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DINÁMICA DE LAS MASAS
FLUIDAS
TEMA 6 (1º Parte)
CAPAS FLUIDAS
Atmósfera e Hidrosfera
 Ambas son muy importantes en el
funcionamiento de la máquina climática
CICLO HIDROLÓGICO
CICLO DEL AGUA
ATMÓSFERA
Nitrógeno:
78,1 %
Oxígeno:
20,9 %
Argón:
0,93 %
Dióxido de carbono:
0,038 %
Otros gases:
0,032 %
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
 Exosfera
 Ionosfera
 Mesosfera
 Estratosfera
 Troposfera
Tema 6  (1º Parte) Dinámica de las masas fluidas 2020
 Troposfera
 Estratosfera
 Mesosfera e Ionosfera
Auroras polares
 Las auroras se forman por la interacción del viento solar (flujo de
partículas cargadas: e- y H+) con la magnetosfera y la ionosfera.
 El viento solar viaja a través del espacio a unos 400 km/s, y
llega a la Tierra en 4 o 5 días.
Auroras polares
 Estos partículas electrizadas son
captadas y canalizadas por las
líneas del campo magnético
terrestre hacia los círculos
polares. El campo magnético
actúa también como escudo
protector, desviando la mayoría
de las partículas cargadas.
 Estos e- y H+ ionizan los átomos de la ionosfera: iones de
oxígeno y nitrógeno, originados por los rayos ultravioleta
procedentes del Sol.
 Los átomos excitados, no pueden quedarse en este estado
y se desexcitan, emitiendo luz verde/amarilla los de
oxígeno, azul los de nitrógeno y roja los de He.
 El color del arco auroral depende de los átomos ionizados
y de la altitud (entre 80 y 1 000 km de altura)
Auroras polares
FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA
 FUNCIÓN PROTECTORA:
◦ Filtra las radiaciones solares nocivas.
◦ Impide la caída de material cósmico, ya que la mayoría de
meteoritos que son atrapados por el campo gravitatorio terrestre se
subliman por rozamiento durante su descenso.
 FUNCIÓN REGULADORA:
◦ Evita grandes contrastes térmicos gracias al efecto invernadero.
◦ Redistribuye la radiación solar
 Contiene el O2 y CO2 necesarios respectivamente para la
respiración de la mayoría de los seres vivos y fotosíntesis de las
plantas.
 Interviene en el ciclo del agua, y en los procesos de
geodinámica externa.
FUNCIONES DE LA ATMOSFERA
MOVIMIENTOS DE LAS MASAS DE AIRE
 Los movimientos horizontales y
verticales (convección) de las masas de
aires se deben a la existencia de
gradientes:
◦ Gradientes de temperatura.
◦ Gradientes de humedad.
◦ Gradientes de presión.
CONVECCIÓN TÉRMICA
 Gradiente vertical de temperatura. Variación vertical
de Tª de una masa de aire (0,65ºC/100m como media).
El gradiente real puede variar según las condiciones de
un lugar concreto.
 Inversión térmica: cuando la Tª aumenta con la altura
en vez de disminuir, GVT negativo.
 El aire superficial caliente tiende a elevarse formando
corrientes térmicas ascendentes. Pueden darse también
movimientos horizontales.
Inversión térmica
 Ocurre sobretodo en situaciones de tiempo
frio y estable. Dificulta la mezcla de aire.
GVT
Inversiones térmicas
CONVECCIÓN POR HUMEDAD
 Se origina por la presencia de vapor de
agua en el aire.
 El aire húmedo (aire + H2O) es menos
denso que el aire seco.
 La humedad de una masa de aire puede
medirse mediante la humedad absoluta
y la humedad relativa.
HUMEDAD ATMOSFÉRICA
 Humedad absoluta. Cantidad de vapor de agua
en un volumen determinado de aire (g/m3). La
cantidad de vapor de agua que hay en el aire
depende de la temperatura.
