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Atmsfera terrestre

La caracterstica composicin del aire permite que las longitudes de onda azules sean ms visibles que las deotros colores, lo cual da un color azulado a la atmsfera terrestre desde el espacio. En el trasfondo se puedeapreciar la lunaligeramente distorsionada por el aire.

La atmsfera terrestrees la parte gaseosade la Tierra,siendo por esto la capa ms externa y menos densadel planeta. Est constituida por varios gases que varan en cantidad segn la presin a diversas alturas. Estamezcla de gases que forma la atmsfera recibe gen!ricamente el nombre de aire. El "#$ de masa atmosf!ricase encuentra en los primeros %% &mde altura, desde la superficie del mar. Los principales elementos que lacomponen son eloxgeno'(%$) y el nitrgeno '"*$).

La atmsfera y la +idrosferaconstituyen el sistemade capas fluidassuperficiales del planeta, cuyosmovimientosdinmicos estn estrec+amente relacionados. Las corrientes de aire reducen drsticamente lasdiferencias de temperaturaentre elda y lanoc+e, distribuyendo el calor por toda la superficie del planeta. Estesistema cerrado evita que las noc+es sean g!lidas o que los das sean extremadamente calientes.

La atmsfera protege la vida sobre laTierraabsorbiendo gran parte de la radiacin solarultravioletaen lacapade ozono. dems, acta como escudo protector contra los meteoritos,los cuales se trituran en polvo a causa

de la friccinque sufren al +acer contacto con los gases.

-urante millones de aos, la vida+a transformado una y otra vez la composicin de la atmsfera. /or e0emplo1su considerable cantidad de oxgeno libre es posible gracias a las formas de vida 2como son lasplantas2 queconvierten el dixido de carbonoen oxgeno, el cual es respirable 2a su vez2 por las dems formas de vida, talescomo losseres +umanosy los animalesen general.

Composicin

En la atmsfera terrestre se pueden distinguir dos regiones con distinta composicin, la +omosferay la+eterosfera.

Homosfera

La+omosferaocupa los %33 &minferiores y tiene una composicin constante y uniforme.

oxgeno '(3,456$)

nitrgeno '"*,3*5$)

argn '3,475$)

dixido de carbono '3,356$)

vapor de agua'aprox. %$)

nen'%*,( ppm)

+elio'#,(5 ppm)

&riptn'%,%5 ppm)

+idrgeno'3,# ppm)

ozono'%%,6 ppm)

Heterosfera

La+eterosferase extiende desde los %33 &m +asta el lmite superior de la atmsfera 'unos %3.333 &m)1 estestratificada, es decir, formada por diversas capas con composicin diferente.

%332533 &m 2 capa de nitrgeno molecular

5332%.%33 &m 2 capa de oxgeno atmico

%.%3327.#33 &m 2 capa de +elio

7.#332%3.333 &m 2 capa de +idrgeno

Variacin de la presin con la altura

La variacin con la altura de la presin atmosf!rica con el conocimiento que se tiene del magnetismo o de ladensidad atmosf!rica es lo que se conoce como Ley baromtrica.

La diferencia de presin entre dos capas separadas por un 8hes9

pues se supone la densidad constante.

La ley de la densidadsuponiendo el aire como un gas ideal

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aplicada a la superficie de la Tierra resulta una densidad del aire .

/retendemos subir una montaa no excesivamente alta 'para que la densidad sea constante) yqueremos saber como disminuir la presin a medida que ascendemos

:omo la densidad del mercurio es9 es %%.%33 veces mayor que la densidad delaire resulta que la presin disminuye % mm de ;g cuando nos elevamos %%%33 mm es decir %%,% m.+ora bien como 5 +/a son 7 mm de ;g la presin disminuye 5 +/a cada 77,7 m es decir % +/a cada *m de ascenso.

En una atmsfera isoterma la presin vara con la altura siguiendo la ley9

donde < es la masa molecular, g la aceleracin de la gravedad,+2+3es la diferencia de alturas entre los nivelescon presiones / y /3y T es la temperatura absolutamedia entre los dos niveles, y = la constante de los gasesperfectos. El +ec+o de que la temperatura vare s limita la validez de la frmula. /or el contrario, la variacin dela aceleracin de la gravedad es tan suave que no afecta.

