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CAPAS FLUIDAS DE LA TIERRA: ATMÓSFERA E HIDROSFERA

TEMA 7 LIBRO

ATMÓSFERA

Introducción

• La atmósfera y la hidrosfera son los dos subsistemas fundamentales de la maquinaria climática terrestre, cuya principal interacción es el ciclo del agua. Ambas son capas fluidas

• En concreto, la atmósfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra, formada por una mezcla de gases y partículas en suspensión (sólidas o líquidas, como polen, microorganismos, polvo, etc.)

Origen y evolución de la atmósfera. 1. Formación de la Tierra por acreción de gas y polvo en una nebulosa en

rotación hace 4570 m.a. En este momento se conforma la protoatmósfera (atmósfera inicial) formada por H2 y He. Corta duración, por ser gases ligeros que escapan de la atracción gravitatoria

2. Posteriormente se originó la atmósfera primitiva formada por desgasificación del manto con componentes similares a los que siguen emitiendo los volcanes hoy en día; CO2, N2, NH3, H2S, SO2, NO2.Se trataba de una atmósfera reductora, sin oxígeno

3. La aparición de los primeros organismos acuáticos, en concreto colonias acuáticas de cianobacterias (estromatolitos), supuso la liberación de O2 por la fotosíntesis, al tiempo que disminuía la concentración de CO2. El O2 paso de la hidrosfera a la atmósfera, y se fue acumulando de forma gradual, tardando entre 300 y 1000 millones de años en alcanzar niveles comparables a los actuales. Además, la acumulación de O2 ocasionó la formación de la capa de ozono en la estratosfera, lo que permitió que la superficie terrestre fuera habitable al disminuir la radiación ultravioleta. Otro efecto indirecto de la acumulación del oxígeno y la disminución de CO2 y CH4 fue la mayor glaciación de la historia del planeta (hipótesis “Tierra bola de nieve”) consecuencia de la reducción de estos dos gases de efecto invernadero a finales del Proterozoico.

Evolución de la composición de la atmósfera respecto a los principales componentes

COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA

Los componentes de la atmósfera actual se pueden clasificar en: • Mayoritarios. Nitrógeno (78 %), oxígeno (21 %), argón (0,93 %),

dióxido de carbono (0,03%), • Minoritarios. (en ppm) Monóxido de carbono, metano,

hidrocarburos, NOx, amoniaco, SOx, ozono, y otros no reactivos como helio, neón, criptón, xenón, óxido nitroso.

• Variables. Vapor de agua, contaminantes, aerosoles.

Comparación de la Tierra y otros planetas cercanos

ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA

Las capas de la atmósfera a su vez se pueden agrupar en: • Homosfera hasta los 80 km de altura, con la mayoría de los gases • Heterosfera, a partir de los 80 km, con cuatro capas según la masa atómica de

los gases presentes: nitrógeno molecular, oxígeno atómico, helio e hidrógeno.

FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA

Espectro de absorción en el infrarrojo del conjunto de la atmósfera (abajo) y de gases específicos. De algunos se marcan solamente los centros de sus bandas de absorción (De Graedel & Crutzen, 1993).

Albedo. Porcentaje de radiación solar que refleja la superficie terrestre y la atmósfera. Valor medio; 30% • Polvo, aerosoles y nubes (+

albedo) • Vegetación. Absorbe más

radiación que suelo y rocas, luego + vegetación - albedo

• Nieve/hielo. Albedo máximo • Superficie oceánica. Albedo

variable

En resumen, se puede concluir que la atmósfera cumple una doble función; protectora y reguladora.

• Función protectora. Evita que llegue a la superficie terrestre la radiación más peligrosa, ionizante

• Función reguladora. La estructura física y composición de la atmósfera también regula la cantidad de radiación incidente en la Tierra (por ejemplo por el efecto invernadero), permitiendo unas condiciones térmicas especiales óptimas para la vida.

LA ENERGÍA EN LA ATMÓSFERA

BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA

Sin embargo, el valor medio de radiación solar incidente que llega a la atmósfera terrestre es de 342 W/m2 y no 1370 W/m2. Esto se debe a que una parte del planeta se encuentra en oscuridad (noche) y al efecto de la latitud

• Explicar el balance de radiación de la Tierra

El alumno deberá referirse a la entrada de energía procedente del sol (radiación solar incidente), y la salida debido al albedo (energía solar reflejada por la atmósfera y la superficie).

La longitud de onda corta es absorbida, en parte, por la atmósfera y las nubes.

En la superficie terrestre la absorción es realizada por las rocas, el suelo, la vegetación y las aguas superficiales, y convertida en energía calorífica (radiación infrarroja), que vuelve a ser irradiada desde la superficie terrestre como radiación infrarroja de baja intensidad

Debido a los gases de efecto invernadero, la capa inferior de la atmósfera se calienta, y a su vez, irradia parte del calor hacia la Tierra y otra parte hacia el espacio exterior.

