La característica de la atmósfera

*La atmósfera (composición).

La vida depende de las características concretas de nuestra atmósfera, de su composición, su temperatura y su capacidad de protegerla de sus radiaciones que la perjudican.

Por otra parte, la atmósfera tiene un importante papel en el calentamiento de la tierra. La atmósfera es como la manta de la tierra; si no hubiera atmósfera, la temperatura del planeta seria de 22 º C bajo cero. En este sentido debemos recordar que la atmósfera no se comporta como un receptor pasivo de las sustancias contaminantes sino que las distribuye, las dispersa o las concentra según una serie de factores como son el viento, la lluvia, las inversiones o la turbulencia.

Por lo que respecta a las especies vivientes, lo que más nos interesa de la atmósfera es justamente la franja que está en contacto con la corteza terrestre, aquella que se solapa parcialmente con la biosfera. Pero se ha de tener en cuenta que esta franja en contacto con la tierra no es independiente de las capas superiores, alguna de las cuales tienen una importancia fundamental en el desarrollo de la vida.

La meteorología es la ciencia del estudio de la atmósfera, de su comportamiento en el tiempo y de los fenómenos atmosféricos.

La predicción del tiempo atmosférico es sólo una rama de la meteorología. La meteorología general estudia también la estructura y composición de la atmósfera, la transferencia de calor, las ondas acústicas la formación de nubes, la electricidad atmosférica y la contaminación atmosférica.

El aire que respiramos está compuesto básicamente por dos elementos: el nitrógeno y el oxígeno en una proporción muy aproximada de 4 a 1. En concreto, el nitrógeno ocupa el 78,084% del volumen del aire mientras que el oxígeno ocupa el 20,946%. También están presentes otros componentes en proporciones menores.

El nitrógeno es una sustancia inerte que no reacciona con facilidad. De hecho, el nitrógeno reduce los efectos del oxígeno, un elemento muy activo.

El oxígeno, en cambio, es muy reactivo y es, por ejemplo, el responsable de los procesos de oxidación. Las combustiones, una forma rápida de oxidación, son posibles gracias a la presencia de oxígeno. También la respiración de los seres vivos, animales y plantas es una forma de oxidación y es posible gracias a la contribución de este elemento.

El resto del total, casi un 1 %, está constituida por una serie de gases, el más importante de los cuales, cuantitativamente, es el argón. En proporciones mucho más pequeñas encontramos algunos otros gases como el neón, el criptón, y el xenón. También hay pequeñas proporciones de hidrógeno y óxido nitroso. Otros gases se encuentran en cantidades variables.

El vapor del agua puede varias desde un 0 % en zonas desérticas, hasta un 4 %. Se encuentra concentrado en las partes bajas y su proporción disminuye en altura. Es también el responsable de la formación de nubes, interviene en muchos fenómenos meteorológicos y tiene una importancia capital en el intercambio energético entre la atmósfera y la superficie terrestre a causa de sus cambios de estado y de la absorción de ciertas radiaciones. La tierra es el único planeta que tiene una atmósfera donde el agua se puede encontrar en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Su importancia, en cuanto al desarrollo y mantenimiento de la vida en el planeta, es fundamental.

El dióxido de carbono está presente en la atmósfera en una proporción muy pequeña, alrededor de 0,03 % de media. Pero tiene un papel muy importante en el balance de radiación del sistema Sol-Tierra-atmósfera porque colabora en el calentamiento de la tierra en un proceso que se denomina efecto invernadero. Contribuye de una manera decisiva en el mantenimiento de la vida en formar parte del proceso de la fotosíntesis.

Otros componentes variables de la atmósfera son el monóxido de carbono (CO), producto de combustiones incompletas, el metano, el amoníaco, el ozono, el dióxido de nitrógeno. A parte de estos componentes se debe considerar la presencia de elementos originados por la actividad humana o de los seres vivos y también de los procedentes del sol, los océanos, los ríos o los volcanes: partículas, polen, bacterias, polvo, humos, gases diversos, sales, y unos cuantos más, en proporciones mucho más pequeñas.

* Presión atmosférica (demostración y aplicaciones).

Cotidianamente en todo momento encontramos situaciones en que es evidente la existencia de la presión atmosférica.

La presión atmosférica actuando en la superficie del líquido, hace que éste suba por el popote, entonces no absorbes el refresco, como piensan muchas personas sino es la presión atmosférica lo que hace que suba.