Escala de altura

La escala de alturaes la altura a la que +ay que elevarse en una atmsferapara que la presin atmosf!rica

disminuya en un factor e>(,"%*%*(. Es decir la disminucin de presin es

/ara calcularla basta con poner en la Ley barom!trica resulta9

/ara la atmsferade la Tierra la escala de alturas ; es de *,5( &m.

En funcin de la escala de alturas ; la presin puede expresarse9

y anlogamente para la densidad9

Capas de la atmsfera terrestre y la temperatura

:apas de la atmsfera y las zonas intermedias entre las mismas.

:apas de la tmsfera.

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La temperatura de la atmsfera terrestre vara con la altitud. La relacin entre la altitud y la temperatura esdistinta dependiendo de la capa atmosf!rica considerada9 troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera.

Las divisiones entre una capa y otra se denominan respectivamente tropopausa,estratopausa, mesopausaytermopausa.

Troposfera

?us principales caractersticas son9

?u espesor alcanza desde la superficie terrestre 'tanto terrestre como acutica o marina) +asta una

altitud variable entre los 6 &m en las zonas polares y los %* o (3 &m en la zona intertropical, por lasrazones indicadas ms adelante.

?u temperatura disminuye con la altitud. La troposfera es la capa inferior 'ms prxima a la superficie

terrestre) de la atmsfera de la Tierra. medida que se sube, disminuye la temperatura en latroposfera, salvo algunos casos de inversin t!rmicaque siempre se deben a causas local oregionalmente determinadas.

La latitud del lugar determina el mayor o menor espesor de la troposfera, siendo muc+o mayor en la

zona intertropicalpor la fuerza centrfuga del movimiento de rotacin terrestre y muc+o menor en laszonas polares por la misma razn 'ac+atamiento polar).

En la troposfera suceden los fenmenos que componen lo que llamamos tiempo meteorolgico.

La capa inferior de la troposfera se denomina la capa geogrfica, que es donde se producen la mayor

proporcin de fenmenos geogrficos, tanto en el campo de la geografa fsicacomo en el campo de lageografa +umana.

Estratosfera

?u nombre obedece a que est dispuesta en capas ms o menos +orizontales 'o estratos) 4@%* 2 #3 &m, latemperatura permanece constante para despu!s aumentar con la altitud. La estratosfera es la segunda capa dela atmsfera de la Tierra. medida que se sube, la temperatura en la estratosfera aumenta. Este aumento de latemperatura se debe a que los rayos ultravioleta transforman al oxgeno en ozono, proceso que involucra calor9al ionizarse el aire, se convierte en un buen conductor de la electricidad y, por ende, del calor. Es por ello que a

cierta altura existe una relativa abundancia de ozono 'ozonosfera) lo que implica tambi!n que la temperatura seeleve a unos *3A : o ms. ?in embargo, esa temperatura no tiene prcticamente ningn significado, ya que setrata de una atmsfera muy enrarecida, muy tenue.

Ozonosfera

?e denomina capa de ozono, u ozonosfera, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene unaconcentracin relativamente alta de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los %# &m a los 53&m de altitud, rene el 43$ del ozono presente en la atmsfera y absorbe del 4"$ al 44$ de la radiacinultravioleta de alta frecuencia.

Mesosfera

Es la tercera capa de la atmsfera de la Tierra. Es la zona ms fra de la atmsfera.

Ionosfera

Latermosfera oionosfera9 64@43 2 633@*33 &m, la temperatura aumenta con la altitud. La termosfera es la cuartacapa de la atmsfera de la Tierra. ?e encuentra arriba de la mesosfera. esta altura, el aire es muy tenue y latemperatura cambia con la actividad solar. ?i el sol est activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegara %.#33A : e incluso ms altas. La termosfera de la Tierra tambi!n incluye la regin llamada ionosfera. En ellase encuentra el 3.%$ de los gases.

Exosfera

La ltima capa de la atmsfera de la Tierra es la exosfera '633@*33 2 (.333@%3.333 &m). Esta es el rea dondelos tomos se escapan +acia el espacio.