 Humedad relativa. Cantidad de vapor de agua
(%) que hay en 1 m3 de aire en relación con la
máxima que podría contener a la Tª en la que se
encuentra.
CURVA DE SATURACIÓN DE UNA MASA DE AIRE
 Al elevarse el aire y enfriarse
el vapor de H2O que
contiene se condensa.
Tema 6  (1º Parte) Dinámica de las masas fluidas 2020
Curva de saturación
 La cantidad de humedad de una masa de
aire depende de la temperatura.
 El aire frío no puede contener mucha agua
aunque esté saturado.
 Esta es la razón por la que en los lugares
fríos de la Tierra (Ártico y Antártida) las
precipitaciones son escasas
GRADIENTE DE PRESIÓN
 La presión ejercida por la atmósfera es
760 mm Hg =1 atm = 1013,3 mb.
 Esta presión varía dependiendo de la
humedad y temperatura del aire.
 En los mapas del tiempo se trazan isobaras,
líneas que unen puntos geográficos con igual
presión.
▪ Se forman cuando una masa de aire
frió (más denso) desciende hasta
contactar con el suelo.
▪ En esta zona hay “un exceso de
aire” y se crea una zona de alta
presión.
▪ Vientos divergentes secos: no hay
precipitaciones.
▪ Estabilidad atmosférica.
Anticiclones
▪ Se forma cuando una masa de aire
poco denso (cálido y húmedo) se
eleva.
▪ En esta zona se crea un vacío con
menos presión.
▪ Vientos convergentes
▪ Posibilidad de lluvia si el aire
ascendente es húmedo.
▪ Inestabilidad atmosférica.
Borrascas
Anticiclones y borrascas
https://www.rtve.es/alacarta/videos/el-tiempo/temperaturas-
mas-altas-normal-para-epoca-del-ano-todo-pais/5521283/
(23-02-20)
CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA GLOBAL
 La radiación solar es
máxima en el ecuador, las
diferencias de temperatura
que de ello derivan quedan
amortiguadas por el
transporte de calor que
realizan la masas fluidas de
la Tierra.
 Este hecho fue propuesto
por Hadley en el siglo XVIII
CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA
 El aire transporta
calor de las zonas
más cálidas a las
más frías.
CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA
 La circulación del aire se ha mostrado más
compleja de lo propuesto por hadley.
 Existen 3 células convectivas:
◦ La de Hadley
◦ La de Ferrer
◦ La polar
CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA
 Célula de Hadley. Muy energética
debido a la radiación solar. Al llegar a
los 30º desciende formando
anticiclones y desiertos.
 Célula Polar. El aire frío procedente
de los polos se calienta y a latitud 60º
se eleva creando borrascas que
afectan a nuestro país en invierno.
 Célula de Ferrel. Se forma por la
acción indirecta de los vientos que
soplan desde los anticiclones tropicales
hasta las borrascas polares.
EFECTO DE CORIOLIS
 El aire circula entre los anticiclones y las borrascas en
diferente sentido en superficie que en altura.
Aire templado
Aire tropical
Aire templado
Aire polar
Aire polar
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMOSFERA
ANOMALÍAS CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA
▪ Monzones
▪ A lo largo de las estaciones, las células convectivas se desplazan hacia
el N o S produciendo las estaciones lluviosas en las zonas subtropicales
y la llegada de aire polar en las zonas templadas (consecuencia de la
inclinación del eje de rotación de La Tierra).
Monzones
Brisas marinas y terrestres
HIDROSFERA
CONSTITUCIÓN HIDROSFERA
CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS
MARINAS
 Composición del agua marina
Temperatura del agua marina
 Distribución
térmica vertical
a: Mares poco profundos en zonas templadas
b: Océanos. Perfiles en profundidad en invierno
Densidad del agua marina
Intensidad de luz
 Variación de la
intensidad de luz
con la profundidad:
◦ Zona fótica
◦ Zona afótica
DINÁMICA HIDROSFERA
El agua debido a su abundancia, poder calorífico
y a las corrientes, constituye un mecanismo de
transporte de calor muy eficaz y de gran
importancia sobre el clima terrestre.
