Olas altas con rompientes; la espuma es arrastrada en nubes blancas (viento duro). 9 Temporal fuerte 41-47 Olas muy gruesas. La espuma es arrastrada en capas espesas (muy duro). La mar empieza a rugir. Los rociones dificultan la visibilidad. 10 Temporal duro 48-55 Olas muy gruesas con crestas empenachadas (temporal). La superficie aparece blanca. Visibilidad reducida. La mar ruge intensamente. 11 Temporal muy duro 56-63 Olas excepcionalmente grandes (borrasca), los buques de mediano tonelaje se pierden de vista. Mar completamente blanca. Visibilidad muy reducida. La navegación se hace imposible. 12 Temporal huracanado 64-71 El aire está lleno de espuma y de rociones (huracán). La visibilidad es casi nula. Se imposibilita toda navegación. La mar está como un espejo. Nota: un nudo equivale a una milla marina por hora, es decir, 1,852 km/h. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 219 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 220 FICHA 5 RECURSOS PARA EL AULA LOS VIENTOS LOCALES YA SABES que los vientos tienen un esquema general de circulación en el planeta; sin embargo, a escala local, son muy variables. Desde hace mucho, la gente del campo y la mar ha aprendido que existen diversas modalidades de vientos locales, con características similares. De este modo, en distintas regiones existen denominaciones comunes para los vientos predominantes. Además, con estos conocimientos se pueden hacer predicciones meteorológicas locales. NOMBRE 220 PROCEDENCIA ZONA DE INFLUENCIA CARACTERÍSTICAS Ábrego Sudoeste Andalucía Castilla-La Mancha Castilla y León Extremadura Viento templado y húmedo. Bochorno Sudeste Valle del Ebro Viento húmedo. Cierzo Noroeste Valle del Ebro Viento frío y seco. Galerna Sudoeste o noroeste Golfo de Vizcaya Costa cantábrica Viento en superficie brusco y acusado, con intenso temporal de mar. Galleo o regañón Noroeste Valle del Duero Viento frío y racheado. Garbí Este-sudeste Costas de Cataluña Costa valenciana Viento frío y racheado. Levante Este Estrecho de Gibraltar Mar de Alborán Murcia Viento persistente, algo húmedo y racheado. Leveche Este-sudeste Costas de Murcia Alicante Viento húmedo, con sensación de bochorno. Llevant Noreste Costas de Cataluña Baleares Viento fresco y húmedo, con fuerte temporal de mar. Matacabras Este Golfo de Cádiz Viento persistente, algo húmedo y racheado. Mestral Noroeste Golfo de León Viento racheado con temporal de mar. Moncayo Noroeste Zaragoza Valle del Ebro Viento frío y seco. Poniente Oeste Penetra por la costa portuguesa hacia la Península Arrastra las borrascas atlánticas. Solano Este Castilla-La Mancha Extremadura Viento terral provocado por la radiación solar en verano. Tramontana Norte Ampurdán Menorca Viento frío y turbulento. Vendaval Sudeste Valle del Guadalquivir Golfo de Cádiz Viento racheado y ligeramente húmedo, en primavera y otoño ocasionalmente huracanado. Xaloc Sudeste Costas de Levante Costa de Murcia Baleares Viento cálido y algo húmedo, procedente del Sahara. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 221 FICHA 6 RECURSOS PARA EL AULA LA ENERGÍA SOLAR OBSERVACIONES Y EXPERIENCIAS SIMPLES Obser vación del Sol • Antes que nada, hemos de hacer una advertencia: NUNCA SE DEBE MIRAR DIRECTAMENTE AL SOL, y mucho menos se debe hacer a través de prismáticos o telescopios. • Se puede observar el Sol mediante el método de la proyección. Se necesita un telescopio, al que se le debe desenroscar el ocular. Se orienta (sin mirar) en dirección al Sol y se dirige la imagen sobre una hoja de papel o cartulina blanca. La imagen del Sol se proyectará en la hoja y podremos estudiar detalles de su superficie, como las manchas solares. • Si realizas las observaciones durante varios días, puedes hacer un seguimiento de las manchas solares y deducir la velocidad de rotación del Sol. Ener gía solar y albedo • Es muy fácil comprobar, directamente, la energía que recibimos del Sol. Solo necesitamos una lupa y un trozo de papel. • Orienta la lupa hacia el Sol y enfoca el punto de luz que aparece sobre un papel negro, para concentrar la energía de toda la luz que capta la lupa sobre un punto. Anota cuánto tiempo tarda en salir humo. • Repite la experiencia usando papel de color blanco y de otros colores, y calcula de nuevo el tiempo que tarda en aparecer humo. • El tiempo que tarda en aparecer el humo es función de la cantidad de energía que absorbe el papel y de la que refleja. En la Tierra, la reflectividad de las distintas zonas recibe el nombre de albedo. El efecto invernadero • Puedes comprobar el efecto invernadero natural de la atmósfera simplemente observando el cielo y estudiando la información meteorológica en invierno. • Debes conseguir las temperaturas mínimas nocturnas de tu localidad o, si no es posible, de alguna localidad cercana. Se pueden encontrar en la prensa local o regional. Conviene tener los datos de, al menos, un mes. • Evalúa, durante ese mes, la nubosidad al atardecer. Dale un valor 0 cuando no haya nubes, 2 cuando el cielo esté totalmente cubierto, y 1 cuando esté parcialmente nuboso. Esto refleja la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. • Cuando haya terminado el periodo de observación, averigua la media de las temperaturas nocturnas cuando el cielo estaba despejado, cuando estaba nuboso y cuando estaba parcialmente nuboso. Interpreta los resultados. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 221 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 222 FICHA 7 RECURSOS PARA EL AULA CONSTRUCCIÓN DE UN PANEL SOLAR Material Objetivo Elaborar un panel solar para captar la energía solar y calentar agua. Los materiales que se utilicen dependen de la disponibilidad de los mismos; se pueden emplear diferentes alternativas. • Listones de madera. • Dos cristales del mismo tamaño. • Una manguera, preferiblemente de color oscuro. • Corcho u otros aislantes. PROCEDIMIENTO 1 Elabora un cajón de madera de, aproximadamente, 0,5 m2 de superficie y una altura de 10 a 15 cm. 2 Fórralo interiormente con corcho u otro aislante y revístelo con una cartulina de color oscuro. 3 Practica dos orificios en un lado del cajón, ligeramente mayores que el diámetro de la manguera. 4 Introduce la manguera dentro del cajón en forma de serpentín, para que entre el máximo de manguera. 