Regiones atmosfricas

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Bzonosfera o tropopausa9 regin de la atmsfera donde se concentra la mayor parte del ozono y en

donde se encuentra la capa de ozono. Esta situada entre la troposfera y laestratosfera,entre los %# y7( &m, aproximadamente. Esta capa nos protege de la radiacin ultravioletadel ?ol.

Conosfera9reginionizadapor el bombardeo producido por la radiacin solar. ?e corresponde

aproximadamente con toda la termosfera.

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Efecto in'ernadero

Gracias a la atmsfera la Tierra no tiene grandes contrastes t!rmicos1 debido al efecto invernaderonatural, queest producido por todos los componentes gaseosos del aire, que absorben gran parte de la radiacin infrarro0are2emitida por la superficie terrestre1 este calor queda retenido en la atmsfera en vez de perderse en el espaciogracias a dos caractersticas fsicas del aire9 su compresibilidad, que comprime el aire en contacto con lasuperficie terrestre por el propio peso de la atmsfera lo que, a su vez, determina la mayor absorcin de calordel aire sometido a mayor presin y la diatermancia, que significa que la atmsfera de0a pasar a la radiacinsolar casi sin calentarse 'la absorcin directa de calor procedente de los rayos solares es muy escasa),mientras que absorbe gran cantidad del calor oscuro ' () reenviado por la superficie terrestre y, sobre todo,acutica de nuestro planeta. Este efecto invernadero tiene un papel clave en las suaves temperaturas mediasdel planeta. s, teniendo en cuenta laconstante solar 'caloras que llegan a la superficie de la Tierra porcentmetro cuadrado y por minuto), la temperatura media del planeta sera de 2(" A:, incompatible con la vidatal y como la conocemos1 en cambio, su valor real es de unos %# A: debido precisamente al efectoinvernadero.%

E'olucin

La composicin de la atmsfera terrestre no permanece estacionaria, sino que vara con el paso del tiempo pordiversas causas. dems, los elementos ligeros estn continuamente escapndose de la gravedadterrestre1 de

+ec+o, en la actualidad se fugan unos tres &ilogramosde+idrgenoy #3 gramos de +elio cada segundo, cifrasque en tiempos geolgicos 'millones de aos) resultan decisivas, aunque compensan, al menos en gran parte,la materia recibida del sol en forma de energa.7

?e pueden establecer diferentes etapas evolutivas de la atmsfera segn su composicin9

Origen

?u origen se produce por9

/!rdida de la capa de gases de la nebulosa original ';y ;e).

umento de la masa de la Tierra lo que gener un aumento de la Gravedad.

Enfriamiento de la Tierra. Hormacin de la atmsfera primitiva.

-esgasificacin de la corteza terrestre.

Hormacin de una capa de gases9 atmsfera primitiva. Esta atmsfera, tiene una composicin parecida

a las emisiones volcnicas actuales, donde dominaran elI(,:B(,;:ly ?B(.

lgunos gases y el;(Bde procedencia externa ':ometas).

Etapa pre%itica

ntes de la vida, la atmsfera sufri unos cambios9

:ondensacin delvapor de agua9formacin de los oc!anosydisolucinde gases en ellos ':B(, ;:l y

?B(). /rincipal gas de la atmsfera9 Iitrgeno 'I().

Io +aba oxgeno 'B().

Etapa micro%iolgica

Etapa con la aparicin de las primerasbacteriasanaerbicas 'que usan ; y ;(?) y fotosint!ticas 'Jacterias delazufre y cianobacterias)9

:omienza la produccin de B(del oc!ano.

El B(producido se utiliza para oxidarlas sustancias reducidas del oc!ano. /rueba de ello son la

deposicin de las formaciones de +ierro en bandas9

HeK7K B( He(B7 Fna vez oxidado las sustancias, empieza la produccin de B(para la atmsfera.

El B(liberado se gasta para oxidar sustancias reducidas de la corteza terrestre. /rueba de ello son la

formacin de capas rojasde origen continental.

Etapa %iolgica

Etapa con la aparicin de organismoseucariotascon fotosntesis ms eficiente9

umento del B(en la atmsfera +asta la concentracin actual '(%$).

Hormacin de la capa deB7'proteccin de la radiacin ultravioletadel ?ol), permitiendo la colonizacin

de las tierras emergidas.

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