Composición de la ionosfera

Ionograma, mostrando la altura a la que se reflejan ondas según las distintas frecuencias. Los saltos en esta función permiten definir una serie de capas, con características diferentes.

En la ionosfera, los gases atmosféricos son tan tenues que es posible encontrar electrones libres e iones positivos. La ionosfera posee por lo tanto propiedades de un gastenue y de un plasma. La masa total de la ionosfera es inferior a un 0,1 % de la masa de la atmósfera. Las cargas se separan por la acción de las radiaciones de alta energía provenientes del Sol. En las capas tenues de la ionosfera los tiempos de recombinación de los iones son superiores al periodo día noche por lo que la ionosfera retiene gran parte de sus propiedades incluso en las regiones no iluminadas del planeta. Dependiendo del grado de ionización de cada nivel de altura pueden encontrarse picos de ionización en capas denominadas «D,» «E,» «F1,» y «F2». Dado que el grado de ionización es producido directamente por la acción solar una actividad anómala del Sol puede alterar las propiedades de la ionosfera y su capacidad de reflejar las ondas de radio terrestre alterando las comunicaciones en la Tierra. La estructura de la ionosfera viene marcada por el gradiente de la densidad electrónica.

Así tenemos las siguientes capas:

  • 60 km: capa D. Sólo aparece durante el día y es sumamente absorbente para frecuencias por debajo de unos 10 MHz, protegiendo la superficie terrestre de gran parte de la radiación espacial.
  • 80-110 km: capa E o capa de Kennelly-Heaviside (o capa de Heaviside).
  • 180-600 km: capas F o capas de Appleton. Las capas F se elevan por la noche por lo que cambian sus propiedades de reflexión.7
  • 180-300 km: capa F1. Esta capa sufre una fluctuación diaria mayor que la F2, por lo que llega a mezclarse con ésta.
  • 300-600 km: capa F2. Es la capa más alta de la ionosfera.

caracteristicas

La ionosfera es un sistema dinámico, en constante cambio, gobernado por múltiples parámetros, de los cuales tienen una influencia destacable todas las variaciones que se producen en la atmósfera, como:

Un caso real de aplicación de estas medidas fue el terremoto de mayo de 1960 en Chile, donde se detectó en la ionosfera, con 6 días de antelación un aumento en la generación de Emisiones Electromagnéticas ( EMEs ).

El método más preciso actualmente para medir esas variaciones ionosféricas son los ionogramas.

Para tratar cada una de las peculiaridades que acontecen en la ionosfera, ésta se estructuró en una serie de regiones. la región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 kilómetros, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera.

Imagen relacionada

Ciclo del agua

Se trata de un proceso que se encarga de describir la circulación del agua entre los diferentes elemento de la hidrosfera, en donde el agua gracias a una serie de reacciones físico-química puede pasar de un estado sólida, líquido y gaseoso, a esto se le denomina ciclo hidrológico. Ya que el agua es uno de los pocos elementos existentes en el planeta tierra que tiene esa capacidad, el vital líquido como es conocido se puede encontrar en el cielo en la tierra y en mayor cantidad en los mares y ríos.

El agua en el planeta está presente en tres estados distintos, como lo son, el gaseoso líquido y sólido, pasando de uno a otro gracias procesos como la evaporación del agua en la tierra, las precipitaciones del agua contenida en la nubes entre otros, sin causar variaciones en la cantidad total de agua contenida en el planta.

El ciclo del agua se lleva a cabo de dos formas interna y externa, el ciclo interno consiste en la formación del agua de origen magmático mediante reacciones químicas, el agua que allí se forma puede salir a la superficie al momento de los volcanes hacen erupción o a través de aguas termales.