Es un regulador térmico. Debido a su elevado
calor específico, absorbe y almacena más tiempo
una gran cantidad de energía calorífica. Los
océanos se calientan y enfrían más lentamente
que los continentes, lo que se traduce en menor
amplitud térmica en las costas.
CORRIENTES OCEÁNICAS SUPERFICIALES
 Corrientes superficiales: giro horario en hemisferio norte, debido a los alisios E – O.
 Corriente del golfo. Corriente del Labrador. Antártica.
Tema 6  (1º Parte) Dinámica de las masas fluidas 2020
Afloramientos
 Cinta transportadora oceánica:
El agua oceánica de todo el planeta
se mueve globalmente. Se enfría
en Groenlandia se hunde y viaja
hasta el antártico donde parte
vuelve al Atlántico y parte viaja
hasta el Pacífico donde asciende en
el Mar de Japón y vuelve
superficialmente de nuevo a
Groelandia.
Corrientes oceánicas profundas
 Corrientes profundas o termohialinas: la capa superficial
del agua se enfría y se hunde.
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OSCILACIÓN DEL NIÑO
Situación normal: vientos alisios empujan hacia el
Oeste el agua del Pacífico. La corriente de Humbold
aflora frente a las costa del Perú.
OSCILACIÓN DEL NIÑO
El niño: Periódicamente los alisios no soplan tan fuerte y no
empujan tanto las aguas. El agua se calienta junto a la costa de
Perú y se forma una borrasca que trae precipitaciones. También se
producen alteraciones del clima global.
Este fenómeno tiene consecuencias en la economía pesquera.
http://www.elmundo.es/elmundo/2002/graficos/ago/s4/elnino.html
OSCILACIÓN DEL NIÑO
 La Niña sucede cuando se produce un agravamiento de
la situación normal: vientos alisios muy fuertes que
producen enfriamiento
Tema 6  (1º Parte) Dinámica de las masas fluidas 2020
SITUACIÓN ACTUAL (CURSO 17-18)
SITUACIÓN ACTUAL (CURSO 19-20)
 Desde julio de 2019, las condiciones
del Pacífico tropical son neutras
respecto al ENOS.
 Recientemente, se ha observado cierto
calentamiento que marcaría la
formación de un episodio de El Niño,
aunque no se espera que ese
calentamiento se mantenga.

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Tema 6 (1º Parte) Dinámica de las masas fluidas 2020

  • 1. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS TEMA 6 (1º Parte)
  • 2. CAPAS FLUIDAS Atmósfera e Hidrosfera  Ambas son muy importantes en el funcionamiento de la máquina climática
  • 5. ATMÓSFERA Nitrógeno: 78,1 % Oxígeno: 20,9 % Argón: 0,93 % Dióxido de carbono: 0,038 % Otros gases: 0,032 %
  • 6. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
  • 7. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA  Exosfera  Ionosfera  Mesosfera  Estratosfera  Troposfera
  • 11.  Mesosfera e Ionosfera
  • 13.  Las auroras se forman por la interacción del viento solar (flujo de partículas cargadas: e- y H+) con la magnetosfera y la ionosfera.  El viento solar viaja a través del espacio a unos 400 km/s, y llega a la Tierra en 4 o 5 días. Auroras polares  Estos partículas electrizadas son captadas y canalizadas por las líneas del campo magnético terrestre hacia los círculos polares. El campo magnético actúa también como escudo protector, desviando la mayoría de las partículas cargadas.
