1.1.Composición y estructura de la atmósfera.
La atmósfera es la capa fina gaseosa que envuelve a la Tierra, que se aferra a ella por la fuerza de la gravedad y que cumple con una función fundamental “la preservación de la vida en la Tierra”. Tiene un espesor estimado de unos 10000km y el 97% de la masa total se concentra en los primeros 30 km.
1.1.Los gases atmosféricos.
Los gases mayoritarios: nitrógeno (N2, gas inerte, 75,51%), oxigeno (O2, gas muy activo que reacciona fácilmente con otros elementos), argón (Ar, gas noble, inerte, que procede de la descomposición del K40 en el manto y en la corteza y sale a la atmósfera a través de los volcanes), vapor de agua (depende de la temperatura del aire) y CO2 (340ppm).
A parte de los gases, en la atmosfera existen partículas en suspensión (sólidos y aerosoles), pueden ser:
·Partículas de polvo.
·Partículas salinas.
·Humos y cenizas procedentes de erupciones volcánicas y combustiones naturales y antrópicas.
·Microrganismos, polen y esporas
Agua en estado líquido o sólido.
1.1.Estructura de la atmósfera.
a.Según la composición química.
·Homosfera. Hasta los 60-80 km la atmósfera tiene una composición fija formada por una mezcla heterogénea de gases (N2 y O2) llamada aire, cuya proporción se mantiene constante hasta la homopausa.
·Heterosfera. Por encima de la homopausa. Los gases se estratifican formando capas según su peso molecular. Diferenciamos cuatro capas:
»Moléculas de N2.
»Oxígeno atómico.
»Capa de helio (He).
»Hidrógeno atómico (H).
Según las características físicas.
En función de su temperatura la atmosfera se puede dividir en cuatro capas:
La troposfera se sitúa entre los 10 km en los polos y los 18 km en el ecuador. Su límite superior se denomina tropopausa. Esta capa está en contacto con la superficie terrestre. Su temperatura media se sitúa entre los 16oC en la superficie y los -60oC conforme nos acercamos a la tropopausa. Se caracteriza por la gran movilidad de los gases que la componen. En ella tienen lugar la mayoría de los fenómenos meteorológicos.
Estratosfera. Se extiende hasta los 50 km de altitud. A partir de la tropopausa la temperatura asciende hasta los 10-20ºC. no presenta movimientos en los gases que la componen. Los gases se disponen en capas o estratos de gases, como la capa de ozono (O3) ·que absorbe las radiaciones UV e infrarrojas del Sol, protegiendo a los seres vivos y aumentando la temperatura en esta capa. El final de la estratosfera es la estratopausa.·Mesosfera. Entre los 50 y los 80km de altitud. La temperatura en ella desciende progresivamente hasta alcanzar unos -85ºC en la mesopausa.
·Termosfera o ionosfera. Recibe este nombre por las altas temperaturas que alcanza (>1000ºC). estas temperaturas se deben a que sus gases se encuentran ionizados debido a que absorben las radiaciones γ y X del Sol que son de alta energía. La baja densidad hace que haya poca energía almacenada. En esta capa se desintegran la mayoría de los meteoritos que llegan a nuestro planeta formando las estrellas fugaces. Finaliza en la termopausa.
·Exosfera. A partir de 600km. Solo contiene un 1% de la masa atmosférica. Sus gases están en forma atómica y terminan igualando su densidad a la del espacio exterior.
1.1.La atmósfera y el origen de la energía externa.
El Sol desprende energía que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética, constituida, entre otros, por rayos X, rayos gamma, rayos UV, rayos visibles, radiación infrarroja y rayos caloríficos. La radiación solar abarca todo el espectro electromagnético, aunque la mayor parte de su energía se concentra en la parte visible del espectro.
La atmósfera retiene y regula la cantidad de radiación que recibe la superficie de la Tierra. De todas las radiaciones que llegan solo pueden atravesar la atmósfera las de onda muy larga, las visibles y en parte las infrarrojas, siendo las demás absorbidas selectivamente en los diferentes niveles de la atmósfera.
Además, no toda la radiación solar es absorbida por la Tierra, ya que un 30 % se refleja (albedo). Las nubes, el polvo atmosférico, las moléculas de los gases, el hielo y la nieve, o incluso el mismo suelo desprovisto de vegetación, refleja la luz solar.
En la ionosfera se absorben las radiaciones de onda corta y de alta energía, y en la ozonosfera gran parte de la radiación UV, la de mayor energía y de efectos letales para la vida. Las ondas del espectro visible atraviesan toda la atmósfera. Las radiaciones IR y de menos energía son absorbidas por el CO2 y el H2O atmosféricos y producen un aumento de la temperatura.
Esta acción protectora permite que se mantengan en el planeta unas temperaturas suaves y las condiciones adecuadas para el desarrollo de la vida en la Tierra.
1.2.Efecto protector de la ozonosfera y de la ionosfera.
La atmósfera absorbe parte de la radiación solar de forma selectiva. Esto es de suma importancia para los seres vivos ya que algunas radiaciones (menos longitud de onda y mayor energía) producen efectos nocivos (mutaciones, cánceres de piel). Las capas altas de la atmósfera hacen de filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones perjudiciales:
·Ionosfera. Las radiaciones electromagnéticas de onda corta (rayos X y rayos gamma) son absorbidas por el hidrógeno y el nitrógeno (y el oxígeno ¿?) presentes en ella, rompiendo sus enlaces y formando iones (se aumenta la temperatura). Si dichas radiaciones llegaran a la superficie de la Tierra actuarían como “cuchillos” rompiendo moléculas. Las capas ionizadas poseen, además, la facultad de reflejar ondas de radio procedentes del Sol y de la Tierra.
·Ozonosfera. La mayor parte del ozono atmosférico se encuentra en la estratosfera entre los 10 y 40 km de altitud (abunda a los 25km) formando la capa de ozono. El ozono es un molécula triatómica (O3) gaseosa y de olor picante. El ozono estratosférico se encarga de la absorción de la radiación UV formándose y destruyéndose continuamente, lo que genera un aumento de la temperatura.
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