5 Tapa la caja con el cristal. Lo ideal es usar dos cristales con una pequeña cámara de aire en medio. Lo puedes conseguir separando los dos cristales con unos listones muy finos de madera que formen un marco. El cristal se puede pegar con silicona, pero hay que dejarla secar muy bien. 6 Conecta la manguera al grifo, llénala y tapona luego la salida con un corcho. Mide con un termómetro la temperatura del agua con la que lo has llenado. Pon el panel al sol y vacía la manguera a las dos horas, para medir su temperatura con un termómetro. Repite el experimento dejando el panel al sol durante cuatro y seis horas, y comprueba en cada caso la temperatura que alcanza el agua. 222 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 223 FICHA 8 RECURSOS PARA EL AULA LECTURAS REFLEJOS Y ABSORCIONES No todo el flujo solar que llega hasta el borde exterior de la atmósfera de la Tierra se transforma en calor. Una parte muy importante es reflejada directamente y devuelta al espacio por las nubes, los aerosoles (gotitas de agua y polvo atmosférico), la superficie rocosa, las masas de agua en estado liquido o sólido, la vegetación…, esta fracción reflejada recibe el nombre de albedo, y en el caso de la Tierra su valor es del 30 %. Así pues, solo el 70 % de la energía solar que incide sobre nuestro planeta es finalmente absorbida por la atmósfera (23 %) y por la superficie (47 %). El sistema climático terrestre funciona entonces degradando y redistribuyendo esta fracción no reflejada del flujo solar incidente. (…) En el caso de Venus, su perpetua cobertura nubosa provoca un albedo medio del 72 %; es decir, este planeta refleja directamente al espacio casi las tres cuartas partes del flujo solar que le llega, por lo que su temperatura media teórica es muy baja a pesar de su proximidad al Sol: solo 43 grados bajo cero. Por la misma razón, la temperatura media de la Tierra debería ser igualmente baja, unos 18 grados bajo cero; sin embargo, obvia decir que la temperatura media de que disfrutamos es de 15 °C, mientras que la superficie de Venus alcanza los 427 °C. ¿Cómo se explica este desfase entre la temperatura real y la teórica? (…) Se denomina efecto invernadero al proceso natural por el cual ciertos gases, sobre todo el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua, calientan la superficie de un planeta. Estos gases permiten el paso de la radiación solar hasta la superficie, pero interceptan la radiación infrarroja (térmica) que el planeta emite hacia el espacio y la reenvían hacia la superficie. Estos gases elevan la temperatura por encima de la temperatura que habría si faltaran. En el caso terrestre este incremento es de 35 grados, 470 para Venus y solo 6 en el caso de Marte. Así, se podría dar la paradoja de que con la composición, el albedo y la densidad atmosférica adecuadas, Marte fuera un mundo muy calido, la Tierra una bola de nieve y Venus un planeta templado… Y todo ello con independencia de su distancia al Sol. Desde hace un par de décadas los satélites pueden medir directamente el flujo solar que alcanza la Tierra y el flujo infrarrojo térmico emitido por esta al espacio. Los valores obtenidos confirman que el balance radiactivo global es aproximadamente nulo, es decir, nuestro planeta irradia al espacio una cantidad de energía igual que la que capta del Sol. Esta situación de equilibrio energético se debe a que el sistema climático no está sometido a ningún calentamiento ni enfriamiento duradero, y explica por qué la temperatura media global de la Tierra se mantiene estable. GABRIEL CASTILLA CAÑAMERO, Astronomía. Octubre 2005, n.º 76 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 223 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 224 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 1 BRISA DE VALLE 992 ANTICICLÓN Y BORRASCA 1000 996 1000 99 6 B 04 10 1004 1008 A 224 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 225 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 2 SOL Y AGENTES GEOLÓGICOS SERPENTÍN 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 225 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 226 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 3 RAYOS SOLARES Y LA CIUDAD 226 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 227 RECURSOS PARA EL AULA SUGERENCIAS EN LA RED EL SOL. PLANETARIO DE MADRID http://www.planetmad.es/saber/sol.html Sitio del planetario de Madrid dedicado al Sol, con numerosas ilustraciones e información. THE OZONE HOLE TOUR http://www.iac.es/gabinete/difus/ciencia/soltierra/ artsoltierra.htm El Instituto Astrofísico de Canarias nos presenta una extensa información sobre el Sol y su relación con la Tierra. EL NIÑO AND THE CURRENT STATE OF THE TROPICAL PACIFIC http://eospso.gsfc.nasa.gov/ftp_docs/El_Nino.pdf Este sitio está dedicado al fenómeno meteorológico del Niño, un ejemplo de cómo interactúan el Sol, la atmósfera y el océano. Los reinos del mar. KENETH BROKER. National Geographic Society. Ed. RBA Publicaciones, S. A. Describe las características y la influencia de los océanos de la Tierra. El efecto invernadero. TONY HARE. Ed. SM. Colección Tierra Viva Incluye fotografías e ilustraciones a todo color, anécdotas, actividades y un completo vocabulario relacionado con el efecto invernadero. Misión Verde: ¡Salva tu planeta! ANTONIO CALVO ROY e IGNACIO FERNÁNDEZ BAYÓ. Ed. SM. Colección El Barco de Vapor Saber. Relatos, preguntas y respuestas, juegos, tests y notas; todo lo esencial que hay que saber para salvar el planeta. Artículos «La ira del Sol». Espacio. N.º 5, mayo 2005. «El Sol, que se cuece en este horno». Espacio. N.º 1, enero 2005. METEREOLOGY ON LINE «El Sol». National Geographic. Julio 2004. http://library.thinkquest.org/C0112425/main.htm «Fotografía Solar». Espacio. N.º 12, diciembre 2005, págs. 86-87. Página interactiva para aprender conceptos básicos y aspectos más avanzados de meteorología. «Construye un horno solar». Espacio. N.º 9, septiembre 2005, págs. 98. LIBROS Exploremos el tiempo y las estaciones MAURICETTA VIDAL. Ed. Edelvives. Colección Exploremos. Este libro descubre lo que ocurre en la atmósfera y que condiciona el tiempo de cada día. La meteorología, el tiempo y las estaciones. PIERRE KOHLERS. Ed. SM. La obra ofrece una serie de explicaciones que permiten conocer mejor los fenómenos meteorológicos. El tiempo y el clima. JAVIER PEJENANTE GOÑI. Ed. Octaedro. Este texto proporciona los conceptos principales relacionados con el tiempo y el clima, y resuelve las dudas con un lenguaje claro y sencillo. DVD/PELÍCULAS El Sistema Solar. Colección DidaVisión. Volumen 7. Didaco. Una verdad incómoda. Director: Davis Guggenheim. Esta película expone los mitos e ideas equivocadas acerca del calentamiento global y de su prevención, presentados por Al Gore ex vicepresidente de Estados Unidos. Twister. Director: Jan de Bont. Warner Home Video. Una pareja de científicos a punto de divorciarse se siguen encontrando porque ambos persiguen e investigan tornados. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 227 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 228 EVALUACIÓN PRUEBA DE EVALUACIÓN 1 1 ¿Por qué el Sol es imprescindible para mantener la vida en la Tierra? 2 Menciona algunos fenómenos atmosféricos que se producen a una escala de unos pocos kilómetros y descríbelos brevemente. 3 Explica la función protectora de la atmósfera en relación con la radiación solar. 4 Explica cómo se forman las corrientes oceánicas. 5 Comenta el uso que se le da a la energía proveniente del Sol en la fotografía que tienes a continuación. 6 ¿Qué son y para qué sirven los mapas de isobaras? Dibuja un ejemplo de mapa de isobaras. 7 Explica la relación entre el albedo terrestre y las ascensiones térmicas. 8 El efecto invernadero ¿es beneficioso o perjudicial para la vida en la Tierra? Razónalo. 9 ¿Qué son los agentes geológicos y qué energía los mueve? ¿Qué importancia tiene el Sol en relación con los procesos geológicos externos? 228 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 229 EVALUACIÓN PRUEBA DE EVALUACIÓN 2 1 ¿Cuáles son los dos problemas medioambientales globales relacionados con la atmósfera que preocupan a la humanidad hoy en día por sus posibles repercusiones negativas en la vida de nuestro planeta? Explícalos. 1000 1000 996 1004 B 04 10 99 6 un mapa de isobaras? Rotula el siguiente mapa. 992 2 ¿Qué es y para qué sirve 1008 A 3 ¿Qué fenómenos producen el modelado del paisaje? ¿De dónde proviene la energía para hacerlo? 4 Identifica el dispositivo que tienes en el esquema siguiente. Rotúlalo y explica para qué sirve. 5 ¿Qué fenómenos o procesos provoca el Sol en la atmósfera y en la hidrosfera de la Tierra? Explícalos. 6 Explica la función de la atmósfera en relación con la radiación solar. 7 Explica cómo funciona el dispositivo que aparece ilustrado a continuación y qué es lo que intenta estudiar este experimento. 8 Define los siguientes fenómenos atmosféricos: a) b) c) d) Brisa marina. Inversión térmica. Viento. Brisa de valle. 9 Comenta el fenómeno que observas en la siguiente fotografía. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 229 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 230 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD AMPLIACIÓN 1 ¿Se pueden producir en la Tierra reacciones de fusión como las que tienen lugar en el Sol? ¿Qué fines pueden tener? Explica de forma resumida el proceso. 2 El Sol fusiona átomos de hidrógeno para formar átomos de helio. ¿Se llegará a agotar el hidrógeno del Sol? ¿Qué ocurrirá entonces? 3 La radiación ultravioleta puede causar cáncer de piel. ¿Mediante qué mecanismo se generan esos cánceres? 4 El ozono estratosférico es un gas fundamental para la vida; en cambio, el que se encuentra al nivel del suelo es un contaminante. ¿Qué efectos tiene sobre los seres vivos el ozono que se encuentra a nivel del suelo? 5 ¿Cómo afectaría una repentina desaparición de la atmósfera terrestre al clima de nuestro planeta? 6 Explica qué efecto global causa la atmósfera terrestre sobre la temperatura del planeta. 7 Elabora un pequeño informe sobre la lluvia ácida, otro importante efecto de la contaminación atmosférica. 8 A veces, se dice que el agua presenta una gran inercia térmica. ¿Qué significa? Relaciona esa expresión con algún concepto que hayas estudiado en esta unidad. 9 El Sol y el clima en la Tierra: a) ¿Qué ocurriría con el clima de la Tierra si su eje de rotación apuntara directamente hacia el Sol? b) ¿Y si este eje fuera totalmente perpendicular al plano de rotación de la Tierra respecto al Sol? 10 Justifica la siguiente expresión: «El carbón y el petróleo son energía solar fósil». 11 Indica, en cada pareja de imágenes, cuáles colaboran a reducir el efecto invernadero, y por qué. 230 1a 2a 2b 1b 3a 3b 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 231 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD REFUERZO 1 ¿Qué es el Sol? ¿Qué importancia tiene para nosotros? 2 ¿De dónde procede la energía del Sol? 3 ¿Qué papel cumple la atmósfera en relación con la energía que recibimos del Sol? 4 Explica por qué y cómo se forman movimientos en la atmósfera y la hidrosfera. 5 ¿Cuáles son las diferencias y las similitudes entre la brisa marina y la de valle? 6 Define los siguientes términos: a) b) c) d) e) Nubes. Granizo. Vientos. Precipitaciones. Niebla. 7 ¿Qué relación tiene el Sol con la erosión causada por un río? 8 Normalmente, en la costa, los inviernos son más cálidos que en zonas del interior situadas a la misma latitud; sin embargo, los veranos son menos calurosos. Explica por qué es así. 9 ¿Qué radiaciones solares peligrosas filtra la atmósfera? 10 Energía del Sol: a) ¿Cómo influye el Sol en el origen de las corrientes atmosféricas? b) ¿Cómo influye el Sol en el ciclo del agua? c) ¿Cómo modifica el Sol el relieve terrestre? 11 ¿Por qué preocupa últimamente el efecto invernadero si es un fenómeno natural que ha ocurrido siempre? 12 La energía solar se puede aprovechar directamente mediante dos formas. Explica en qué consisten. 13 ¿Por qué no hay vida en los otros planetas del Sistema Solar? 14 ¿Cuál es la diferencia entre los rayos solares que llegan a la zona tropical y los que inciden en los polos? ¿Cuál es la consecuencia de esa diferencia? ¿Por qué? 15 Explica la diferencia entre: a) b) c) d) Corriente atmosférica y corriente oceánica. Ascendencias térmicas e inversiones térmicas. Nieve y granizo. Célula fotovoltaica y panel fotovoltaico. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 231 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 232 PROPUESTAS DE ADAPTACIÓN CURRICULAR ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD FICHA 1: EL SOL: FUENTE DE ENERGÍA NOMBRE: CURSO: FECHA: 1 Fíjate en el dibujo y responde a las cuestiones que se plantean. • ¿Qué parte de la superficie de la Tierra Rayos perpendiculares a la superficie calentarán más los rayos solares? • ¿Qué zonas del planeta son las menos iluminadas Se calienta una superficie pequeña con mucha eficacia por el Sol? • ¿Tiene relación la existencia de casquetes polares La superficie a calentar es más grande, por lo que esta se calienta menos con la radiación solar? Rayos inclinados respecto a la superficie • ¿Cuándo calienta más el Sol, por la mañana, al mediodía o por la tarde? Razona la respuesta. • ¿A qué se debe que cuando en el hemisferio norte es verano en el hemisferio sur sea invierno? 