CTMA5 Tema 5 LOS SISTEMAS FLUIDOS I: LA ATMÓSFERA. RECURSOS, RIESGOS E IMPACTOS. LA ATMÓSFERA: CARACTERÍSTICAS GENERALES ORIGEN La atmósfera primitiva se forma por las emanaciones gaseosas de los mares de lava que cubrían el planeta. Era mucho más densa y voluminosa (CO 2 y vapor de H 2 O) que la actual, más rica en O 2 (fotosíntesis) y más pobre en vapor de H 2 O (se condensa Æ hidrosfera) y CO 2 ( sumideros biogeológicos). ESTRUCTURA Envoltura gaseosa de unos 200 km de espesor. Funciones: - es la envoltura de la biosfera. - protección de las radiaciones ultravioletas • Estructura según la variación de la temperatura con la altitud: TROPOSFERA: 0 – 12 km Es el lugar donde se desarrolla la vida y los fenómenos meteorológicos. La agitación de esta capa asegura la constante constancia en su composición y espesor. La Tª desciende 0,60 ºC cada 100 metros. Tropopausa (límite superior): desde los 6 km (polos) a 17 km (ecuador). La Tª deja de disminuir de forma constante. ESTRATOSFERA: 10 – 45 km La temperatura comienza a aumentar. En invierno se enfría más en los polos que en el ecuador, mientras que en verano, el polo está más cálido que el ecuador. Esto condiciona los vientos en cada época del año (invierno Æ vientos del W, verano Æ vientos del E). Ozonosfera: capa situada a unos 25 km de altura (20 – 50). O 3 formado por las radiaciones ultravioletas. Estratopausa (límite superior) MESOSFERA: 40 – 90 km La temperatura disminuye hasta 80 ºC bajo cero, dado que la concentración de O 3 disminuye mucho y no se produce absorción de las radiaciones ultravioletas. Mesopausa (límite superior) TERMOSFERA (IONOSFERA): 90 – 200/500 km La temperatura aumenta hasta alcanzar los 1500 ºC en el límite (los rayos UV disocian las moléculas de O 2 y N 2 lo que incrementa la Tª). • Estructura según composición: HOMOSFERA: 0 – 100 km. N 2 , O 2 , vapor de H 2 O y CO 2 . HETEROSFERA: 100 – 1000 km. Gases ligeros (N 2 , H 2 y He) EXOSFERA: a partir de 1000 km. Las moléculas más pequeñas escapan de la gravedad. Composición de la atmósfera (aire limpio y seco) GASES N 2 O 2 Ar CO 2 CO O 3 SO 2 NO 2 NO % 78,1 20,9 0,93 0,03 10 -5 2.10 -6 2.10 -7 10 -6 6.10 -8
20
Embed
LOS SISTEMAS FLUIDOS I: LA ATMÓSFERA. RECURSOS, …51.254.221.51/html/joom15/ies/dptos/dpto_biologia...CONDENSACIÓN: alcanzada la saturación, si la Tª disminuye o la P aumenta,
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
CTMA5
Tema 5
LOS SISTEMAS FLUIDOS I: LA ATMÓSFERA.
RECURSOS, RIESGOS E IMPACTOS.
LA ATMÓSFERA: CARACTERÍSTICAS GENERALES ORIGEN
La atmósfera primitiva se forma por las emanaciones gaseosas de los mares de lava que cubrían el
planeta. Era mucho más densa y voluminosa (CO2 y vapor de H2O) que la actual, más rica en O2
(fotosíntesis) y más pobre en vapor de H2O (se condensa hidrosfera) y CO2 ( sumideros biogeológicos).
ESTRUCTURA
Envoltura gaseosa de unos 200 km de espesor.
Funciones: - es la envoltura de la biosfera.
- protección de las radiaciones ultravioletas
• Estructura según la variación de la temperatura con la altitud:
TROPOSFERA: 0 – 12 km
Es el lugar donde se desarrolla la vida y los fenómenos meteorológicos. La agitación de
esta capa asegura la constante constancia en su composición y espesor. La Tª desciende
0,60 ºC cada 100 metros.