DESEQUILIBRIOS TÉRMICOS

Debido al ángulo de incidencia de la rad. solar

• Inclinación de la Tierra, que a su vez determina la aparición de estaciones. Verano; se recibe mayor radiación solar

DINÁMICA ATMOSFÉRICA

Movimientos en la atmósfera

• Convección atmosférica; movimientos verticales que tienen lugar en la troposfera, y se deben a gradientes de temperatura, humedad o presión

• Tres tipos de convección:

1. Convección térmica

2. Convección por humedad

3. Movimientos verticales debidos a la presión atmosférica

1. Convección térmica

o Movimientos originados por el contraste de temperatura entre masas de aire

o Aire más caliente y por ello menos denso tiende a elevarse formando corrientes térmicas ascendentes

o Aire más frío y denso, tiende a descender

2. Convección por humedad

o Se origina por la presencia de vapor de agua en aire seco, que lo hace menos denso

o Al ser menos denso, asciende

o Formas de medir la cantidad de vapor de agua en el aire: o HUMEDAD ABSOLUTA

o HUMEDAD RELATIVA

2. Convección por humedad (continuación) Humedad absoluta • Cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de

aire, expresada en g/ m3 Poco empleada porque depende de la temperatura de modo que el aire frío contiene poca humedad mientras el caliente puede contener mucha.

• Curva de saturación. Muestra la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener el aire a cada valor de temperatura, valor que se denomina punto de rocío.

Humedad relativa • Cantidad en % de vapor de agua que hay en 1 m3 de aire en relación con

la máxima que podría contener a la temperatura a la que se encuentra. • Ejemplo. Humedad relativa del 25 % quiere decir que podría contener a

esa temperatura cuatro veces más de vapor de agua. Humedad relativa del 100 % corresponde a un punto en la curva de saturación.

• Nivel de condensación. Altura a la que la masa de aire que asciende alcanza su punto de rocío y forma nubes a partir de núcleos de condensación.

3. Movimientos verticales debido a la presión atmosférica

o Presión a nivel del mar y en condiciones normales; 1 atm (1013 mbar)

o Sin embargo esa presión en un punto geográfico no es siempre la misma, varía en función de humedad, temperatura y altitud.

o Borrasca. Zonas de baja presión respecto al aire circundante. Aire caliente asciende

o Anticiclón. Zona de alta presión respecto al aire circundante. Aire frío desciende

o La presión atmosférica se representa en la superficie terrestre con los mapas de isobaras (líneas que unen puntos de ifgual presión atmosférica), que muestran anticiclones y borrascas o ciclones.

VER PÁG. 144 LIBRO

DINÁMICA ATMOSFÉRICA GRADIENTES VERTICALES DE TEMPERATURA

GAH GAH

GAS

DINÁMICA ATMOSFÉRICA ESTABILIDAD – INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA

Ejercicio – Pág. 141 libro, actv. 20

Ejercicio – Pág. 141

Comparamos a una determinada altura la temperatura de GAS y GVT.

En este caso, a 300 m por ejemplo GAS 0ºC y GVT 20ºC. La masa de aire en movimiento (GAS) está más fría que el aire que le rodea (GVT), luego desciende (ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA – ÁNTICICLÓN)

Otra forma de verlo; GVT a la derecha del GAS, luego GVT < GAS ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA


Comparamos a una determinada altura la temperatura de GAS y GVT.

En este caso, a 300 m por ejemplo GAS 0ºC y GVT -5ºC. La masa de aire en movimiento (GAS) está más caliente que el aire que le rodea (GVT), luego asciende (INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA – BORRASCA)

Otra forma de verlo; GVT a la izquierda del GAS, luego GVT > GAS INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA


Se observa en los primeros metros de altitud observando el GVT una INVERSIÓN TÉRMICA (ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA)

Otra forma de verlo; GVT a la derecha del GAS, luego GVT < GAS INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA

Ejercicio • Observa las siguientes gráficas. ¿Qué tipo de

movimientos atmosféricos y que condiciones isobáricas se asocian a cada una de ellas? Señala la capacidad para dispersar la contaminación en cada caso.

GVT GAS

GVT GAS

Esta situación es propia de la niebla matinal de algunas ciudades (p.ej. Valladolid), donde el suelo, al enfriarse durante la noche , hace que se vaya enfriando el aire que hay junto a él de tal forma que el aire superficial está más frío que el de por encima)

GVT GAS

Esta situación se produce también conforme avanza la mañana y la niebla se levanta debido a que el aire de la superficie se va calentando por radiación de calor de la superficie terrestre que se calienta

GVT GAS

DINÁMICA ATMOSFÉRICA A ESCALA GLOBAL

1. Efecto Coriolis

• La Tierra gira de oeste a este sobre su propio eje (sentido antihorario)

• El efecto coriolis es una fuerza consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra en sentido antihorario

1. Efecto Coriolis

• El efecto de coriolis provoca que cualquier objeto que se desplace con respecto a la superficie terrestre en cualquier lugar, excepto en el Ecuador, sufre una desviación en su trayectoria con respecto a la esperada

• El efecto coriolis es máximo en los Polos y nulo en el Ecuador

• En el hemisferio norte, cualquier objeto que se mueva con respecto a la superficie terrestre se desplaza hacia la derecha con respecto a su trayectoria esperada

• En el hemisferio sur, al contrario, giraría hacia la izquierda con respecto a su trayectoria esperada

1. Efecto Coriolis

Si consideramos que una masa de aire sale del ecuador y se dirige hacia el polo Norte, a medida que va avanzando en latitud se va encontrando con un suelo que cada vez gira más despacio , por lo que tienen de a adelantarse en rotación (iba a más velocidad en el Ecuador), por lo que se desvía hacia la derecha de s trayectoria inicial.

