Contaminación Atmosférica

1. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
IMA-700
CAPITULO – 1
LA ATMOSFERA
Docente: Ing. Gladys J. Quisbert Gonzales

2. INTRODUCCIÓN:
En estos últimos tiempos son
características para el
planeta, la deforestación,
desertificación y la
contaminación atmosférica
están complicando
irreversiblemente la
habitabilidad de nuestro
ecosistema de la tierra.

3. LA ATMOSFERA TERRESTRE
La atmosfera etimológicamente significa esfera
de aire denominado mezcla de gases que rodea
la tierra
• extensión de 1.000 km por encima de la
superficie terrestre
• masa = 5,6x1025 toneladas.
• P=101,325 kpa.
• Solo 12 de 1.000 km son respirables.

8. La atmósfera: la parte gaseosa de la Tierra
La atmósfera es la capa de aire
formada por distintos gases que
envuelve el planeta Tierra.

9. MOVIMIENTO TERRESTRE Y COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Movimientos de la tierra
Movimiento rotacional
Rotación durante la rotación, la mitad de la tierra
permanece iluminada por el sol y la otra mitad
permanece a la sombra. Se ha dividido se ah
dividido la tierra en 24 franjas imaginarias llamadas
usos horarios que establece el sistema horario de
los diferentes países.

10. La Tierra gira sobre sí misma de Oeste a
Este: es el movimiento de rotación. El
giro se efectúa alrededor de un eje
imaginario, que va de Norte a Sur, y que
está ligeramente inclinado.

11. Movimiento traslacional
Traslacional. La órbita alrededor del sol
no es una circunferencia, si no una
elipse.
Debido a que el eje de la tierra es
inclinado respecto de la línea de
traslación y que la distancia del sol no
es siempre la misma, se producen las
estaciones del año.

12. La Tierra gira alrededor del Sol siguiendo una órbita elíptica. Este movimiento a lo largo
de la órbita se denomina traslación. La Tierra tarda un año, es decir, 365 días, 5 horas y
48 minutos en completarlo. Por efecto de la traslación y de la inclinación del eje de la
Tierra, los rayos del Sol llegan con distinto ángulo a la superficie según la época del año.

13. COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Las coordenadas geográficas son un
conjunto de líneas imaginarias que
permiten ubicar con exactitud un lugar
en la superficie de la Tierra.

14. Meridianos y paralelos/ Longitud y latitud

15. COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Utilizando los paralelos y los
meridianos, se puede localizar con
exactitud un punto sobre la superficie
terrestre. Para ello se utilizan las
coordenadas geográficas:
• La latitud
• La longitud

16. Latitud de un punto P Longitud de un punto P

17. COORDENADAS GEOGRÁFICAS
En relación con la red geográfica que forman
los paralelos y meridianos se definen las
coordenadas geográficas que permiten
ubicar con precisión la ubicación de un
punto cualquiera de la superficie terrestre.

18. La localización de puntos terrestres

22. HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA TIERRA
La actual composición
química de la atmosfera es
el futuro de un proceso
evolutivo que afirmó la
acumulación de moléculas
de oxigeno a lado un
elemento estable que es el
nitrógeno.

23. LAS CAPAS DE LA ATMOSFERA
capas: la primera es la tropósfera,
rica en oxígeno y vapor de agua. En
ella es donde ocurren
muchos fenómenos meteorológicos
que conocemos: lluvias, vientos y
nevadas.

24. La segunda capa es la estratósfera,
un lugar seco y sin fenómenos
meteorológicos al que no pueden
llegar los aviones, porque no hay
aire suficiente para sostenerlos,
pero sí los globos aerostáticos.

25. Le sigue la mesósfera, la capa por la
que pasan las estrellas fugaces, es
decir, los meteoroides que se han
desintegrado
en la termósfera​, la penúltima capa
de la atmósfera terrestre, y en la que
suceden las auroras boreales; en ella,
además, orbitan los
transbordadores. Por último, queda
la exósfera, que junto a las
otras capas protegen y regulan la
vida terrestre.

26. MOVIMIENTO DE LA ATMOSFERA A GRAN ESCALA
• Vientos
• Circulación general de la atmosfera

27. Viento
La atmosfera en movimiento
Las parcelas de aire se mueven en horizontal y vertical con velocidad
variable. El viento se asocia con el componente horizontal
Los movimientos verticales son, generalmente, son mucho mas débiles
que los horizontales.