El ciclo externo por otro lado comienza con la evaporación del agua contenida en los depósitos, como mares, ríos y muchos otros, también la transpiración de las plantas y la sudoración en los animales, aportan agua que es evaporada y elevada a las nubes y gracias a las bajas temperaturas se enfría y se condensa en la nubes transformándose en agua. Luego las gotas producidas por la condensación se unen formando así nubes que pos su tamaño y peso termina cayendo a la superficie de la tierra, pudiendo ser de dos tipos sólida (granizo o nieve, debido a las bajas temperaturas) o líquida. El agua al llegar a la superficie puede tener varios destinos, unos de ellos es su utilización en los procesos orgánicos de los seres vivos, otra parte es infiltrada a través de los poros de la tierra, colocándose en depósitos subterráneos y por último gracias a la escorrentía que provoca que el agua se desliza a través de las distintas superficies hasta llegar a los mares, lagos y ríos.

 

Fases del ciclo del agua

 

Evaporación. El agua se evapora de los océanos, lagos y ríos. En cualquier parte donde se encuentre el agua en superficie terrestre será evaporada por el calor. Podría decirse que el 90% del agua proviene de las fuentes más grandes, mientras que el otro 10% proviene de humedad presente en las especies vegetales o en la tierra.

Cuando el grado de humedad de la atmósfera logra alcanzar el 100%, se hacen presentes las saturaciones, deteniendo así los procesos de evaporación. La gran cantidad de precipitaciones se dan en donde la evaporación es mayor. Es por eso que las lluvias se dan cerca de los mares, ríos y lagos.

Condensación: formación de nubes.Cuando el agua se evapora, se condensa junto a varios tipos de partículas, las cuales forman nubes. En ellas se encuentra un factor importante, la temperatura atmosférica, lo cual indica lo frío que se ha vuelto el vapor de agua.

Precipitación. Es en este punto donde la condensación se precipita sobre la tierra, siendo este proceso más conocido como lluvias. Estas se pueden dar en forma de agua, nieve, o en algunos casos granizo.
Infiltración. El agua precipitada penetra el suelo para encontrarse finalmente en la superficie terrestre y en cierta parte debajo de ella.

Escorrentía. Proceso en el cual el agua circula en distintas zonas terrestres. Se da en zonas donde no hay infiltración, donde se produce el deshielo en la nieve de zonas montañosas, o los glaciares.

Circulación subterránea. Está relacionada con la escorrentía, ya que se produce en la superficie terrestre. Sin embargo, esta ocurre en el subsuelo. Luego de este proceso ocurre la evaporación y así es como se dan las fases del ciclo del agua.

Importancia del ciclo del agua

El fenómeno conocido como ciclo del agua es aquel que hace que el agua vaya transformando sus estados en diferentes momentos para mantenerse siempre como uno de los elementos más importantes del planeta. El ciclo del agua es un ciclo muy complejo que sucede a partir de la interacción de reacciones químicas con reacciones biológicas y geográficas. Es importante señalar que sin el ciclo de agua los seres humanos no podrían acceder a este elemento natural ya que se volvería un recurso agotable estando en un sólo estado y no recreándose una y otra vez.

El ciclo del agua es un ciclo continuo que no tiene un principio o un fin fácilmente determinados porque se encuentra en constante generación. Además, el ciclo del agua es complejo porque si bien es relativamente lineal, cada una de sus etapas puede desembocar en diferentes espacios y ámbitos que no son unívocos. Para comprender cómo se da este ciclo, es importante comenzar señalando que el agua, uno de los elementos naturales que se encuentra en mayor cantidad en el planeta, está presente en tres posibles estados diferentes: estado sólido, estado líquido y estado gaseoso. Cada uno de estos estados se ve representado por hielos o nieve, agua fluyente o vapor de gas respectivamente.
Uno de los primeros pasos a partir de los cuales se desarrolla el ciclo del agua es cuando se hacen presente en la atmósfera las nubes o el vapor de agua, es decir, el agua en estado gaseoso. Este vapor de agua puede ser generado por la evaporación de los océanos y de otros espacios acuosos. Así, hablamos de la evaporación y de condensación cuando ese agua evaporada se condensa en forma de nubes.