Tropopausa (límite superior): desde los 6 km (polos) a 17 km (ecuador). La Tª deja de
disminuir de forma constante.
ESTRATOSFERA: 10 – 45 km
La temperatura comienza a aumentar. En invierno se enfría más en los polos que en el
ecuador, mientras que en verano, el polo está más cálido que el ecuador. Esto condiciona
los vientos en cada época del año (invierno vientos del W, verano vientos del E).
Ozonosfera: capa situada a unos 25 km de altura (20 – 50). O3 formado por las
radiaciones ultravioletas.
Estratopausa (límite superior)
MESOSFERA: 40 – 90 km
La temperatura disminuye hasta 80 ºC bajo cero, dado que la concentración de O3
disminuye mucho y no se produce absorción de las radiaciones ultravioletas.
Mesopausa (límite superior)
TERMOSFERA (IONOSFERA): 90 – 200/500 km
La temperatura aumenta hasta alcanzar los 1500 ºC en el límite (los rayos UV disocian las
moléculas de O2 y N2 lo que incrementa la Tª).
• Estructura según composición:
HOMOSFERA: 0 – 100 km. N2, O2, vapor de H2O y CO2.
HETEROSFERA: 100 – 1000 km. Gases ligeros (N2, H2 y He)
EXOSFERA: a partir de 1000 km. Las moléculas más pequeñas escapan de la gravedad.
Composición de la atmósfera (aire limpio y seco) GASES N2 O2 Ar CO2 CO O3 SO2 NO2 NO
∗ Formas de energía: el ruido y las radiaciones electromagnéticas.
Fuentes y efectos de los contaminantes químicos Son muy variados, aquí sólo señalaremos algunos de los más importantes.
∗ COMPUESTOS DE AZUFRE: SO2 (gas incoloro y no inflamable. Reacciona dando lugar H2SO4 que
produce lluvia ácida), SO3, HSO4 y H2S.
Origen: erupciones volcánicas y combustión de carburantes.
Efectos: enfermedades respiratorias, disminución del pH del suelo y destrucción de materiales de
construcción (mal de la piedra: mármol, caliza, pizarra y argamasa).
∗ ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOX): NO2, NO, N2O
Origen: erupciones volcánicas, combustión de carburantes, Incendios, actividad de los
microorganismos, fertilizantes agrícolas.
Efectos: daños importantes en las plantas, bien directos o por contaminantes secundarios.
∗ ÓXIDOS DE CARBONO: CO2, CO
Origen: combustión de carburantes, Incendios y fotosíntesis.
Efectos: aumento del efecto invernadero y reacción con la hemoglobina dando lugar a
carboxihemoglobina.
∗ PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN TOTALES (PST)
Origen: polvo del suelo, combustión de carburantes, erupciones e incendios.
Efectos: problemas respiratorios y disminución de la fotosíntesis (porque disminuye la cantidad de
luz que llega a los vegetales).
∗ HIDROCARBUROS: compuestos orgánicos volátiles, aromáticos y halocarburos.
Origen: son múltiples (industria, vehículos y disolventes)
Efectos: el CH4 contribuye al efecto invernadero, otros pueden ser cancerígenos.
∗ METALES PESADOS:
Plomo (presente en las gasolinas, tiene efecto acumulativo provocando problemas
cardiovasculares), el Cadmio y el mercurio (procedentes de la minería del carbón) y el arsénico
(presente en minerales e insecticidas, es mortal).
Efectos a gran escala de la contaminación química: La contaminación produce enfermedades respiratorias y alérgicas, que pueden producir la muerte (en el
año 2007 murieron unas dos mil personas por contaminación atmosférica de base en la ciudad de Madrid),
CTMA5
pero además produce otros muchos efectos que afectan a la calidad de vida y que a nival planetario ponen
en peligro nuestra existencia y la de otras muchas especies.
SMOG
El SMOG es la niebla cargada de contaminantes (SO2, O3, NOx...) que se produce en situaciones de
inversión térmica y anticiclón, lo que impide la dispersión de las sustancias contaminantes por la
atmósfera.