28. ANEMOMETROS
MECANICOS
ANEMOMETROS
ELECTRICOS

29. ESCALA DE VIENTO BEAUFORT

30. DIRECCIÓN DE VIENTO
El viento es una variable
vectorial, y en consecuencia
además de su magnitud
necesitamos conocer su
dirección. La dirección del
viento se designa según la
dirección geográfica desde
donde el viento esta soplando
(desde donde viene). La dirección del viento se mide con una veleta, algunas
veces incorporada con el anemómetro.

32. • En algunas ocasiones el viento es descompuesto en su
• componente zonal [U] (oeste-este) y meridional [V] (sur-norte)
Entonces el viento se reporta mediante su magnitud y dirección (e.g., 15 Kn NW) o sus
componentes U, V. Es fácil transitar entre estas dos formas.

33. Mapa del viento en superficie

34. Que hace mover el aire?
• La diferencia de presión entre lado izquierdo
y derecho del fluido, produce un flujo desde
la zona de alta presión hacia la zona de baja
presión.
• El flujo intenta producir una situación de
equilibrio redistribuyendo la masa del fluido.
• La principal fuerza que produce el viento es
la fuerza de gradiente de presión

35. • La principal fuerza que produce el
viento es la fuerza de gradiente de
presión: (dif. de presión) / (distancia
entre dos puntos).
• Como el viento es “caro” de medir,
tal vez midiendo la presión (en
superficie o cierto nivel) podemos
saber como es el campo de viento.
Para eso se construyen mapas de
presión

36. • Gradiente de presión: (Dp / distancia)
• FGP = (1/densidad) * GP
• FGP: dirigida hacia la baja presión

38. Calentamiento de la columna (e.g., debido a liberación de calor latente) produce divergencia (convergencia) en niveles
altos (bajos)

39. Sin embargo, el aire tiende a circular (mas que converger/divergir) en torno a los
centros de alta/baja presión....debido al efecto de la rotación terrestre

40. Cuando observamos un movimiento desde un sistema de referencia que acelera (por
ejemplo en rotación), se deja de cumplir la segunda ley de Newton (F=ma). Podemos
“bajarnos” del sistema móvil, o introducir fuerzas aparentes, de manera de seguir
cumpliendo F=ma.

41. En meteorología, decidimos mantener nuestra descripción del viento
desde el planeta (sistema móvil), por lo cual debemos agregar la Fuerza
de Coriolis a nuestro análisis de movimiento.
Propiedades de la fuerza Coriolis
• Actúa sobre cuerpos no fijos a la tierra
• Siempre deflecta el movimiento hacia la izquierda (derecha) en el
hemisferio sur (norte)
• Su magnitud es dependiente de la velocidad de rotación de la tierra (o
el planeta en cuestión). FC=0 para la rotación nula

42. Como circula el aire en torno a los centros de alta y baja presión (HS)?

43. El efecto de la Fuerza de Coriolis varía también según la escala temporal y espacial del movimiento. Una
estimación de su magnitud se obtiene de comparar el tiempo de vida del fenómeno con el periodo de
rotación planetaria (24 horas en la tierra)

44. Mapas del tiempo
Para la mayoría de los sistemas del tiempo, la fuerza
de gradiente de presión tiende a estar en balance
con la fuerza de Coriolis.
El viento que resulta de este balance se denomina
viento geostrófico y es una excelente aproximación
del viento real.
El viento gesotrofico es paralelo a las isobaras
(líneas de igual presión) y su magnitud es
proporcional al gradiente de presión (apretamiento
de las isobaras). Su sentido depende del hemisferio.

45. Cartas del tiempo

46. Efecto de la Fricción: Si queremos agregar mas
realismo a nuestro balance de fuerzas que
determinan el viento real, debemos
considerar el efecto de la fricción que sufre el
aire en contacto con el suelo (o cercano a el).
• Viento solo debido a gradiente de presión
• Viento Geostrofico (equilibrio FGP y Fcoriolis)
• Viento real (equilibrio FGP y Fcoriolis y Froce)

47. Efecto de la fricción en torno a centros de A y B presión