Como estas formaciones de nube o gases normalmente se encuentran a temperaturas muy bajas, se convierten en nubes pesadas y más densas que comienzan a generar precipitaciones en forma de agua o nieve (estados líquidos y sólidos respectivamente). Este período se conoce entonces como precipitación. Tanto el agua como la nieve se infiltran en la tierra generando almacenes de agua subterránea. Otra muy importante cantidad de agua se escurre hacia manantiales, ríos y eventualmente mares y océanos, volviendo al lugar desde donde comienza el ciclo y realimentando en su camino todos los diferentes espacios en los que existe agua.

 

 

 

troposfera

Antes de entrar de lleno en la definición del término troposfera se hace necesario proceder a descubrir su origen etimológico. En este sentido, hay que subrayar que deriva del griego, pues es fruto de la suma de dos sustantivos:
-La palabra “tropos”, que puede traducirse como “giro”.
-El sustantivo “sphaira”, que es sinónimo de “esfera”.

La tropósfera, un término que también puede emplearse con acento en la E (y por lo tanto sin tilde), es la capa atmosférica que está ubicada más cerca de nuestro planeta. Se trata, por lo tanto, de la zona atmosférica inferior en cuanto a su altitud.

TropósferaCon entre siete y veinte kilómetros de espesor de acuerdo a la región de la Tierra, la tropósfera es el estrato más delgado (con menor grosor). Sin embargo, alberga todos aquellos fenómenos de la meteorología que inciden sobre la vida en el planeta. La lluvia y los vientos, por ejemplo, se originan en esta capa de la atmósfera que, por otra parte, presenta la concentración más elevada de vapor de agua y oxígeno.

En la tropósfera, además, vuelan los aviones, los helicópteros y el resto de las aeronaves convencionales que suelen transportar pasajeros. Los transbordadores espaciales, en cambio, alcanzan otras capas más altas.

Por sus características, la tropósfera regula la temperatura terrestre. De no existir esta capa atmosférica, la variabilidad térmica en la Tierra sería muy amplia y la vida no sería posible. Cabe destacar que, a partir de los dos kilómetros de altura, la temperatura desciende unos 6,5 grados centígrados por cada mil metros.

Sobre la tropósfera se encuentra una zona de transición que se denomina tropopausa. Este espacio supone el límite superior de esta capa de la atmósfera. Finalizada la tropopausa, se encuentra la estratósfera. De este modo puede decirse que la capa siguiente de la tropósfera es la estratósfera, aunque ambas están separadas por la tropopausa.

Además de todo lo expuesto, tenemos que subrayar otra serie de datos de interés sobre la troposfera, entre los que se encuentran los siguientes:
-La capa límite es como se llama su parte interna.
-En lugares de la citada capa límite donde hay superficies lisas lo habitual es que existan vientos fluidos, mientras que, en las zonas con montañas y cordilleras, los vientos son mucho más mezclados.
-Lo que es la altura de la tropopausa depende de varios factores, tales como el momento del día que sea, la estación del año en la que se esté o la latitud que exista.
-Cuando se acerca al ecuador, la tropopausa tiene unos 20 kilómetros sobre el nivel del mar. Sin embargo, en los meses de invierno, por ejemplo, la mencionada tropopausa es más baja.

No podemos pasar por alto tampoco que existe un espacio web llamado Troposfera.org que se puso en funcionamiento en el año 2005 y que gira en torno a lo que es la contaminación atmosférica y la calidad de aire. De esta manera, persigue concienciar a la población de la necesidad de apostar por velar por el medio ambiente, tanto por él como por la propia salud del ser humano.