Si la masa de aire parte del polo Norte y se dirige hacia el ecuador, se encontrará con un suelo que cada vez gira más deprisa, por lo que iría quedando rezagado respecto a la velocidad de rotación de cada punto, desviándose también hacia su derecha. Si utilizamos un razonamiento similar para una masa de aire móvil situada en el hemisferio sur, la desviación, en este caso, será hacia la izquierda.

1. Efecto Coriolis

• Los vientos se verán influenciados por este efecto en su circulación, desviándose hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur

1. Efecto Coriolis

• Los vientos superficiales circulan siempre desde zonas de altas presiones (anticiclones) a zonas de bajas presiones (borrascas). Si la Tierra no tuviera movimiento de rotación sobre su eje (oeste-este) y el efecto Coriolis fuera despreciable, cabría esperar que el viento fluyera en línea recta desde las zonas de altas presiones a zonas de bajas presiones

• Sin embargo, la trayectoria es curva y casi circular por el efecto Coriolis, excepto en el Ecuador.

• Por este motivo, en el hemisferio norte, en los anticiclones el giro del viento será horario (mismo sentido de agujas del reloj), y en las borrascas antihorario

• En el hemisferio sur, al contrario

Borrasca en el hemisferio norte – Giro antihorario

Borrasca en el hemisferio sur – Giro horario

2. Circulación general de la atmósfera

• En zonas ecuatoriales el calentamiento es intenso (rayos solares inciden perpendicularmente). El aire se calienta en estas zonas y tiende a ascender (borrascas ecuatoriales)

• En zonas polares, bajas temperaturas provocan descenso del aire y la formación de anticiclón polar sobre ellas.

• En teoría, el viento que sopla en superficie terrestre tiende a recorrer el globo desde anticiclones polares hasta borrascas ecuatoriales.

• Sin embargo, como ya sabemos, la fuerza de Coriolis producirá su desviación hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur, provocando que el transporte se lleve a cabo mediante tres tipos de celdas o células convectias; de Hadley, polares y de Ferrel

• Célula de Hadley.

Tiene un ascenso de aire en la zona ecuatorial (0º de latitud), al ser máxima la insolación en esta zona.

Hacia los 30º de latitud, se produce un descenso de aire, formando producen los anticiclones subtropicales que dan lugar a los mayores desiertos del planeta (Sahara, Atacama, etc.)

Los vientos superficiales que soplan desde estos anticiclones subtropicales hacia el ecuador son los alisios (vientos del NE –del noreste porque van hacia el suroeste)

La zona donde convergen los vientos alisios de ambos hemisferios se denomina zona de convergencia intertropical (ZCIT)

• Célula de Hadley.

• Célula polar

En zonas polares, la insolación es mínima y el albedo máximo formándose anticiclones polares.

El viento de superficie que parte de los anticiclones polares (llamado levante polar o de altas latitudes) llega hasta los 60º de latitud donde se eleva de nuevo formando las borrascas subpolares, que pueden descender en invierno hasta los 40º ó 30º de latitud (afectando a nuestro país).

• Célula de Ferrel

Situada entre las dos células anteriores, entre 30º y 60º de latitud.

Se forma por la acción de los vientos superficiales del oeste o westerlies que soplan desde los anticiclones desérticos (30º latitud) hacia las zonas de borrascas subpolares (60º latitud)

• Célula polar

C. Ferrel

ZCIT; zona de convergencia intertropical, donde chocan los alisios del norte y del sur (zona de calma ecuatorial)

Frente polar; zona de choque entre los vientos polares fríos del este y los vientos del oeste

HIDROSFERA

• La hidrosfera es el subsistema de la Tierra constituido por el conjunto del agua en sus tres estados físicos: líquido (aguas subterráneas, mares, océanos, lagos y otras masas de agua superficial), sólido (casquetes polares, glaciares, cuerpos de hielo flotantes en el mar, etc.) y gaseoso (nubes).

• Es una capa dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado. Regula el clima, participa en el modelado del relieve y hace posible la vida sobre la Tierra.

• Se originó a partir de:

– La condensación del vapor de agua procedente de la desgasificación terrestre

– Agua cometaria.

• Esta relacionada con la atmosfera, la geosfera y la biosfera. Recubre la mayor parte de la superficie terrestre

Evolución de la hidrosfera

Aportes:

• Incorporación de aguas procedentes del manto (“aguas juveniles”).

• Incorporación a la atmosfera de agua procedente de restos cometarios.

Perdidas:

• Hacia el manto terrestre (por subducción)

• Hacia el espacio exterior (por fotolisis).