LLUVIA ÁCIDA
La lluvia ácida se produce al reaccionar los óxidos de azufre y nitrógeno con el agua atmosférica,
produciendo ácidos sulfúrico y ácido nitroso, muy corrosivos. Estos ácidos al caer sobre las plantas las
destruyen (son los responsables de la muerte de los bosques en Alemania y otros países de Europa
Central), acidifican las aguas (muchos lagos de Europa están biológicamente muertos por esta causa) y
producen el mal de la piedra.
Mal de la piedra: reacción del ácido sulfúrico con el carbonato cálcico, produciendo sulfato cálcico
hidratado que se descompone con facilidad y que al reaccionar con sal da lugar a compuestos muy
El ozono protege a la Tierra de las radiaciones ultravioletas. Desde finales de los años setenta los
científicos han detectado una disminución del espesor de esta capa sobre la Antártica a finales del la
primavera de cada año. En los años noventa apareció también un agujero sobre el Polo Norte. Las
erupciones volcánicas, la actividad de las manchas solares y la actividad humana son los responsables de
el aumento del tamaño de estos agujeros año tras año. En el caso del hombre, la responsabilidad está en
la producción de clorofluorcarbonos (CFCs) que al llegar a la estratosfera forman compuestos clorados
que destruyen el ozono. La causa de que se destruya sobre las zonas más frías del planeta estriba en que
en estas quedan atrapados los CFCs en las nubes de hielo que se forman durante el invierno polar y que
luego son liberados cuando se calientan en la primavera.
AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO Y CAMBIO CLIMÁTICO
El efecto invernadero es un proceso beneficioso para la vida en nuestro planeta pues permite que las
temperaturas no sean tan extremas. Este efecto sin embargo está creciendo debido a la presencia cada
vez mayor de gases invernadero, muchos ellos producidos por la actividad humana (CO2 de combustibles
fósiles, metano de plantaciones de arroz y ganadería...). Este aumento produce a nivel mundial un
calentamiento que puede tener grandes consecuencias para la vida tal y como la conocemos actualmente.
Entre ellas podemos citar:
La desaparición de los polos (sobre todo del polo Norte que se deshelará hacia el año 2020).
La desaparición de los glaciares (muchos de ellos fuentes de agua dulce para millones de
personas).
CTMA5
El aumento de la cota de las nieves perpetuas (la capa de nieve del Kilimanjaro se ha reducido en
un 80% desde 1912).
El aumento del nivel del mar (que producirá la inundación de muchas zonas costeras donde se
concentra una gran mayoría de la población humana y que producirá la desaparición de países
enteros). El nivel del mar ya ha subido en el siglo XX de 10 a 12 cm.
El cambio del clima en muchas zonas, haciéndose más extremo, lo que causará grandes
inundaciones y sequías, con la consecuente desertización de muchas zonas, entre ellas
España). Estos cambios ocasionarán la desaparición de muchos ecosistemas y la forma de vida
de muchos grupos humanos que se verán forzados a migrar.
El cambio de las corrientes marinas, con la desaparición de muchas especies de las costas.
Medidas para controlar la contaminación química: Existen medidas de vigilancia y prevención de la contaminación entre las que citamos:
∗ Medición de emisiones:
Directas (analizadores automáticos y sondas en las chimeneas)
Indirectas (estimaciones para focos pequeños y domésticos e indicadores biológicos (líquenes)).
∗ Redes de vigilancia: equipos manuales y automáticos que almacenan datos para su gestión.
Redes urbanas.
Redes industriales (control de la emisión y su incidencia)
Redes de fondo (medidas a gran escala y análisis de la lluvia)
Redes de alerta (para la población)
∗ Medidas preventivas:
Programas de control y vigilancia (redes, investigación, bioensayos)
Cambios y corrección de procesos industriales (instalación de chimeneas, filtros, catalizadores...)
Investigación en fuentes de energía alternativas
Planificación de los usos del suelo (ubicación de la industria, zonas verdes...)
Medidas para reducir gases de efecto invernadero: El protocolo de Kyoto (1997) sentó la base internacional para tomar acuerdos a nivel mundial en el que se
implicaron varios países (no EEUU) y ha sido revisado diez años después en la Conferencia de Bali
(2007).
