Tema 1. Estructura general de l'atmosfera i sistemes meteorològics

Data: 10 febrer 2020

• Temps: estat de l'atmosfera en un instant i lloc concrets.
• Clima: descripció estadística del temps durant un període llarg de temps (típicament 30 anys), que ajuda a descriure un lloc o regió. La descripció té en compte tant les mitjanes com els valors extrems.

• Meteorologia: estudi dels meteros (etimològicament, "suspès a l'aire").

• Meteors:
  • Hidrometeors (aquosos): núvols, rosada, gebre, precipitants (neu, pluja, plugim, pedra)
  • Litometeors (partícules sòlides): calitja, tempesta de pols, ...
  • Eòlics (vent): mànega, tornado, ciclons tropicals, ...
  • Electrometeors: llamps, trons, ...
  • Fotometeors: halo, arc de Sant Martí, ...

Data: 11 febrer 2020

Mapa que mostra la classificació de Köppen-Geiger

• Cicle diürn: en absència de massa d'aire.
  • La temperatura més baixa és a la posta del Sol.
• Normal climàtica: valor mitjà d'una variable al llarg de 30 anys. Per exemple:
  • Precipitació anual,
  • precipitació mensual,
  • temperatura màxima mensual, etc.
• Classificació de Köppen-Geiger: dues lletres que classifiquen el clima d'una àrea geogràfica.

Factors que afecten el clima

• Causa principal: l'energia que la Terra rep del Sol, que és l'entrada principal d'energia (la variació de la distància al Sol és petita comparat amb la diferència d'inclinació, que provoca l'efecte cosinus i les estacions).
• Latitud, longitud, continentalitat, corrents oceànics i orografia: condicionen la distribució dels climes del món.
• Altres factors que influeixen en les mitjanes mensuals:
  • Contrast terra-mar
  • Corrents oceànics
  • Altitud
  • Continentalitat (aïllament del mar)

• Amplitud tèrmica: [math]\displaystyle{ max(T) - min(T) }[/math] durant tot l'any.
• Distribució asimètrica de la Terra:
  • Hemisferi nord: ≈ 65% terra
  • Hemisferi sud: ≈ 25% terra

• Corrents oceànics: moviments horitzontals de l'aigua a la superfície
  • Degut a l'efecte del vent.
  • Hi ha corrents calents i freds que transporten el calor.
    • Per tant existeixen diferències de clima a les ciutats costeres (ex: New York/Europa)
  • Corrent termohalina (circulació termohalina): circulació de l'aigua global a profunditat de l'aigua.
    • Causades per les diferències de densitat i salinitat.

• Altitud/orografia:
  • Varia la radiació solar rebuda
  • També afecta l'efecte cosinus
  • Amb una muntanya es generen pluges per l'obstacle

Al final afecta una combinació de tots aquests factors. Per exemple en la precipitació anual mitjana es pot veure clarament que no predomina cap factor.

Característiques generals de l'atmosfera

• L'atmosfera és una capa gaseosa que està unida a un cos celest degut a la gravetat.
• L'atmosfera terrestre té aproximadament 100 km de gruix.
• És important perquè:
  • Efecte hivernacle natural
  • Masses d'aigua i cicle hidrològic
  • Protecció de la radiació UV
  • Respiració de la fotosíntesi
  • Imprescindible per a la vida

Data: 12 febrer 2020

Estructura de l'atmosfera

Factors implicats en l'estructura de l'atmosfera:

• Gravetat
• Compresibilitat de l'aire (si no fos compresible seria molt diferent)
• Intercanvis d'energia amb l'ambient i la superfície:
  • L'ambient: conjunt de l'atmosfera
  • Superfície: la superfície terrestre (ja sigui terra o mar)
• Canvis de fase (vapor d'aigua)
  • Al canvi de fase hi ha un bescanvi d'energia (calor latent)
• Rotació terrestre
• Nombroses interaccions entre aquests processos

Gravetat

• Reté els gasos a l'atmosfera.
• Condiciona la geometria de l'atmosfera (concentració, variació vertical).
• Fa que predomini el moviment horitzontal.
  • Pel potencial gravitatori. Si anés cap a dalt o cap abaix hauria d'haver un bescanvi d'energia degut al treball realitzat.

Compresibilitat

• L'aire està més comprimit a elevacions baixes i menys comprimit a elevacions altes.

Intercanvi d'energia

• Conducció: transferència de calor per contacte de molècules/cosos, sense desplaçament.
  • L'aire és mal conductor de la calor.
• Convecció: transferència de calor per moviment d'aire (bombolles d'aire).
• Radiació: Emissió d'energia EM d'un cos pel fet d'estar a [math]\displaystyle{ T \gt 0 \text{ K} }[/math] (cos negre).
  • L'atmosfera és pràcticament transparent per la radiació que ve del sol. Incideix sobre la superfície i l'escalfa (l'atmosfera no s'escalfa!).

Canvis de fase

Variació de la pressió amb l'altitud

• Si diem "altes i baixes pressions", correspon a la diferència respecte a la pressió corresponent per l'altura.

Variació de la temperatura amb l'altitud

• Troposfera: a mesura que ens allunyem de la superfície, el calor de la superfície no arriba a transmetre's fins allà tant, i doncs la temperatura disminueix fins a la tropopausa. És la capa on hi ha més moviments verticals.
• Estratosfera: tenim una zona isoterma. Després comença a augmentar fins a la estratopausa, degut a l'ozó.
• Mesosfera: a partir d'aquí la densitat de l'aire és molt baixa, i per tant la variable de temperatura no representa el mateix que a les altres zones on hi ha una densitat més elevada.