Variación de la salinidad: El origen de la salinidad marina se debe a dos procesos:

• El aporte de los ríos que disuelven los iones de la corteza terrestre y que transfieren a los océanos, mediante los procesos de escorrentía-lavado-precipitación.

• Aporte por emisiones volcánicas submarinas (sobre todo en dorsales), rica en sales (este seria el origen mayoritario del cloro, ya que este es un elemento raro en la corteza).

Distribución del agua terrestre

Tasa de renovación: Es la cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimiento (lago, mar, río,...) por unidad de tiempo, dividido por el volumen del agua de este compartimiento. Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación. Ambos parámetros influyen en la concentración de sales que se encuentran en disolución en el agua procedentes de la disolución de las rocas. En el mar el tiempo de residencia es muy largo, por lo cual el agua se renueva muy lentamente, con lo que su contenido en sales es elevado. Por ello se denominan aguas saladas. Las aguas continentales tienen un tiempo de residencia mas corto, se renuevan de manera rápida y por esta razón, la mayoría de las aguas continentales tienen un contenido en sales bajo y por ello se les llama aguas dulces.

Componentes de la hidrosfera y tiempo medio de residencia

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA – LIBRO, PÁG. 146

EL CICLO DEL AGUA

El ciclo del agua

• El agua pasa de la hidrosfera a la atmósfera por evaporación, estando muy influenciada por la temperatura

• Al enfriarse se condensa y forma nubes. Con la precipitación es devuelta a la tierra en forma líquida y sólida. A partir de aquí, una vez que es devuelta a la tierra, puede seguir varios caminos:

– Escorrentía superficial; desplazamiento sobre superficie terrestre hacia zonas más bajas (hacia el mar)

– Infiltración atravesando capas permeables del terreno hasta llegar al nivel freático, dando lugar a la escorrentía subterránea que circula hacia el mar

• Por otro lado, el agua que se incorporó a la biosfera retorna a la atmósfera por transpiración (evaporación + transpiración = evapotranspiración)

• Modificaciones en el ciclo hidrológico:

– Construcción de presas y embalses

– Control de la explotación de acuíferos y recarga artificial de los mismos

– Trasvases (transferencias de agua) entre cuencas hidrográficas

– Sistemas de desalación

Balance hídrico del agua

• Es el análisis de la distribución de los distintos componentes del ciclo hidrológico en una cuenca al cabo de cierto tiempo, normalmente un año (año hidrológico).

• Se puede referir a una cuenca hidrográfica o al conjunto de un país.

• Ordinariamente se cumple que las entradas de agua en la cuenca hidrográfica son iguales a las salidas.

• Entradas = Salidas • P = EVT + E • Entradas; se deben a las precipitaciones (P) • Salidas; se producen por evapotranspiración (EVT) y por

escorrentia (E), tanto superficial como subterránea.

Balance hídrico del agua

• P = EVT + E • Los resultados de los balances se suelen expresar en

términos relativos, como porcentajes de la precipitación.

• Así el balance hídrico en España es: P (100%) = EVT (66%) + E (34%). • Ya que el valor medio de las precipitaciones es

325.000 hm3/año (E). • 325.000 hm3/año (P) = 215.000 hm3/año (EVT) +

110.000 hm3/año (E). • Los balances hídricos son imprescindibles en la

planificación hidrológica de una cuenca o de un país.

DINÁMICA OCEÁNICA

Características del agua marina

Agua marina; disolución compleja, con gran variedad de elementos químicos. Principales elementos; iones de algunas sales y gases atmosféricos

Características más importantes del agua marina; salinidad, temperatura, contenido en oxígeno y densidad

Características del agua marina Salinidad

• Contenido total de sales disueltas en el agua (p.ej. en g/kg)

• Depende de la evaporación, del aporte de agua dulce (por ejemplo por precipitaciones –lluvia-, desembocadura ríos, etc.) y de la mezcla con agua oceánica

• Mayor evaporación Mayor salinidad

• Mayor precipitación Menor salinidad

• Formación de hielos Aumenta la salinidad

• Deshielo Disminuye la salinidad

• Salinidad media de océanos; 35 g/kg

• Salinidad en mares abiertos; 30 – 38 g/kg

Características del agua marina Salinidad

Características del agua marina Temperatura • Temperatura varía entre 30ºC y -2ºC, siguiendo un patrón por

latitudes

• Hasta 100 metros de profundidad suele haber mezcla de agua por oleaje Temperatura más o menos constante

• Termoclina; zona de transición entre la parte más superficial (más cálida) y la más fría del fondo. Se caracteriza por la disminución brusca de la temperatura con la profundidad

• Termoclina varía con la latitud y la estación

• A efectos prácticos, la termoclina marca la división de una masa de agua superficial más cálida, y otra profunda más fría que inicialmente no se mezclan por diferentes densidades.