2 Define. Efecto invernadero: 232 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 233 PROPUESTAS DE ADAPTACIÓN CURRICULAR ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD FICHA 2: LA HIDROSFERA Y LA ENERGÍA NOMBRE: CURSO: FECHA: 1 Rellena el siguiente esquema que representa el ciclo del agua, ayúdate de las siguientes palabras: atmósfera, océanos, nubes, tierra, evaporación. Lluvia, nieve, granizo Energía solar Ríos 3 Define los siguientes conceptos. • Hidrosfera: • Evaporación: • Corriente marina: • Precipitación: 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 233 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 234 PROPUESTAS DE ADAPTACIÓN CURRICULAR ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD FICHA 3: DINÁMICA ATMOSFÉRICA Y AGENTES GEOLÓGICOS NOMBRE: CURSO: FECHA: 1 Define los siguientes términos: a) Inversiones térmicas: b) Vientos: c) Brisa marina: d) Ascendencias térmicas: e) Nubes: 2 Rodea con un círculo las palabras que sean agentes geológicos externos. 234 Terremotos Aguas subterráneas Seres vivos Viento Volcanes Meteoritos Radiación Metamorfismo Cometas Icebergs Géiser Arena Ríos Glaciares Huracanes 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 235 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD MULTICULTURALIDAD SOL Y AGENTES GEOLÓGICOS 1. El Sol pone en marcha el ciclo del agua. 2. La nieve y el agua alimentan los glaciares y los ríos. 3. Las diferencias de temperatura originan los vientos. 4. Los glaciares, los ríos producen modelado de la superficie. 5. El viento causa el oleaje en el mar. Rumano Árabe Chino 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 235 829846 _ 0214-0243.qxd 13:23 Página 236 SOLUCIONARIO RECUERDA Y CONTESTA 1. Las plantas y las algas realizan la fotosíntesis con la energía del Sol, transformando materia inorgánica en materia orgánica que utilizan para su crecimiento y desarrollo. 2. Los seres humanos utilizamos la energía solar para producir calor y generar electricidad. 3. b) Es un calentamiento de la atmósfera debido a que el dióxido de carbono retiene el calor. 7.10. En la zona donde las isobaras están más juntas, en la zona 1 que corresponde a Galicia. 7.11. Isobara. Línea que une puntos de igual presión atmosférica en un mapa meteorológico. Son curvas cerradas. Se representan con líneas equidistantes y no se cortan entre sí. Del griego, isos: igual, y báros: presión. 7.12. Zona 1 – Borrasca. Zona 2 – Anticiclón. Zona 3 – Borrasca. Busca la respuesta 900 ACTIVIDADES 2 91 6 91 7.1. El traje espacial de los astronautas lleva un grueso blindaje para evitar los efectos de la radiación solar. 916 0 92 7.3. No, porque el agua caliente tiende a subir y en este caso el agua caliente se encuentra ya en la superficie. 7.4. No, porque las corrientes atmosféricas y oceánicas se forman por la diferencia de temperatura, que en este supuesto caso no existiría. 7.5. Porque el movimiento de rotación desvía las corrientes obligándolas a curvarse. Cuanto mayor es la masa y la velocidad de estas corrientes, más se curvan sobre sí mismas, llegando a formar espirales. 7.6. Una ascendencia térmica se forma cuando, en un día soleado, hay aire frío a unos cientos de metros de la superficie de la Tierra y el suelo que acumula el calor calienta el aire que está en su superficie. Este aire caliente se despega del suelo y comienza a subir formando una corriente ascendente. Al ascender, el aire se enfría, y el vapor de agua que contiene se condensa y forma gotitas diminutas, apareciendo una pequeña nube. 7.7. La brisa marina se forma en las zonas costeras de clima caluroso, en las que la tierra se calienta antes que el agua, por lo que el aire situado sobre el suelo sube en forma de ascendencias térmicas. Al ascender el espacio que deja es ocupado por el aire más fresco situado sobre el mar, originando una brisa que sopla hacia el continente. Por la noche el proceso se invierte, ya que el suelo también se enfría más rápidamente que el mar, por lo que el aire situado sobre el agua tiende a subir y su lugar es ocupado por el aire más fresco situado sobre el continente, originando una brisa que circula hacia el mar. 7.8. El aire está más contaminado en una ciudad cuando hay instalado un anticiclón que es cuando se forman las inversiones térmicas. 7.9. Los meteorólogos realizan los siguientes pasos: 1. Utilizan fotografías enviadas por satélites meteorológicos. 2. Toman datos sobre presión atmosférica, temperaturas y precipitaciones proporcionadas por los observatorios meteorológicos del mundo. 3. Realizan mapas de isobaras. 92 4 7.2. Seguiría habiendo movimiento en el recipiente que está al fuego y en el otro no, ya que es la diferencia de temperatura que mantiene el fuego lo que causa el movimiento del agua. 236 3 1 La brisa catabática es aquella brisa suave y fresca que circula valle abajo al caer la noche. 90 904 8 7 21/1/08 928 2 7.13. Cuando las gotas de agua se congelan, se forma el granizo, y cuando se forman cristalitos de hielo, constituyen los copos de nieve. 7.14. Rocío. 7.15. El pedrisco son piedras de granizo y lo originan los cumulonimbos. 7.16. La pala excavadora no es un sistema natural. 7.17. Los glaciares son alimentados por el agua que es evaporada por el Sol y llevada al continente por los vientos. 7.18. Las comunidades que se encuentran en el litoral tienen un clima más benigno a pesar de estar más al norte debido a que el mar calienta el aire, manteniendo las temperaturas ambientales del litoral suaves. 7.19. Porque el agua absorbe el calor del aire, refrescando el ambiente. 7.20. Un serpentín es un tubo metálico fino y largo, de color negro y enrollado que sirve para calentar el líquido que pasa por él en un calentador solar. Es de color negro porque ese color absorbe calor. 7.21. Una célula fotovoltaica es un dispositivo que cuando recibe luz produce electricidad. Los paneles fotovoltaicos están formados por una serie de células fotovoltaicas conectadas entre sí. 7.22. El cambio climático es la variación global del clima en la Tierra. Estas variaciones son debidas a causas naturales, y en los últimos siglos, a las actividades humanas también. El cambio climático que ha ocurrido está provocando un calentamiento global de la Tierra que puede tener consecuencias graves en la vida de nuestro planeta, como, deshielo de los casquetes polares, elevación del nivel del mar, cambios meteorológicos, etc. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 237 SOLUCIONARIO 7.23. Significa que no contienen los gases CFC en su composición. 7.24. Se puede observar cómo los hilos del colector con la cartulina negra se mueven más que los del colector de la cartulina blanca. La superficie de color negro tiene un albedo menor, absorbe más calor, por lo que calienta con mayor eficacia el aire con el que está en contacto favoreciendo la ascendencia térmica. A menor albedo de la superficie colectora existe mayor eficacia en la formación de las ascendencias térmicas. 7.25. Las ascendencias térmicas se formarán mejor cuando haya más diferencia de temperatura entre el aire sobre el suelo y el de la atmósfera. En otoño y primavera y a última hora del día, cuando el suelo se ha calentado a lo largo del día. 7.26. Se forma la corriente ascendente porque el aire que se encuentra en la chimenea es más caliente que el del exterior, por lo que tiende a subir, creando una corriente ascendente. 7.27. El sol de mediodía quema más la piel porque a esa hora los rayos llegan perpendiculares a la superficie terrestre, atravesando menor espesor de aire, que es el filtro a las radiaciones. 7.28. Se preparan dos recipientes con agua a una temperatura alta. En el primer recipiente, que no está expuesto a ninguna fuente de calor, el agua no se mueve. En el segundo recipiente, que está sometido a una fuente de calor externo, el agua se mueve agitada por corrientes. En el primer caso no hay diferencia de temperatura en el agua y en el segundo caso el calor externo causa la variación de temperatura en el agua del recipiente, por lo que el agua caliente tiende a subir a la superficie porque es más ligera, causando corrientes. 7.30. En los polos hace mucho frío porque los rayos del Sol llegan perpendiculares y tienen que atravesar un espesor muy grande de aire. 7.31. Las corrientes de agua fría irían por el fondo y las de agua caliente por la superficie. 7.32. Las corrientes atmosféricas se pueden ver gracias a las nubes que arrastran. 7.33. Las corrientes atmosféricas y las oceánicas forman espirales debido a la rotación de la Tierra. 7.34. Una ascendencia térmica es una corriente de aire ascendente formada por la diferencia de temperatura existente entre el aire de la superficie del suelo, caliente, y el aire que se encuentra a cientos de metros de altura, frío. El aire caliente del suelo despega y forma una corriente ascendente. 7.35. A – Cirros ; B – Cumulonimbos. 7.36. Muchas aves aprovechan las corrientes atmosféricas para volar sin tener que batir las alas y las ascendencias térmicas para subir en el aire sin hacer esfuerzos. 7.37. Esos fenómenos atmosféricos son debidos a los cumulonimbos. 7.38. En una costa rocosa se formará una brisa marina más fuerte, ya que el suelo acumula mayor calor que en una zona boscosa y al subir esa cantidad de calor «aspirará» mayor volumen de aire fresco del mar. 7.39. El olor a azahar proveniente de los cultivos del interior se percibe en la costa al caer la noche porque el proceso que forma la brisa marina durante el día se invierte por la noche. El aire situado sobre el agua, que retiene mayor calor, tiende a subir y a «aspirar» el aire situado sobre el continente, originando una brisa que circula hacia el mar. 7.40. Si la fábrica va a funcionar de día, lo mejor es construirla aguas arriba del pueblo, ya que durante el día la brisa del valle circula hacia la parte alta del valle. 7.41. Un inversión térmica es el fenómeno atmosférico que se produce cuando el aire situado arriba está más caliente que el cercano al suelo, por lo que no se forman corrientes ascendentes, que son las que limpian el aire contaminado. 7.42. La meteorología estudia y trata de predecir el comportamiento de la atmósfera a una escala de cientos de kilómetros. La aerología es la parte de la meteorología que estudia las capas atmosféricas. 7.29. a) Se formará una corriente, ya que el agua fría al ser más pesada tenderá a bajar al fondo de la bandeja, y el agua caliente, a subir; b) El agua azulada discurrirá por el fondo porque es más pesada que el agua caliente. 7.43. El viento es una corriente de aire producida en la atmósfera por una diferencia de presión entre distintas áreas. La brisa es un fenómeno atmosférico que se produce a una escala de unos pocos kilómetros. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 237 829846 _ 0214-0243.qxd 13:23 Página 238 SOLUCIONARIO 7.44. B 900 90 904 8 7 21/1/08 7.53. El calentamiento es más intenso en el ecuador, ya que los rayos solares inciden de forma perpendicular mientras que en los polos, donde hace más frío, los rayos llegan muy oblicuos, atravesando un gran espesor de aire. El efecto de filtro de la atmósfera es más eficaz al amanecer y al atardecer cuando el sol llega rasante. 2 91 6 91 0 100 10 08 04 10 1012 A 7.45. Las nubes se forman en el lado del relieve enfrentado al viento (barlovento). 7.46. Los agentes geológicos son sistemas naturales que realizan erosión, transporte y sedimentación, produciendo un modelado del paisaje. La energía del Sol, junto con la acción de la gravedad, es la que mueve los agentes geológicos que modelan la superficie terrestre. 7.47. Se da esa diferencia de temperatura porque el agua se caliente más despacio que el aire. 7.54. El agua tiende a subir a la superficie porque es más ligera que el agua fría de la superficie. Así, se forman corrientes que suben y bajan. 7.48. La brisa de valle se forma porque al aire caliente que se acumula en el valle sube hacia su cabecera. El valle hace de conducto por el que asciende el aire. 7.49. El término «agujero en la capa de ozono» no es muy correcto porque en realidad es una disminución del espesor de la capa y de la eficacia de la ozonosfera para filtrar la luz ultravioleta. Se forma porque los gases CFC (compuestos por cloro, flúor y carbono) reaccionan químicamente con el oxígeno de la atmósfera, interfiriendo en la formación de ozono. 7.50. América Mar Caribe Noruega Península Escandinava Islas Británicas Península Ibérica 7.51. Ver el mapa anterior. 7.52. b) La corriente del Golfo transporta hacia Europa el calor acumulado en el mar Caribe. 