Características

La troposfera terrestre tiene tres características esenciales que la distinguen de otras regiones de la atmósfera:

  • Es la capa más problemática (de ahí su nombre)
  • La agitación garantiza una constancia relativa de la composición en todo el espesor (se encuentran tres cuartos de la masa atmosférica, prácticamente todos los cuerpos sólidos en suspensión y toda el agua en sus tres estados)
  • La temperatura disminuye rápidamente, en 0.6 dC por 100 metros, en promedio, con la altitud.
  • Zona de la atmósfera terrestre ubicada entre 0 y 10 kilómetros de altitud en zonas templadas.
  • Su límite superior se llama tropopausa.
  • Representa 5/6 de la atmósfera terrestre.
  • El aire contiene vapor de agua y dióxido de carbono, polvo (especialmente de 0 a 3 kilómetros).
  • La temperatura desciende gradualmente 6,5 ° C por 1.000 metros hasta -55 ° C.
  • Es la sede de los eventos meteorológicos (nubes, tormentas eléctricas, entre otros).
  • Es más grueso en el ecuador que en los polos. (Ver Articulo: Biosfera)

Altura

El grosor de esta capa varía entre 13 y 16 kilómetros en el ecuador, pero entre 7 y 8 kilómetros en los polos.

troposfera

Composición De La Troposfera

La capa más baja de la atmósfera se llama troposfera. Se eleva entre 8 kilómetros en los polos y 16 kilómetros por encima del ecuador. El límite entre la troposfera y la estratosfera es la tropopausa, delimitada por temperaturas que se estabilizan. La temperatura disminuye con el aumento de la altitud de 0.60 ° C cada 100 metro, en promedio, debido a la escasez de aire y la eliminación gradual del sustrato.

La troposfera es la más densa de las cuatro capas de la atmósfera y contiene hasta el 75% de la masa de la atmósfera. Se compone principalmente de nitrógeno (78%) y oxígeno (21%) con solo pequeñas concentraciones de otros gases. Casi todo el vapor de agua o humedad está en la troposfera.

La troposfera está cubierta por la tropopausa, una región donde la temperatura es estable. La temperatura del aire entonces comienza a subir en la estratosfera. Este aumento de la temperatura evita que haya mucha convección del aire más allá de la tropopausa y, por lo tanto, la mayoría de los fenómenos meteorológicos, incluidas las nubes de tormenta.

La cumulonimbos se limita a la troposfera. Es la capa más problemática, haciendo constantemente movimientos verticales y horizontales. La turbulencia vertical se debe a la proximidad de la superficie del globo, que determina por un lado las elevaciones mecánicas por fricción y por otro lado los ascensos térmicos por inestabilidad y termoconvección.

La circulación de la atmósfera depende de factores cósmicos como la radiación solar, planetarios como las condiciones atmosféricas, rotación de la Tierra alrededor de su eje, temperatura y salinidad de los océanos, geográficos por la distribución de continentes y mares, cubierta vegetal. Se traduce en movimientos en longitud, latitud, ascendente y descendente.

Función

La distancia desde la superficie de la Tierra hasta la cima de la estratosfera (50 kilómetros) es un poco menos del 1% del radio de la Tierra. Esta capa atmosférica contiene el 90% de la masa total de la atmósfera, es importante porque contiene el aire que respiramos. Esta capa contiene la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Por lo tanto, es en esta capa donde se puede desarrollar el ciclo del agua, hay una gran masa de vapor de agua (H2O).

El aire es un gas que tiene peso. La presión atmosférica es el peso de una columna de aire que se extiende desde una altitud dada hasta la parte superior de la atmósfera y este peso se aplica a todos los objetos en la superficie de la Tierra.

Se mide con un barómetro contrarrestando el peso del aire con mercurio. Este método se ha extendido tanto que la presión se expresa a menudo por la altura de una columna de mercurio. La presión se puede medir en milímetros o pulgadas de mercurio, kilopascal (kPa) o hectopascal (hPa) o milibar (mb).

A nivel del mar, la presión es de 101.32 kPa o 1013.20 hPa o 1013.20 mb. Cuando la presión es superior a 1013 hPa, corresponde a un anticiclón, pero cuando la presión es inferior a 1013 hPa, es una depresión.