• En océanos, el 90% del agua puede estar por debajo de la termoclina

Características del agua marina Temperatura


Contenido en oxígeno

• Solubilidad de los gases en el agua marina disminuye con la temperatura

• El oxígeno en el agua marina procede de los intercambios con la atmósfera superficial y de la actividad fotosintética

• Zona superficial de los océanos; oxígeno abundante por intercambio con el aire y por producción fotosintética (a esta zona llega mayor radiación solar), que en esta zona es mayor a la tasa de respiración celular (que consume oxígeno)

• Mínimo contenido en O2 disuelto; sobre 400 m. de profundidad


Densidad

• Depende fundamentalmente de la temperatura y la salinidad

• Mayor temperatura Menor densidad. Por ello, el agua de menor densidad tiene a permanecer en superficie, debido a que su calentamiento se produce por absorción de la radiación social.

• Mayor salinidad Mayor densidad (agua a mayor profundidad, más salada)


EN RESUMEN:

Agua marina Densidad Temperatura Oxígeno Salinidad Otras

Zona superficial Menor Mayor Mayor Menor pH; menor Luz; mayor (zona fótica)

Zona de mayor profundidad

Mayor Menor Mínimo a 400 m.

Mayor pH; mayor Luz; menor (zona afótica)

Movimiento en el mar

• Olas. Ondas producidas por el efecto del viento en la superficie marina. ESTUDIAR POR EL LIBRO, PÁGINA 149

• Mareas. Variaciones periódicas del nivel del mar, producidas por la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol, en combinación con la rotación terrestre (Ver origen de las mareas, en el libro). ESTUDIAR POR EL LIBRO, PÁGINA 149

• Corrientes oceánicas (ver siguientes diapositivas)

CORRIENTES MARINAS

• Corrientes; masas de agua en continuo movimiento. Determinadas por acción y dirección del viento, efecto Coriolis, geometría del océano, densidad el agua, y en menor medida, olas, mareas y cambios de presión atmosférica

• Funciones de las corrientes

– Transportan materiales. Influyen en el modelado del relieve costero

– Influyen en el clima. Las corrientes oceánicas llevan consigo enormes cantidades de energía (calor/frío) de un lugar a otro en el Planeta.

– Permiten afloramientos marinos. Influyen en la producción primaria (FENÓMENO DE AFLORAMIENTO O SURGENCIA)

Fenómeno de Surgencia (=afloramiento= upwelling)

• Consiste en un movimiento vertical de agua de las profundidades del océano hasta la superficie.

– El agua de las profundidades tiene baja temperatura y alto contenido de nutrientes inorgánicos, por ejemplo por nitratos y fosfatos procedentes de la descomposición de materia orgánica hundida.

– Cuando esta agua fría y de alto contenido nutritivo asciende hasta la superficie, los organismos fotosintéticos (por ejemplo fitoplancton) aprovechan el aporte y junto con el CO2 y la luz fijan el C produciendo compuestos orgánicos que promueven la vida marina, aumentando la producción primario y consecuentemente toda la pesca que depende de ella.

– Las zonas de surgencia son los lugares de mayor abundancia pesquera en el planeta (de la misma forma en que llegan nutrientes a la superficie, pueden llegar contaminantes que se hayan depositado en el fondo oceánico).

Afloramiento

Principales zonas de afloramiento o upwelling (en rojo)

• Para estudiar la dinámica de la hidrosfera es imprescindible estudiar el comportamiento de las corrientes:

1. Corrientes superficiales

2. Corrientes profundas – Circulación termohalina


• Los factores que determinan el movimiento de las corrientes superficiales son los vientos, el efecto Coriolis y la disposición de las masas continentales.

• El principal motor es la acción del viento sobre la superficie del mar, especialmente los vientos alisios y los vientos del oeste.

• Las corrientes superficiales también se ven afectadas por el efecto Coriolis, como sucede con los principales sistemas de vientos, de tal forma que desvía las líneas de flujo del agua hacia la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda, en el sur

• Por último, la disposición de las masas continentales también influye en la trayectoria y libre circulación de las corrientes superficiales


• Las principales corrientes superficiales son:

– Corrientes Ecuatoriales del Norte y del Sur. Dirigidas hacia el oeste, originadas por los vientos alisios. Estas corrientes ecuatoriales están separadas por una contracorriente ecuatorial. En las costas occidentales de los océanos, las corrientes ecuatoriales giran hacia el polo correspondiente y forman corrientes cálidas paralelas a las costas de los continentes como la Corriente del Golfo, que hace que en Europa del norte el clima sea mucho mas suave que en Alaska, estando ambas situadas a la misma latitud; o la Corriente de Kuro Shivo, que sigue las costas de Japón; o la corriente de Brasil.

Imagen térmica – Corriente del Golfo


• Las principales corrientes superficiales son: – Corrientes de los Vientos del Oeste. Producen un lento

movimientos del agua llamado deriva del viento del oeste, mucho mas extensa en el hemisferio sur, porque el océano es mucho mayor y no queda interrumpida por masas continentales, como pasa en el hemisferio norte. Cuando se aproximan a las costas orientales del océano, estas corrientes se desvían, tanto hacia el norte como hacia el sur, a lo largo de la costa, dando lugar a corrientes frías, como la Corriente del Perú (o de Humboldt), la Corriente de Benguela frente a la costa suroccidental de África, que se desvían hacia el norte y las corrientes de California y de Canarias que se desvían hacia el sur. Todas ellas son corrientes frías y suavizan las temperaturas calurosas de estas costas.