  • 14.  Estos e- y H+ ionizan los átomos de la ionosfera: iones de oxígeno y nitrógeno, originados por los rayos ultravioleta procedentes del Sol.  Los átomos excitados, no pueden quedarse en este estado y se desexcitan, emitiendo luz verde/amarilla los de oxígeno, azul los de nitrógeno y roja los de He.  El color del arco auroral depende de los átomos ionizados y de la altitud (entre 80 y 1 000 km de altura) Auroras polares
  • 15. FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA  FUNCIÓN PROTECTORA: ◦ Filtra las radiaciones solares nocivas. ◦ Impide la caída de material cósmico, ya que la mayoría de meteoritos que son atrapados por el campo gravitatorio terrestre se subliman por rozamiento durante su descenso.  FUNCIÓN REGULADORA: ◦ Evita grandes contrastes térmicos gracias al efecto invernadero. ◦ Redistribuye la radiación solar  Contiene el O2 y CO2 necesarios respectivamente para la respiración de la mayoría de los seres vivos y fotosíntesis de las plantas.  Interviene en el ciclo del agua, y en los procesos de geodinámica externa.
  • 16. FUNCIONES DE LA ATMOSFERA
  • 17. MOVIMIENTOS DE LAS MASAS DE AIRE  Los movimientos horizontales y verticales (convección) de las masas de aires se deben a la existencia de gradientes: ◦ Gradientes de temperatura. ◦ Gradientes de humedad. ◦ Gradientes de presión.
  • 18. CONVECCIÓN TÉRMICA  Gradiente vertical de temperatura. Variación vertical de Tª de una masa de aire (0,65ºC/100m como media). El gradiente real puede variar según las condiciones de un lugar concreto.  Inversión térmica: cuando la Tª aumenta con la altura en vez de disminuir, GVT negativo.  El aire superficial caliente tiende a elevarse formando corrientes térmicas ascendentes. Pueden darse también movimientos horizontales.
  • 19. Inversión térmica  Ocurre sobretodo en situaciones de tiempo frio y estable. Dificulta la mezcla de aire. GVT Inversiones térmicas
  • 20. CONVECCIÓN POR HUMEDAD  Se origina por la presencia de vapor de agua en el aire.  El aire húmedo (aire + H2O) es menos denso que el aire seco.  La humedad de una masa de aire puede medirse mediante la humedad absoluta y la humedad relativa.
  • 21. HUMEDAD ATMOSFÉRICA  Humedad absoluta. Cantidad de vapor de agua en un volumen determinado de aire (g/m3). La cantidad de vapor de agua que hay en el aire depende de la temperatura.  Humedad relativa. Cantidad de vapor de agua (%) que hay en 1 m3 de aire en relación con la máxima que podría contener a la Tª en la que se encuentra.
  • 22. CURVA DE SATURACIÓN DE UNA MASA DE AIRE  Al elevarse el aire y enfriarse el vapor de H2O que contiene se condensa.
  • 24. Curva de saturación  La cantidad de humedad de una masa de aire depende de la temperatura.  El aire frío no puede contener mucha agua aunque esté saturado.  Esta es la razón por la que en los lugares fríos de la Tierra (Ártico y Antártida) las precipitaciones son escasas
  • 25. GRADIENTE DE PRESIÓN  La presión ejercida por la atmósfera es 760 mm Hg =1 atm = 1013,3 mb.  Esta presión varía dependiendo de la humedad y temperatura del aire.  En los mapas del tiempo se trazan isobaras, líneas que unen puntos geográficos con igual presión.
  • 26. ▪ Se forman cuando una masa de aire frió (más denso) desciende hasta contactar con el suelo. ▪ En esta zona hay “un exceso de aire” y se crea una zona de alta presión. ▪ Vientos divergentes secos: no hay precipitaciones. ▪ Estabilidad atmosférica. Anticiclones
  • 27. ▪ Se forma cuando una masa de aire poco denso (cálido y húmedo) se eleva. ▪ En esta zona se crea un vacío con menos presión. ▪ Vientos convergentes ▪ Posibilidad de lluvia si el aire ascendente es húmedo. ▪ Inestabilidad atmosférica. Borrascas
  • 29. CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA GLOBAL  La radiación solar es máxima en el ecuador, las diferencias de temperatura que de ello derivan quedan amortiguadas por el transporte de calor que realizan la masas fluidas de la Tierra.  Este hecho fue propuesto por Hadley en el siglo XVIII
  • 30. CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA  El aire transporta calor de las zonas más cálidas a las más frías.