238 7.55. La brisa marina del día circula del mar a la tierra, ya que el aire caliente cercano al suelo asciende, «aspirando» el aire fresco del mar. Por la noche se invierte el sentido de la brisa, que va de la tierra, donde el aire es más frío, al mar, donde el aire es más caliente. La brisa de valle circula por el día hacia la cabecera, llevando el aire caliente acumulado en el valle. Por la noche se invierte el proceso y el valle es recorrido por una brisa fresca que circula valle abajo. 7.56. En las proximidades de borrascas se pueden formar nubes cuando el aire llega por la superficie, desde todas las direcciones, asciende y se enfría. Otro tipo de nubes se forman cuando una masa de aire húmedo asciende al llegar a un relieve montañoso. La niebla es un tipo de nubosidad que se forma cerca del suelo, cuando el aire húmedo se enfría y el suelo ha perdido su calor. 7.57. Los agentes geológicos son sistemas naturales como el viento y el mar que realizan erosión, transporte y sedimentación, produciendo un modelado del paisaje. Los agentes geológicos son agua y aire en movimiento. La energía del Sol es la causa de los vientos, y estos originan, a su vez, el oleaje. La energía del Sol, a su vez, evapora el agua que luego forma precipitaciones de agua o nieve, y alimenta a los ríos y glaciares. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd Página 239 SOLUCIONARIO Depósito Serpentín 7.59. La atmósfera permite que la energía del Sol llegue a la Tierra, dejando que parte de la energía radiada por el suelo, el agua y otros objetos atraviese la atmósfera y salga al espacio. La otra parte queda retenida manteniendo una temperatura media en la Tierra de 15 °C, que ha permitido el desarrollo de la vida tal y como la conocemos. El aumento de los gases de efecto invernadero, especialmente el dióxido de carbono, debido a la actividad humana, está provocando un aumento del efecto invernadero natural. Por ello, la temperatura de la Tierra está aumentando produciendo un calentamiento global con consecuencias graves que pueden afectar seriamente la vida en nuestro planeta. COMPRENDO LO QUE LEO 7.60. Identificación. Los rayos solares influyen en los ritmos biológicos (como el sueño), pero también en el carácter de los pueblos e, incluso, en el estado de ánimo de las personas. 7.61. Relación. Porque las moléculas gaseosas de la atmósfera difunden la radiación luminosa de menor longitud de onda. 7.62. Macroideas. El origen es el CO2 de la atmósfera. La consecuencia es el aumento de la temperatura, lo que lleva al deshielo y al aumento del nivel de agua. 7.63. Aplicación. Que no tiene color en su cielo. y el aire frío de las capas altas es muy grande, por lo que las ascendencias térmicas son violentas. • Brisa marina: el aire caliente situado sobre el suelo sube y el espacio que deja es ocupado por el aire más fresco situado sobre el mar. • Brisa del valle: el aire caliente circula hacia la parte alta del valle durante el día. • Inversiones térmicas: ocurren cuando el aire situado arriba está más caliente que el cercano al suelo. 3. La atmósfera absorbe las radiaciones peligrosas que llegan del Sol, impidiendo que lleguen a la superficie de la Tierra. El filtrado de la atmósfera es tanto más eficaz cuanto mayor es el espesor de aire que atraviesa la radiación solar. Por ello este efecto es especialmente eficaz al atardecer o al amanecer, ya que en esos momentos la radiación solar tiene que atravesar un gran espesor de aire. 4. Las corrientes oceánicas se establecen cuando el agua caliente de las zonas ecuatoriales se desplaza en dirección a los polos, formando una corriente oceánica cálida. Las corrientes frías se generan en los polos y se desplazan hacia el ecuador. 5. En la fotografía se pueden observar paneles fotovoltaicos instalados en la parte superior de los edificios con los que se obtiene energía eléctrica para el consumo humano a partir de la energía solar. Los paneles están formados a su vez por células fotovoltaicas. Esta forma de obtener energía no contamina y es una buena solución energética para casas pequeñas con una buena insolación. 6. Los mapas de isobaras muestran líneas que unen puntos con la misma presión atmosférica, y permiten realizar previsiones sobre vientos, nubes y precipitaciones. Isobara Presión atmosférica • Ascendencias térmicas: chorros de aire caliente que asciende desde el suelo como una columna invisible. • Tormentas: se forman cuando la diferencia de temperatura entre el aire caliente que está situado sobre el suelo B 04 10 1004 PRUEBA DE EVALUACION 1 2. Los fenómenos atmosféricos que ocurren a escala local son: 1000 996 7.64. Reflexión. Es importante que se reduzca el exceso de CO2 en la atmósfera. 1. El Sol es imprescindible para mantener la vida en la Tierra porque aporta la energía que pone en movimiento la atmósfera y la hidrosfera, para hacer funcionar el ciclo del agua y los agentes geológicos que modelan el paisaje, mantiene la temperatura adecuada para la vida y los rayos del Sol permiten que los seres fotosintéticos elaboren materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos sencillos. Borrasca 1000 Salida de agua caliente Entrada de agua fría en la red 992 7.58. 13:23 99 6 7 21/1/08 1008 A Dirección vientos Anticiclón 7. El albedo de una superficie es el porcentaje de luz que refleja. Las ascensiones térmicas se forman cuando el aire caliente en contacto con el suelo suben y el aire frío que se encuentra a cierta altura baja. Entonces se forma un chorro de aire caliente que asciende desde el suelo. Si la superficie terrestre tiene un albedo bajo, quiere decir que absorbe calor y es muy eficaz a la hora de calentar el aire que está sobre el suelo, por lo que despegará de este y formará una corriente ascendente. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 239 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 240 SOLUCIONARIO 8. El efecto invernadero natural que ejerce la atmósfera es beneficioso para la vida en la Tierra, pues contribuye a aumentar algo la temperatura de la superficie terrestre y mitiga el descenso de la temperatura nocturna. El problema reside en que la humanidad está aumentando la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero, con lo que el efecto se hace más intenso, con consecuencias muy negativas para la vida. 9. Los agentes geológicos son sistemas naturales que realizan erosión, transporte y sedimentación, produciendo modelado del paisaje. Los agentes geológicos son los ríos, las aguas salvajes, los glaciares, el viento, el mar y las aguas subterráneas. Todos están formados por agua en movimiento o por aire que se mueve. El Sol facilita la energía necesaria para mover el aire y formar los vientos que a su vez originan el oleaje. El Sol, además, evapora el agua que luego forma precipitaciones de agua o nieve, y alimenta los ríos o glaciares. 