• Las principales corrientes superficiales son:

– Las corrientes frías de las Zonas Árticas. En el hemisferio norte hay un flujo de agua fría hacia el ecuador a lo largo del lado occidental de los estrechos que conectan el océano Ártico con el Atlántico y el Pacifico, dando lugar a la Corriente del Labrador, la Corriente de Groenlandia y la Corriente de Kamchatka.

– Corriente Circumpolar Antártica. Gira en sentido de las agujas del reloj unos 50o-60o de latitud sur alrededor de la Antártida.

Corriente de Labrador


• Corriente del Golfo (Gulf stream) y Corriente de las Canarias

2. Corrientes profundas – Circulación termohalina

• Las corrientes oceánicas profundas son corrientes termohalinas, es decir vienen condicionadas por las diferencias de densidad entre masas de agua como consecuencia de su distinta temperatura y salinidad.

• El agua de mayor salinidad y/o menor temperatura es más densa y tiende a descender, mientras que la más dulce y cálida es más ligera y tiende a ascender, dando lugar a una circulación termohalina en vertical.

El “océano global”

• Conjunto de todos los mares y océanos del planeta, que constituyen un importante almacén de dióxido de carbono.

• Dentro de esta idea hay dos fenómenos importantes: Cinta transportadora oceánica (consecuencia de la circulación termohalina) y el fenómeno de El Niño

Cinta transportadora oceánica • Se trata de una gran corriente oceánica global que recorre la

mayoría de los océanos del Planeta. En la primera mitad de su trayectoria, lo hace como corriente profunda, ya que el agua tiende a hundirse por ser más salada y fría, y por consiguiente más densa. En la segunda parte de su trayectoria, discurre en forma de corriente superficial, arrastrando las aguas cálidas por la acción de los vientos dominantes.

• Da lugar a un sistema de transporte que abarca todos los océanos • Permite compensar el desequilibrio de salinidad y temperatura, así

como como regular la cantidad de CO2 atmosférico (el agua fría, al hundirse, arrastra gran cantidad de este gas)

• Comienza en Groenlandia donde el agua se hunde por salada y fría (al hundirse arrastra gran cantidad de dióxido atmosférico). Recorre el Atlántico de norte a sur después el Antártico y asciende para volver a sumergirse en el Índico y el Pacífico donde después asciende, calentándose y realizando el trayecto inverso.

• En su regreso origina lluvias y eleva las costas atlánticas noreuropeas.

Cinta transportadora oceánica

FENÓMENO DE “EL NIÑO” (ENSO – “EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION”)

Fenómeno de El Niño – Oscilación meridional

• Se llama así a una fluctuación acoplada entre la atmosfera y el océano Pacífico austral

• Se produce entre las cotas de Perú y Latinoamérica, al Este, y las costas del Pacífico sur al Oeste

• Estudiaremos tres situaciones:

I. ENSO neutral (Situación normal)

II. Situación anómala; El Niño

III. La Niña

I. ENSO neutral – Situación normal


• Vientos alisios arrastran hacia el Oeste (OJO, estamos en Hemisferio Sur) el agua superficial del pacífico ecuatorial; desde las costas de Perú y Ecuador hasta las costas de Australia, Filipinas e Indonesia

• Termoclina se aproxima a superficie en costas de Perú y Ecuador, provocando un afloramiento de agua profunda, fría Aumenta la pesca (aporte de nutrientes en superficie)

• Oeste del pacífico sur (Australia, Filipinas, Indonesia); borrascas con precipitaciones y tifones

• Este del pacífico sur (Perú,, Ecuador); situación anticiclónica, escasez de lluvias (costa normalmente árida)

ENSO neutral – Situación normal

ENSO neutral – Situación normal

Célula de Walker

II. Situación anómala – El Niño

• Vientos alisios amainan, y no arrastran el agua de la superficie oceánica hacia el Oeste

• El agua superficial del centro del pacífico sur y de la costa este (Perú, Ecuador) se caldea. Aumenta su temperatura, se evapora, aumenta la humedad del aire y asciende formando borrascas en costas normalmente áridas (anomalía)

• No se produce afloramiento en cosas de Perú y Ecuador, pues persiste la termoclina impidiendo la mezcla de aguas superficiales y profundas. Baja la pesca

• Anticiclón en Indonesia, Australia y Filipinas (costa Oeste), con sequías en zonas habitualmente húmedas


• El Niño puede deberse:

– al calentamiento climático que hace disminuir el contraste térmico entre la costa oriental y occidental de Pacífico, y con ello la intensidad de los alisios y la de las corrientes oceánicas.

– con menor probabilidad, al aumento del vulcanismo en las dorsales próximas que elevaría la temperatura del agua impidiendo el afloramiento, de hecho coinciden los años del Niño con una mayor actividad sísmica.