Un aumento en la presión del aire generalmente favorece el buen clima, mientras que una disminución en la presión a menudo se asocia con un mal clima y si baja muy rápidamente a 4 hPa o más en las últimas 6 horas, es muy probable que una tormenta se avecine.

La presión atmosférica es el elemento vital para predecir el clima; Incluso si la presión atmosférica “anticipa” el tiempo al 80%, permanece un 20% dedicado a los otros elementos de la meteorología. (Ver Articulo: Presión Atmosférica)

troposfera-6.jpg

Troposfera y Fenómenos Climáticos

Su grosor varía desde 8 kilómetros en el polo en invierno (aire frío y denso) hasta 16 kilómetros en el ecuador (aire caliente y ligero). Contiene el 75% de la masa de la atmósfera y casi el 100% del vapor de agua. La palabra Tropos significa cambio, la troposfera es la sede de los fenómenos meteorológicos. Constituye la zona convectiva de la atmósfera.

La temperatura media del suelo es de + 13 ° C. En un punto dado, está relacionado con el sol y la cantidad de IR re-emitidos por la Tierra.

Anaxágoras, en el siglo quinto, retomando los escritos de Thales of Miletus (VII), comentó que el aire cálido se eleva, que las nubes se forman cuando el aire se enfría. Admitió que la temperatura desciende con la altitud. Se sabe que el aire caliente se eleva en primer lugar por la descompresión adiabática.

La convección continúa mientras las partículas ascendentes sean más cálidas que el aire circundante. Luego, cuando la temperatura ha descendido lo suficiente, comienza la condensación del vapor de agua y el calor latente liberado reinicia la máquina, acelerando de nuevo la elevación del aire.

En la parte superior de la estratosfera, la temperatura deja de disminuir (tropopausa) y se estabiliza alrededor de -50 a -80 ° C. El gradiente de temperatura promedio es del orden de -6 ° a  -1 kilómetros. La tropopausa se puede resaltar durante el desarrollo de nubes muy grandes, de tormentas cuyo ascenso se “apoya” en esta capa límite; estas nubes constituyen un magnífico yunque que se extiende bajo la tropopausa.

Hidrosfera

¿Qué es la Hidrosfera?

La hidrosfera o hidrósfera abarca la totalidad del agua de nuestro planeta; incluye el agua de la superficie, la que se encuentra bajo tierra y la que circula en el aire como vapor de agua.

La hidrósfera de un planeta puede ser líquida, en forma de vapor o hielo. En la Tierra, el agua líquida se encuentra en la superficie formando océanos, lagos y ríos, pero también existe bajo tierra como aguas subterráneas, pozos y acuíferos. El vapor de agua se acumula en forma de nubes y niebla, mientras que el hielo o parte congelada de la hidrosfera terrestre se observa como glaciares, icebergs y capas de hielo.

Características y propiedades de la hidrosfera

  • Las aguas oceánicas y el agua atrapada en los poros de las rocas sedimentarias en la corteza constituyen la mayor parte de la hidrosfera de la Tierra.
  • La masa total de agua en los océanos equivale a aproximadamente el 5% de la masa de la corteza terrestre en su conjunto.
  • En la actualidad, más del 2% del agua de la Tierra se encuentra en forma de hielo.
  • Las aguas de la Tierra no son H2O puro, sino que contienen materiales disueltos y particulados. Las masas de agua en la superficie terrestre son importantes receptáculos de sustancias inorgánicas y orgánicas. El movimiento de estas aguas juega un papel dominante en el transporte de sustancias a través del planeta.
  • Aproximadamente 107,000 kilómetros cúbicos (casi 25,800 millas cúbicas) de lluvia caen en tierra cada año. Debido a la precipitación y evaporación, el agua total en la atmósfera se recicla completamente cada 9.6 días.

Origen de la hidrosfera: ¿Cómo se formó?

