709
edits
Difference between revisions of "Tema 1. Estructura general de l'atmosfera i sistemes meteorològics"
From Potatopedia
Tema 1. Estructura general de l'atmosfera i sistemes meteorològics (view source)
Revision as of 14:49, 17 February 2020
, 14:49, 17 February 2020Partial save
m (Millorada presentació d'imatges) |
(Partial save) |
||
| Line 157: | Line 157: | ||
# Atmosfera primitiva (prebiòtica N<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O, CH<sub>4</sub>) | # Atmosfera primitiva (prebiòtica N<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O, CH<sub>4</sub>) | ||
# Atmosfera actual (N<sub>2</sub>, O<sub>2</sub>, vapor H<sub>2</sub>O) | # Atmosfera actual (N<sub>2</sub>, O<sub>2</sub>, vapor H<sub>2</sub>O) | ||
''Data: 17 febrer 2020'' | |||
== Variació vertical de l'atmosfera segons a composició == | |||
[[File:Msis_atmospheric_composition_by_height.svg|thumb]] | |||
* Homosfera: els gasos permanents i els que tenen temps de residència alts es distribueixen homogèniament degut a la barreja turbulenta. Hi ha turbulències. | |||
** Constituents majors: N_2, O_2, Ar | |||
* Turbopausa/homopausa: entre els 80/100 km d'altitud | |||
* Heterosfera: estratificació d'acord amb el pes molecular. El flux de l'aire és quasi laminar. | |||
** Constituents majors: H, He, O, N_2, O_2 | |||
* Ionosfera: predominen ions (àtoms que tenen electrons lliures) | |||
* Exosfera | |||
'''Escapament dels gasos més lleugers''': | |||
<math>v_e = \sqrt{2 g a} \approx 11 \text{ km s}^{-1}; \quad E_{e, m} = \frac{3}{2} k T; \quad \sqrt{\frac{3kT}{m}}</math> (on a és la distància al centre de masses de la Terra) | |||
=== Composició de l'atmosfera === | |||
==== Gasos permanents ==== | |||
{{Under construction|1=Avm99963}} | |||
<pre>Gas | (Símbol) | (M (g mol^{-1})) | C_v (concentració en volum) | T_R (temps de residència) | |||
Nitrogen | 78.08% | 1.6e7 anys | |||
Oxigen | 20.95% | 1e3-1e4 anys | |||
Argó | 0.93% permanent | |||
Neó | 18 ppmv (parts per milió de volum) | permanent | |||
Heli | 5 ppmv | 1e6 anys | |||
Kripton | 1 ppmv | permanent | |||
Hidrogen | 0.5 ppmv | 2 anys</pre> | |||
==== Gasos variables/traça ==== | |||
<pre>Diòxid de carboni | 440 ppmv | 3-4 anys | |||
Ozó | 0-10 ppmv | 100 dies | |||
Metà | 1.72 ppmv | 9 anys | |||
Òxid nitròs | 0.31 ppmv | 5-200 anys | |||
Monòxid de carboni | 70 ppbv | 60 dies | |||
Òxids de N | <0.1 ppmv | 0.5 - 2 dies | |||
Clorofluorocarbonis | 0.2-0.3 ppbv | 80 anys | |||
Aerosols | 1-10 ppbv | -</pre> | |||
Tot l'anterior seria l'aire sec. | |||
El darrer component seria el vapor d'aigua, de massa molecular 18,02 g mol^{-1}, <math>C_v \in [0, 4%]</math> i <math>T_R = 10 \text{ dies}</math>. | |||
==== Concentració en volum ==== | |||
Si tenim una barreja de gasos i definim: | |||
* <math>m_i = \text{ massa del component } i</math> | |||
* <math>n_i = \text{ \# molècules del component } i</math> | |||
* <math>M_i = \text{ massa molecular del component } i</math> | |||
* <math>\frac{m_i}{\sum m_i} = \frac{n \cdot M_i}{\sum n_i M_i}</math> | |||
==== El vapor d'aigua ==== | |||
* <math>[H_2O> := \text{humitat específica} = \frac{\text{massa vapor d'aigua}}{\text{massa aire sec}} \, [\text{g / kg}^{-1}]</math> | |||
* El vapor d'aigua és el més important dels gasos traça. Presenta una distribució irregular (temps, latitud i altitud). Varia principalment degut a l'efecte de la temperatura. | |||
* La humitat específica varia segons la latitud, però convergeixen cap a 0 a altituds suficientment altes degut a que s'està més lluny de la font. | |||
==== Diòxid de carboni (CO_2) ==== | |||
* Observatori de Mauna Loa: molt alt, poc afectat per les condicions locals. | |||
* Hi ha un cicle anual degut a les estacions de la quantitat de CO_2. | |||
** A l'hemisferi nord, el màxim és a la primavera i el mínim a la tardor. | |||
** És degut a que la distribució de vegetació és asimètrica (n'hi ha més a l'hemisferi nord que al sud). Com les reaccions de fotosíntesi "depenen de l'estació", llavors aquesta asimetria provoca aquests cicles. | |||
* S'estudien les quantitats de diòxid de carboni en el passat molt llunyà estudiant les bombolles d'aire que queden al gel de l'Antàrtida, per exemple. | |||
==== Metà ==== | |||
* El metà a l'atmosfera presenta una distribució geogràfica irregular segons la localització de les fonts d'emissió. | |||
@TODO: Insertar mapa distribució metà al món | |||
==== Ozó ==== | |||
[[File:Ozone_altitude_UV_graph.svg|thumb]] | |||
* Teoria de Chapman (la comunment acceptada per explicar la distribució vertical de l'ozó): | |||
** <math>O_2 + h\nu \rightarrow O + O \quad (\lambda < 242 \text{ nm})</math> | |||
** <math>O_2 + O + M \rightarrow O_3 + M'</math> | |||
** <math>O_3 + h\nu \rightarrow O_2 + O \quad (\lambda < 366 \text{ nm})</math> | |||
** <math>O + O \rightarrow O_2</math> | |||
** Diferents longituds d'ones penetren diferentment a diferents altituds, per això hi ha uns màxims a certes altituds. | |||
[[Category:Meteorologia i Climatologia]] | [[Category:Meteorologia i Climatologia]] | ||