• El Niño se deja sentir en todo el mundo con:

– aumento de la temperatura atmosférica

– lluvias torrenciales e inundaciones en distintas zonas de la costa occidental del Índico

– tormentas en California

– sequías en Brasil, África, Indonesia y Filipinas

III. La Niña

• Alisios soplan hacia el Oeste con más fuerza e intensidad de lo normal

• Desciende la temperatura media superficial del océano pacífico

• Se ocasionan lluvias torrenciales y aumento de tifones en Indonesia, Filipinas y Australia (costa Oeste)

• También se afecta a otras zonas; incremento de ciclones tropicales en el Atlántico.

III. La Niña

Temperatura en superficie del Pacífico Sur. Se observa una anomalía térmica en a situación de “El Niño” con un calentamiento en la zona superficial del Pacífico oriental (costas de Perú, Euador, norte de Chile), y una exageración de las condiciones térmicas normales en “La Niña”

LAS AGUAS CONTINENTALES. DINÁMICA DE AGUAS CONTINENTALES

COMPAGINAR DIAPOSITIVAS CON ESTUDIO DE PÁGS 152 – 153 LIBRO

Aguas continentales

• Ríos

• Glaciares

• Lagos

• Cuencas hidrográficas

ESTUDIAR POR EL LIBRO LOS SIGUIENTES CONCEPTOS; cuenca hidrográfica, caudal, avenida, barranco, nivel freático, acuífero (libre, cautivo), zona de aireación, zona de saturación

PÁGS. 152-153

GLACIARES

• Clases de glaciares

– En las zonas de latitudes extremas, el hielo forma glaciares de casquete, enormes acumulaciones de hielo que cubren regiones enteras, como en Groenlandia o la Antártida.

– En las zonas altas de las montañas se forman los glaciares de montaña. Entre ellos los principales son los de valle (alpinos). Ver página 152 libro.

AGUAS CONTINENTALES SUPERFICIALES

• Aguas salvajes: circulan sin cauce fijo.

• Aguas de arroyada: circulan por pequeños canales. Su acción geológica depende de las características del terreno (resistencia a la erosión de los materiales que lo forman), y de la presencia/ausencia de vegetación. En terrenos poco consistentes y con escasa vegetación, se originan formas de relieve características: barrancos, bad lands, chimeneas de hadas,…

• Torrentes: cauces cortos que llevan agua de manera esporádica y estacional. Un torrente consta de tres zonas diferenciadas: cuenca de recepción (recoge las aguas de lluvia que descienden por las laderas próximas), canal de desagüe (cauce por donde discurre el agua) y cono de deyección (parte final, donde se acumulan los sedimentos arrastrados por el agua)


• Torrentes


• Ríos. Cauces con caudal permanente.

• Los ríos nacen:

– Tras la reunión de varios arroyos que bajan de las laderas de las montanas mas próximas

– En manantiales en los que surgen a la superficie aguas subterráneas,

– En lugares en los que se funden los glaciares.

• A partir de su nacimiento siguen la pendiente del terreno hasta llegar al mar.

• Ríos. Conceptos relacionados:

– Red hidrográfica: río principal y sus afluentes.

– Cuenca hidrográfica: área drenada por una red hidrográfica

– La línea divisoria constituye la frontera entre una cuenca hidrográfica y otra.

– Tipo de régimen: pluvial (lluvias), nival (nieve) y mixto (nieve y lluvia)

– Perfil longitudinal de un río: Es la representación gráfica de la relación entre las diferentes altitudes del curso de un río desde su nacimiento hasta su desembocadura y de la distancia recorrida.

• El caudal es la cantidad de agua que lleva un río o torrente y puede variar de forma estacional o temporal, aumentando por el deshielo o el incremento de precipitaciones provocando crecidas y disminuyendo en las épocas de estiaje.

• La variación del caudal con el tiempo se representa mediante una gráfica denominada hidrograma. Estas gráficas se elaboran en función de las variaciones del caudal a lo largo del año, utilizándose entonces para apreciar las épocas de crecida o de estiaje, o de unos días, en cuyo caso se utiliza para predecir las avenidas. (YA VISTO, EN EL BLOQUE ANTERIOR – INUNDACIONES)

AGUAS SUBTERRÁNEAS

• Un acuífero es formación geológica capaz de almacenar agua bajo la superficie terrestre. Para que esto ocurra debe de tener ciertas características. La fundamental es que la capa inferior sea impermeable

• La altura que alcanza el agua subterránea se llama nivel freático; límite entre la zona de saturación (los poros de la roca están saturados de agua) y la zona de aireación (poros no saturados de agua); el nivel freático asciende con las entradas de agua y desciende con las salidas

AGUAS SUBTERRÁNEAS

• La cantidad de agua que se infiltra depende:

– Del tipo de precipitaciones: mucha cantidad de agua caída en muy poco tiempo se infiltra peor que la misma cantidad de agua distribuida a lo largo de un periodo de tiempo mayor.

– Del tipo de suelo o de roca: cuanto mas permeable mayor infiltración.

– De la vegetación; a mas vegetación, mas infiltración y menos escorrentía.