Con un solo agujero en la lata, la presión atmosférica dificulta la salida del líquido. Otro orificio en la lata permite la entrada de aire, con la misma presión externa. Como la presión del aire en el exterior y en el interior de la lata es la misma, el líquido sale fácilmente.

Atmósfera: características.

• La atmósfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra.

• Tiene un espesor de aproximadamente 100 km que, frente a los 6.400 km del radio de la Tierra o frente a las inimaginables distancias cósmicas, nos da una idea de lo frágil que es la capa que sustenta la vida. ¡Cuidémosla!

• Contiene gases en continua agitación y movimiento que determinan el clima. El peso de los gases origina la presión

(P = dgases—g—h)

Su elemento más abundante es el nitrógeno (gas muy inerte) seguido del oxidante oxígeno (21%) que nos permite respirar; el ozono nos protege de los rayos ultravioleta. Muchos meteoritos arden totalmente en ella. También contiene partículas sólidas en suspensión.

• Su composición y la proporción de sus gases se mantuvo constante durante milenios.

-Esta proporción se mantiene constante en altura y a lo largo de los años.

Aunque la atmosfera llega hasta los 100 km, por encima de 10 km no hay prácticamente aire (el 75% de los gases de la atmosfera se encuentra en estos 10 primeros km que corresponden a la troposfera).

La concentración del aire varía con la temperatura y por eso el peso del aire sobre un punto de la Tierra no es el mismo todos los días: la presión atmosférica, en un mismo lugar de la Tierra, no tiene un valor constante.

Las diferencias de presiones entre lugares diferentes de la Tierra, originadas por diferente calentamiento, etc. dan lugar a los vientos. Estas diferencias de presión originan desplazamientos verticales y horizontales combinados de los gases atmosféricos que, junto con la orografía y características del suelo, hacen difícil predecir la evolución y los pronósticos climáticos.

Sabemos que la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

En otras palabras, podemos definirla como la presión de aire ejercida sobre la superficie terrestre. La presión atmosférica es la fuerza que la atmósfera hace sobre todo los objetos que se hallan en su interior.

*Aplicaciones de la presión atmosférica

-Bombas de vacío, elevación de agua, sifón, pipetas, etc. Para medir el gas de una bombona de butano se usan instrumentos de vacío como el manómetro.

-Gracias a la presión atmosférica respiramos, para esto ampliamos el volumen de nuestra caja torácica abatiendo el diafragma, de modo que la presión en los pulmones disminuye y la presión atmosférica empuja el aire hacia adentro.

-Disponiendo de una bomba al vacío, se puede sacar gran parte de aire existente en una lata, si esto se hiciera la lata se aplastará debido a la presión atmosférica. Antes de sacar el aire esto no sucedía porque la presión atmosférica estaba actuando tanto en el interior como en el exterior de la lata y estas dos presiones se equilibraban. Al actuar la bomba de vacío, la presión interna se reduce y la presión externa aplasta la lata.

*Barómetros (tipos y su funcionamiento).

Para introducir de forma eficiente a los lectores en los conceptos y los diferentes tipos de barómetros, comenzaremos por brindar una breve definición de los mismos y de su funcionalidad: los barómetros son, en pocas palabras, instrumentos utilizados para medir la presión atmosférica —es decir, el peso ejercido por la atmósfera—. Los primeros tipos de barómetros que se conocen, gracias a las investigaciones arqueológicas llevadas a cabo hace cientos de años, fueron ideados por el matemático y físico italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII y estaban formados por una tubo relleno de una sustancia acuosa, cuya parte superior se encontraba cerrada, mientras la parte inferior estaba abierta y sumergida en un recipiente.

Estos tipos de barómetros siguen utilizándose hoy en día, principalmente, de forma casera. El funcionamiento de este artefacto está dado por el fenómeno en el cual el peso del líquido dentro del tubo compensa el peso ejercido por la atmósfera. La presión atmosférica puede determinarse mediante la observación de la altura de la columna en cuestión: el valor promedio para un día despejado a una altura cercana al nivel del mar es de 760mm.

La importancia de estos artefactos está dada por el hecho de que los mismos son esenciales para realizar predicciones sobre el clima y los estados meteorológicos a corto plazo: se puede determinar que si la presión atmosférica es baja, las probabilidades de precipitaciones son mayores, mientras que las

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