3. El modelado del paisaje lo producen los agentes geológicos que son sistemas naturales que realizan erosión, transporte y sedimentación. Los agentes son movidos por la energía del Sol junto con la acción de la gravedad. 4. Es un calentador solar de agua. Sirve para calentar el agua utilizando la energía solar. Salida de agua caliente Entrada de agua fría en la red Depósito Serpentín PRUEBA DE EVALUACIÓN 2 1. Los dos principales problemas medioambientales globales son: • Deterioro de la capa de ozono. Los gases CFC, compuestos por cloro, flúor y carbono, reaccionan químicamente con el oxígeno, interfiriendo en la formación del ozono. Estos gases CFC se utilizan en frigoríficos, en equipos de aire acondicionado y en aerosoles. • Cambio climático. Algunos gases como el dióxido de carbono se están acumulando en exceso en la atmósfera debido a la actividad humana, especialmente el uso de combustibles fósiles. Este exceso aumenta el efecto invernadero natural de la atmósfera, provocando un calentamiento global de la atmósfera y un cambio climático que pueden tener consecuencias muy negativas. 2. Un mapa de isobaras es aquel que muestra líneas que unen puntos con la misma presión atmosférica, y que permiten realizar previsiones sobre vientos, nubes y precipitaciones. Isobara 992 Presión atmosférica Borrasca 1000 B 1000 99 6 996 A 240 7. Este dispositivo capta la energía solar y la acumula. El dispositivo tiene una entrada de aire frío en la parte inferior. El aire circula por el acumulador que ha estado expuesto al Sol. Por la parte superior del dispositivo sale el aire caliente. El aire al salir mueve los hilos colgados. En este experimento se estudia la relación entre el albedo terrestre y las ascendencias térmicas. 8. a) Brisa marina: Aquella que se forma en las zonas costeras de clima caluroso debido a la diferencia de temperatura entre el aire calentado por el suelo y el calentado por el mar. El aire situado sobre el suelo es más caliente, por lo que sube en forma de ascendencia térmica y su espacio es ocupado por el aire más fresco que viene del mar. b) Inversión térmica: Fenómeno que sucede cuando el aire situado arriba es más caliente que el cercano al suelo, por lo que no se forman las corrientes ascendentes. d) Brisa de valle: Brisa formada en un valle en la que el aire caliente circula hacia la parte alta del valle durante el día. 1008 Dirección vientos 6. La atmósfera, en primer lugar, refleja parte de la energía del Sol y la devuelve al espacio; en segundo lugar, absorbe parte de la radiación infrarroja que llega del Sol, y en tercer lugar, absorbe la radiación infrarroja que emite la superficie terrestre. c) Viento: Fenómeno que se forma por la tendencia del aire a moverse desde las zonas de mayor presión atmosférica hacia las de menor presión atmosférica. 04 10 1004 5. La energía del Sol calienta el aire de forma desigual y como consecuencia se forman corrientes atmosféricas que conducen el aire caliente desde el ecuador hacia los polos y el aire fresco desde los polos hacia el ecuador. En los océanos se forman corrientes oceánicas cálidas desde el ecuador en dirección a los polos, y corrientes frías que se generan en los polos y que se desplazan hacia el ecuador. Anticiclón 9. En las proximidades de las borrascas el aire confluye en superficie y tiende a ascender. Esto lo enfría y produce la formación de nubes. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 241 SOLUCIONARIO AMPLIACIÓN 1. En la Tierra se pueden producir reacciones de fusión como las que tienen lugar en el Sol; son reacciones nucleares que se realizan en las centrales nucleares para obtener energía. 2. El hidrógeno se agotará un día y el Sol se apagará. 3. La exposición a la radiación ultravioleta parece ser la causa principal del cáncer de piel. La exposición al sol y especialmente las quemaduras de sol durante la niñez parecen aumentar el riesgo de tener cáncer de piel al llegar a adultos. El número de casos se ha incrementado considerablemente en los últimos años por la mayor exposición de las personas al sol debido a que hay más tiempo de ocio, a que se lleva menos ropa que proteja la piel y a la disminución de la capa de ozono. 4. El ozono troposférico es considerado un contaminante ambiental que afecta principalmente al aparato respiratorio produciendo tos, sequedad de garganta, daños a las mucosas, disminución de la capacidad pulmonar en un 20 %, cansancio, fatiga, mareo, dolor de cabeza y decaimiento personal. También afecta al resto de los seres vivos; así, en el caso de las plantas, afecta a las paredes celulares, disminuye la actividad fotosintética y perjudica el crecimiento de las plantas, provocando una disminución de la vegetación natural y de la producción agrícola. 5. No habría variedad de climas y la parte de la Tierra expuesta al Sol tendría temperaturas altas, y la parte no expuesta tendría unas temperaturas muy bajas. 6. La atmósfera terrestre hace de invernadero, es decir, no deja escapar todo el calor acumulado en la Tierra durante el día y que es emitido en forma de radiación por la noche. Una parte de esa radiación queda retenida, lo que mantiene una temperatura media en la Tierra de 15°. 7. La lluvia ácida se forma cuando el óxido de nitrógeno y dióxido de azufre emitidos por las fábricas se combinan con el vapor de agua presente en la atmósfera formando ácidos nítricos y sulfúricos. Estas sustancias químicas caen a la tierra con las precipitaciones, ocasionando importantes deterioros en el medio ambiente. Algunos efectos son: acidificación de las aguas, ríos y mares, destrucción de bosques y corrosión de metales y construcciones. 8. Quiere decir que el agua necesita tiempo para calentarse, hay que suministrar mucho calor para que su temperatura ascienda. El agua puede absorber o ceder mucho calor, enfriando o calentando el aire circundante. Está relacionado con el efecto regulador de la hidrosfera. 9. a) El polo que apuntara directamente al Sol tendría un clima tropical, ya que recibiría los rayos del Sol de forma perpendicular. El otro polo estaría sumido en la oscuridad y sería muy frío. b) No habría variaciones estacionales. 10. El carbón y el petróleo son energía solar fósil porque los fósiles fueron en su día seres vivos que utilizaban la energía solar para vivir y producir materia orgánica. 