• Para que el agua pueda penetrar en las rocas y circular por ellas se necesita que estas sean porosas o están fisuradas (porosidad es el tanto por ciento de poros dentro del volumen total de roca) y que sus poros están conectados (porosidad eficaz).

AGUAS SUBTERRÁNEAS. Tipos de acuíferos

AGUAS SUBTERRÁNEAS. Tipos de acuíferos

• (1) Acuífero confinado o cautivo: Es aquel que se encuentra entre dos capas impermeables (en la imagen arcillas) y su agua está a mayor presión que la atmosférica. Sólo pueden recibir agua en las áreas de recarga que son zonas en que la capa permeable aflora en la superficie.

• (2) Acuífero semiconfinado: Es aquel en el que la capa confinante superior es semipermeable. En este tipo de acuíferos el agua está a mayor presión que la atmosférica. En la imagen los materiales semipermeables son las areniscas.

• (3) Acuífero libre: es aquel en el que cuando el terreno que lo separa de la atmósfera es permeable (en la imagen son calizas que debido a su proceso de karstificación suelen ser porosas). El agua rellena los poros o fisuras por gravedad y por tanto el agua en la superficie freática o piezométrica se halla a presión atmosférica y puede recargar agua por cualquier parte.

• (6) Acuífero colgado: se origina cuando por encima del nivel freático general de una zona, se encuentran lentejones aislados de materiales impermeables, que recogen localmente las aguas de infiltración formándose un nivel freático colgado.

AGUAS SUBTERRÁNEAS. Diferencia nivel freático / nivel piezométrico

(4) Nivel piezométrico del acuífero semiconfinado (2) (en rojo). Si perforamos un pozo, el agua de acuífero 2 subirá por su propia presión hasta la altura de 4.

(5) Nivel piezométrico o freático del acuífero libre (3) (en azul). En un acuífero libre el nivel piezométrico también se denomina freático y viene marcado por la altura del agua a presión atmosférica.

HUMEDALES • Se conoce bajo el nombre genérico de HUMEDALES a los

terrenos húmedos, que van desde los que se encuentran permanentemente inundados hasta los que se saturan de agua periódicamente.

• Tradicionalmente se han considerado zonas sin valor económico e insalubres por la proliferación de mosquitos transmisores de enfermedades, como la malaria, y han llegado a ser desecadas artificialmente en muchos sitios.

• En la actualidad, estas áreas se protegen como reserva de la biodiversidad: por su valor para la supervivencia de especies en peligro de extinción, por ser zonas de invernada o reposadero de aves, por proporcionar un microclima a la región y por constituir ecosistemas muy productivos.

• Además, regulan las escorrentías y evitan grandes crecidas en los ríos e inundaciones.

• Las marismas, los marjales, las charcas, las zonas pantanosas, las turberas o los manglares, entre otros, son considerados humedales.

LAGOS

• Acumulaciones permanentes de agua en un terreno deprimido

• Se alimentan de las lluvias y generalmente de ríos que les aportan aguas; también pueden recibir aportes de aguas subterráneas. Otros son de origen glaciar.

CARACTERISTICAS:

• Son ecosistemas cerrados

• Presentan variaciones térmicas verticales.

LAGOS

Se distinguen tres zonas:

a) Zona litoral

- Poca profundidad

- Existen plantas y se produce más biomasa

b) Zona limnética

- Zona de aguas abiertas; con fitoplancton

- Hasta donde llega la luz solar (aproximadamente 30 m)

c) Zona profunda

- No hay luz solar ni fotosíntesis.

- Solo existen bacterias y hongos que descomponen la materia orgánica que cae al fondo.

- La temperatura permanece constante en torno a los 4oC

Ver página 268 del libro

• ESTRATIFICACION DE LAS AGUAS DE UN LAGO:

Según los periodos anuales de mezcla podemos clasificar los lagos:

Amícticos: nunca se produce la mezcla, porque están permanentemente cubiertos de hielo (estratificación inversa).

Monomícticos: tienen un periodo de mezcla al año. Se da en zonas subtropicales y en zonas muy frías.

- lagos de latitudes altas, lagos de montana: superficie helada en invierno (se estratifica) y mezcla en verano

- lagos de zonas subtropicales: mezcla en invierno (se estratifica en verano)

Polimícticos: Varias mezclas por año. Los periodos de mezcla se suceden a lo largo del año, y no se alcanza nunca una estratificación completa del mismo, ni en verano, ni en invierno. En general es el caso de un lago somero, poco profundo, en el que el viento produce la mezcla de las aguas cada vez que aparece. Los lagos polimicticos se distribuyen por las latitudes templadas y cálidas del planeta, en las cuales no existe helada invernal.

Lagos templados dimícticos: tienen dos periodos de mezcla al año (primavera y otoño). Se da en latitudes medias.(ver página 268 del libro)

• ESTRATIFICACION DE LAS AGUAS DE UN LAGO

Lagos templados dimícticos: tienen dos periodos de mezcla al año (primavera y otoño). Se da en latitudes medias.

Ver página 268 del libro

capas fluidas de la tierra - bachillerato – … · o humedad absoluta o humedad relativa . 2....

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