  • 31. CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA  La circulación del aire se ha mostrado más compleja de lo propuesto por hadley.  Existen 3 células convectivas: ◦ La de Hadley ◦ La de Ferrer ◦ La polar
  • 32. CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA  Célula de Hadley. Muy energética debido a la radiación solar. Al llegar a los 30º desciende formando anticiclones y desiertos.  Célula Polar. El aire frío procedente de los polos se calienta y a latitud 60º se eleva creando borrascas que afectan a nuestro país en invierno.  Célula de Ferrel. Se forma por la acción indirecta de los vientos que soplan desde los anticiclones tropicales hasta las borrascas polares.
  • 34.  El aire circula entre los anticiclones y las borrascas en diferente sentido en superficie que en altura.
  • 35. Aire templado Aire tropical Aire templado Aire polar Aire polar
  • 36. CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMOSFERA
  • 37. ANOMALÍAS CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA ▪ Monzones ▪ A lo largo de las estaciones, las células convectivas se desplazan hacia el N o S produciendo las estaciones lluviosas en las zonas subtropicales y la llegada de aire polar en las zonas templadas (consecuencia de la inclinación del eje de rotación de La Tierra).
  • 39. Brisas marinas y terrestres
  • 42. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS MARINAS  Composición del agua marina
  • 43. Temperatura del agua marina  Distribución térmica vertical a: Mares poco profundos en zonas templadas b: Océanos. Perfiles en profundidad en invierno
  • 45. Intensidad de luz  Variación de la intensidad de luz con la profundidad: ◦ Zona fótica ◦ Zona afótica
  • 46. DINÁMICA HIDROSFERA El agua debido a su abundancia, poder calorífico y a las corrientes, constituye un mecanismo de transporte de calor muy eficaz y de gran importancia sobre el clima terrestre. Es un regulador térmico. Debido a su elevado calor específico, absorbe y almacena más tiempo una gran cantidad de energía calorífica. Los océanos se calientan y enfrían más lentamente que los continentes, lo que se traduce en menor amplitud térmica en las costas.
  • 47. CORRIENTES OCEÁNICAS SUPERFICIALES  Corrientes superficiales: giro horario en hemisferio norte, debido a los alisios E – O.  Corriente del golfo. Corriente del Labrador. Antártica.
  • 50.  Cinta transportadora oceánica: El agua oceánica de todo el planeta se mueve globalmente. Se enfría en Groenlandia se hunde y viaja hasta el antártico donde parte vuelve al Atlántico y parte viaja hasta el Pacífico donde asciende en el Mar de Japón y vuelve superficialmente de nuevo a Groelandia. Corrientes oceánicas profundas  Corrientes profundas o termohialinas: la capa superficial del agua se enfría y se hunde.
  • 52. OSCILACIÓN DEL NIÑO Situación normal: vientos alisios empujan hacia el Oeste el agua del Pacífico. La corriente de Humbold aflora frente a las costa del Perú.
  • 53. OSCILACIÓN DEL NIÑO El niño: Periódicamente los alisios no soplan tan fuerte y no empujan tanto las aguas. El agua se calienta junto a la costa de Perú y se forma una borrasca que trae precipitaciones. También se producen alteraciones del clima global. Este fenómeno tiene consecuencias en la economía pesquera. http://www.elmundo.es/elmundo/2002/graficos/ago/s4/elnino.html
  • 54. OSCILACIÓN DEL NIÑO  La Niña sucede cuando se produce un agravamiento de la situación normal: vientos alisios muy fuertes que producen enfriamiento
  • 57. SITUACIÓN ACTUAL (CURSO 19-20)  Desde julio de 2019, las condiciones del Pacífico tropical son neutras respecto al ENOS.  Recientemente, se ha observado cierto calentamiento que marcaría la formación de un episodio de El Niño, aunque no se espera que ese calentamiento se mantenga.