Anteriores a ellos se firmaron en 1985 el Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono, en
1987 el Protocolo de Montreal para la eliminación de sustancias que destruyen la capa de ozono, en 1992
la Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro (a la que siguieron otras cumbres) y desde 1992 en adelante el
Convenio de la ONU sobre Cambio Climático.
Contaminación por radiaciones: Existen dos tipos de radiaciones principales:
∗ IONIZANTES: electromagnéticas (rayos X y gamma) y radiaciones corpusculares (partículas α,
partículas , protones y neutrones).
Todas ellas producen ionización de los tejidos (que varía según el tipo de radiación, la energía y
el poder de penetración). Estas radiaciones detienen la mitosis celular (afectando de manera
CTMA5
mortífera a las células de la médula ósea, nódulos linfáticos, intestino y folículos pilosos). Son
dañinas las exposiciones a más de 1000 rads en pocas horas o 300-400 rads en periodos de 2-3
semanas (1 rad equivale a 100 ergios/gr de materia viva, es la unidad de medida de la cantidad
de radiación ionizante absorvida por los tejidos vivos). Producen muerte y malformación fetal,
cáncer...
Las fuentes de emisión son la medicina, la energía nuclear, el trabajo relacionado con
radiaciones y la exposición ambiental.
∗ NO IONIZANTES: radiaciones de alta frecuencia (radio), microondas (radares, TV, hornos...), rayos
infrarrojos, luz visible (láser) y luz ultravioleta.
Producen quemaduras, fatiga, lesiones oculares...
Contaminación por ruido: El sonido es una variación de la presión del aire detectada por el oído humano (intensidad y frecuencia). El
nivel superior de tolerancia son 65 dBA.
Las causas principales de ruido son los medios de transporte (80%), el hacinamiento y el crecimiento
urbano.
Tienen numerosos efectos: como la pérdida de audición (con ruidos intensos menores a 140 dBA o
constantes mayores a 85 dBA), estrés, alteración del sueño, disminución de la atención y concentración,
irritabilidad...
Entre las medidas correctoras de este tipo de contaminación están:
- Planificación urbana (red de tráfico, cinturones verdes...)
- Diseño arquitectónico (aislamiento, distribución de las vivencias...)
- Realización de mapas acústicos urbanos e interurbanos.
- Medidas legislativas y educativas.
CTMA5
EJERCICIOS TEMA 5
1. Una masa de aire al nivel del mar a 10 ºC es empujada por el viento hasta una cadena montañosa de
3000 m de altitud. Asciende por barlovento y a los 1000 m comienza a condensarse. Al descender por
sotavento se eleva la temperatura hasta los 18 ºC al nivel del mar.
a) Cuando llegue a la cima ¿Qué temperatura tendrá la masa de aire?
b) ¿Por qué su temperatura es mayor en sotavento que en barlovento?
c) ¿Cómo se denomina este fenómeno?
2. Observa la curva de saturación del aire y responde a las preguntas:
a) Si la concentración de vapor de agua presente en una masa de aire es de 10 g/m3 y su
temperatura de 20ºC ¿cuál será la temperatura a la que alcanza su punto de rocío?
b) ¿Cuál será su humedad relativa?
3. El rocío y la escarcha están relacionados con la humedad atmosférica.
a) Explica qué son y cómo se forman estos dos procesos.
b) ¿Por qué en el campo la escarcha y el rocío se forman antes sobre las hojas y hierbas, mientras
que en la ciudad lo hacen sobre los coches y tejados?
4. ¿en qué época se seca antes la ropa tendida al aire libre? Razona la respuesta.
5. ¿Cómo se relaciona el enfriamiento adiabático con la formación de nubes y las precipitaciones?
6. Supongamos que, en condiciones de estabilidad atmosférica (GAS>GVT), una masa de aire se eleva
desde un punto cercano al suelo, donde su temperatura es de 32 ºC. Una vez que la masa ha ascendido
hasta 600m ¿Qué temperatura tendrá? ¿y el aire que la rodea?
Representa esta situación en un eje de coordenadas (Tª / altura). Estas condiciones atmosféricas ¿se