Dinámica de las Masas Fluidas

Composición de la Atmósfera

La atmósfera primitiva se formó por la desgasificación sufrida por la Tierra durante su proceso de enfriamiento. A esto hay que añadir las aportaciones de la geosfera de ingentes cantidades de polvo y gases a través de los volcanes; las de los seres vivos, que cambiaron totalmente su composición, aportando oxígeno y nitrógeno y rebajando el dióxido de carbono; y las de la hidrosfera, que aporta vapor de agua, sal marina y compuestos de azufre.

Clasificamos los componentes atmosféricos en tres grupos:

• Mayoritarios: nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono.
• Minoritarios: se dividen en reactivos y no reactivos, y variables, como el vapor de agua, cuyo papel es muy importante en la regulación del clima; y los contaminantes.

Estructura y Función de la Atmósfera

Las diversas capas de la atmósfera hacen de filtro, de manera que solo las radiaciones situadas en el centro del espectro consiguen atravesarlas sin dificultad. Se trata en su mayoría de la luz visible que interviene en la dinámica de las masas fluidas poniéndolas en circulación por todo el planeta.

Las de longitud de onda corta tienen una gran energía y un gran poder de penetración. Por el contrario, las de onda más larga, como las de radio, no tienen ningún impedimento para su penetración.

• Troposfera

  Termina en la tropopausa. Concentra el 80% de gases atmosféricos. La presión y la temperatura descienden bruscamente. Aquí tienen lugar los fenómenos meteorológicos y el efecto invernadero.

• Estratosfera

  Se extiende desde la tropopausa a la estratopausa. El aire es tenue y solo existen movimientos horizontales. En su capa inferior se forman nubes noctilucientes de hielo. Entre los 15-30 km está la capa de ozono.

• Mesosfera

  Se extiende hasta 80 km. Se forman las estrellas fugaces.

• Ionosfera o Termosfera

  Hasta 600 km, temperatura hasta 1000 ºC por absorción de radiación solar de onda corta, campo magnético terrestre. Se produce el rebote de ondas de radio emitidas desde la Tierra.

• Exosfera

  Se extiende hasta el km 800 aprox. Es la última capa y su límite viene marcado por una bajísima densidad atmosférica, similar a la del espacio exterior.

Dinámica Atmosférica

Los movimientos de convección de la troposfera son por variación de temperatura, humedad o presión.

• Convección Térmica

  El aire de la superficie más caliente y menos denso se eleva formando corrientes térmicas ascendentes.

• Convección por Humedad

  Se originan por la presencia de vapor de agua en el aire, que lo hace menos denso que el aire seco, ya que, al contener más agua contiene una menor proporción de los otros componentes atmosféricos (N₂, O₂ y CO₂) que son desplazados por el vapor de agua.

  • Humedad absoluta: es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire y se expresa en gramos por metro cúbico.
  • Humedad relativa: es la cantidad de tanto por ciento de vapor de agua que hay en un metro cúbico de aire en relación con la máxima que podría contener a la temperatura en la que se encuentra.

• Movimientos Verticales Debidos a la Presión Atmosférica

  A nivel del mar y condiciones normales es de 1 atmósfera.

  • Isobaras: líneas que unen puntos de igual presión.
  • Anticiclón: zona de alta presión donde esta disminuye desde el centro al exterior. El aire frío desciende y sale.
  • Borrasca: zona de baja presión que aumenta de centro a fuera. El aire caliente y/o húmedo asciende creándose un vacío en su antiguo lugar que se rellena con aire frío de alrededor.

Gradientes Verticales

• Gradiente Vertical

  Es la diferencia de temperatura entre dos puntos situados a una diferencia de altitud de 100 m.

• Gradiente Vertical de Temperatura

  Variación vertical de temperatura en reposo. (Unos 0,65 ºC por 100 m de ascenso).

• Inversión Vertical

  Es el espacio aéreo en el cual la temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir, es decir, en el que el Gradiente Vertical de Temperatura es negativo.

Dinámica de las Masas Fluidas a Escala Global

Dinámica Atmosférica

El viento superficial sopla desde anticiclón a borrascas y el viento de altura sopla al contrario.

• Borrasca: elevación convectiva de las masas de aire y también a la formación de un viento convergente.
• Anticiclón: descenso del gradiente de temperatura y la formación de inversiones térmicas en la atmósfera inferior y a la aparición de nieblas y heladas.
• Efecto Coriolis: no tiene un valor constante, sino que es máximo en los polos y disminuye progresivamente hasta alcanzar el ecuador, donde se anula.

Dinámica de la Hidrosfera

La hidrosfera actúa como regulador térmico, porque, gracias a su elevado calor específico, es capaz de absorber y almacenar por más tiempo una gran cantidad de energía calorífica. Así, los océanos, se calientan y enfrían más lento que los continentes.

Las zonas limítrofes a la costa poseen una menor amplitud térmica que el interior de los continentes, debido a la acción de las brisas marinas. Durante el día el viento sopla del mar a la tierra y durante la noche se invierte su sentido.

Al enfriarse mucho el suelo durante la estación invernal, el aire situado justo encima también se enfría, por lo que tiende a aplastarse contra el suelo, originando un anticiclón continental permanente.

El agua oceánica, debido a su abundancia, a su gran poder calorífico y a las corrientes oceánicas, constituye un mecanismo de transporte de calor muy eficaz.