11. El transporte público (1b), energía eólica (2b) y un bosque (3b) ayudan a reducir el efecto invernadero. El transporte público reduce la cantidad de combustibles fósiles que se consumen en el desplazamiento de las personas. La energía eólica es una energía renovable que no produce dióxido de carbono, que es el gas que incrementa el efecto invernadero. Un bosque hace de sumidero de dióxido de carbono, reduciendo su presencia en la atmósfera. REFUERZO 1. El Sol es una estrella, centro del Sistema Solar, que emite energía que permite que haya y se mantenga la vida en la Tierra. Además, la energía del Sol pone en movimiento la atmósfera y la hidrosfera, hace funcionar el ciclo del agua y los agentes geológicos que modelan el paisaje. 2. La energía del Sol procede de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior. 3. La atmósfera actúa de filtro, absorbiendo las radiaciones peligrosas que provienen del Sol. Asimismo, la atmósfera retiene y devuelve al espacio gran parte de la energía que llega del Sol. Hasta el suelo llega la luz visible, que es absorbida por el suelo y el agua. 4. En la atmósfera y en la hidrosfera se forman corrientes debido a las diferencias de temperaturas entre distintas masas de aire o de agua, respectivamente. Las corrientes atmosféricas conducen el aire caliente desde el ecuador hacia los polos y el aire frío desde los polos hacia el ecuador. Las corrientes oceánicas cálidas van desde el ecuador hacia los polos, y las corrientes frías que se generan en los polos se desplazan hacia el ecuador. 5. La diferencia principal es que la brisa marina se da en zonas costeras de clima caluroso y la brisa de valle se produce en los valles de los ríos. Los dos tipos de brisa se basan en el mismo principio, es decir, que el aire caliente al ser más ligero tiende a ascender. En el caso de la brisa marina, el aire que ha sido calentado por el suelo tiende a subir en forma de ascendencia térmica y el espacio que deja es ocupado por el aire más fresco, proveniente del mar. En el caso de la brisa de valle, el aire caliente que se acumula en el valle asciende hacia su cabecera. 6. a) Nubes: Masas de vapor acuoso suspendidas en la atmósfera y que pueden dar origen a lluvia, nieve o granizo. Las nubes pueden originarse en las borrascas, en las laderas de las montañas o cerca del suelo. b) Granizo: Agua congelada en forma de esferas de hielo que desciende de cumulonimbos. c) Vientos: Corrientes de aire que se forman en la atmósfera por la tendencia del aire a moverse desde las zonas de mayor presión atmosférica (anticiclones) hacia las de menor presión atmosférica (borrasca). d) Precipitaciones: Agua procedente de la atmósfera, que en forma líquida o sólida se deposita en la tierra. e) Niebla: Tipo de nubosidad que se forma cerca del suelo cuando el aire húmedo se enfría. Ocurre cuando el suelo ha perdido su calor. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 241 829846 _ 0214-0243.qxd 7 21/1/08 13:23 Página 242 SOLUCIONARIO 7. El Sol proporciona la energía necesaria para que el río se mueva y arrastre las partículas en su proceso erosivo. El Sol evapora el agua del mar, poniendo en marcha el ciclo del agua. Los vientos arrastran la humedad hacia los continentes, donde precipita en forma de agua o nieve que alimenta el río. El río produce, entonces, el modelado de la superficie. 8. Las temperaturas de las zonas costeras en el verano son más suaves que en el interior porque durante el verano el mar recibe mucho calor. Su temperatura sube muy lentamente a medida que recibe la energía calorífica del Sol y el del aire que está en contacto con él. Durante el día, el aire más caliente del suelo asciende, por lo que el aire fresco del mar ocupa su lugar, formándose una brisa marina con aire fresco que sopla hacia el continente. 9. La atmósfera filtra los rayos X y los gamma en la parte más externa de la atmósfera, y la luz ultravioleta, en la ozonosfera. 10. a) El Sol influye en el origen de las corrientes atmosféricas, ya que calienta masas de aire que al encontrarse con aire más frío producen los movimientos. b) El Sol es el que pone en marcha el ciclo del agua al evaporarla. La humedad es transportada por los vientos hacia el continente, donde se precipita alimentando ríos y glaciares que llevarán el agua nuevamente al mar. c) El Sol, junto con la gravedad, mueve los agentes geológicos que modelan la superficie terrestre. 11. El efecto invernadero preocupa mucho ahora porque a pesar de ser natural, se ha intensificado mucho desde la época de la revolución industrial debido a la acción humana. 12. La energía solar se puede aprovechar para producir calor y para generar electricidad. Los calentadores solares de agua son dispositivos sencillos formados por un serpen- 242 tín y un depósito donde se acumula el agua caliente. La célula fotovoltaica es el dispositivo para producir electricidad a partir de la luz del Sol. 13. No hay vida en otros planetas porque, entre otras cosas, no tienen una atmósfera que proteja la vida de los rayos dañinos del Sol y que mantiene una temperatura media de 15°. 14. Los rayos inciden en los trópicos de forma perpendicular, así que atraviesan un espesor de atmósfera más pequeño y el calentamiento es efectivo. En el caso de los polos, los rayos inciden oblicuamente, el espesor de aire que deben atravesar es mayor, por lo que el calentamiento es mucho menor. 15. a) Una corriente atmosférica conduce aire caliente desde el ecuador hacia los polos y el aire frío desde los polos hacia el ecuador. Por otra parte, en los océanos se forman corrientes oceánicas cálidas desde el ecuador en dirección a los polos, y corrientes frías que se generan en los polos y que se desplazan hacia el ecuador. b) Las ascendencias térmicas se forman cuando el aire que está en contacto con la superficie de la tierra es caliente y el aire que se encuentra a unos cientos de metros de altura es frío. El aire caliente asciende formando una corriente ascendente. La inversión térmica ocurre cuando el aire situado arriba está más caliente que el cercano al suelo. c) La nieve está formada por cristalitos de hielo y el granizo está constituido por esferas de de hielo. d) La célula fotovoltaica es el dispositivo que permite generar electricidad a partir de la luz solar y el panel fotovoltaico es un conjunto de células fotovoltaicas conectadas entre sí para producir más electricidad. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 2. ° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 829846 _ 0214-0243.qxd 21/1/08 13:23 Página 243