Luego de la formación del Sol, algunos de sus componentes (incluyendo el agua o H2O) fueron expulsados hacia el sistema solar, donde comenzaron a concentrarse y hacerse más densos hasta transformarse en planetas, entre los cuales surgió la Tierra.

En sus inicios, la Tierra era un planeta extremadamente caliente, con una actividad volcánica muy elevada; entre los gases que emitían estos volcanes se encontraba el vapor de agua. Con el paso del tiempo el planeta se enfrió y este vapor de agua comenzó a condensarse. Así se formaron los océanos primitivos, donde surgió la primera forma de vida acuática millones de años después .

¿Cómo está compuesta la hidrosfera?

La hidrosfera está compuesta por:

  • Agua salada: la mayor parte del agua del planeta Tierra es agua salada, y la gran mayoría de esta agua salada se encuentra en los océanos.
  • Agua dulce: el agua dulce es mucho menos abundante que el agua salada y se encuentra distribuida por diferentes lugares.
    • Agua superficial: las fuentes superficiales de agua dulce incluyen lagos, ríos y arroyos.
    • Agua subterránea: el agua dulce retenida debajo del suelo constituye una pequeña porción del agua dulce en la Tierra.
    • Agua glacial: es el agua que se derrite de los glaciares.
    • Vapor de agua atmosférico y partículas suspendidas: el agua se concentra como vapor de agua, nubes y niebla.
  • Criosfera: es la parte congelada de la hidrosfera de la Tierra. Incluye al hielo de los glaciares, las banquisas y los icebergs. La criosfera en sí también está considerada como una capa. (Haz clic aquí para conocerla en detalle)

Distribución del agua en la tierra

El agua ocupa el 70% de la superficie terrestre; se dice que si se extendiera sobre toda la tierra, formaría una capa de aproximadamente 3000 metros de altura. Alrededor del 97% de toda esta agua se encuentra en los mares y océanos, pero al ser salada no se puede utilizar para beber ni para la agricultura.

Teniendo en cuenta sus diferentes estados físicos, el agua se encuentra distribuida en océanos, casquetes de hielo y glaciares, aguas subterráneas, lagos, ríos, mares interiores y atmósfera.

Solo el 3% del volumen de agua existente en el planeta es agua dulce, y de este porcentaje solo el 1% se encuentra en estado líquido.

El 2% restante del agua se encuentra en estado sólido, formando el hielo en las proximidades de los polos.

Fuera de los polos, el agua dulce puede ser encontrada principalmente en humedales, ríos, lagos y en acuíferos subterráneos.

La cantidad de agua en la atmósfera resulta trivial, ya que equivale a aproximadamente el 0.001% del agua total en la superficie de la Tierra. Sin embargo, juega un papel muy importante en el ciclo del agua.

La humedad del suelo representa solo el 0.005 por ciento del agua en la superficie de la Tierra. Aún así, esta pequeña cantidad de agua ejerce una influencia directa sobre la evaporación de los suelos.

Aunque la biosfera está compuesta principalmente de agua, contiene una pequeña cantidad del agua total en la superficie terrestre, solo alrededor de 0.00004 por ciento. Sin embargo juega un papel muy importante en la liberación de vapor de agua a la atmósfera mediante el proceso de transpiración.

Función e importancia de la hidrosfera

Rara vez nos tomamos el tiempo para pensar realmente en el papel que desempeña esta capa terrestre para mantenernos con vida. A continuación se detallan algunas de las funciones más importantes del agua en la hidrosfera:

  • El agua es parte de las células vivas. Cada célula de cada organismo vivo está compuesta por casi un 75% de agua. Sin agua, las células no podrían llevar a cabo sus funciones normales y la vida no podría existir. De hecho, la mayoría de las reacciones químicas que ocurren en la vida involucran sustancias que se disuelven en el agua.
  • El agua proporciona un hábitat muy importante. Los diferentes componentes de la hidrosfera constituyen el hábitat de muchos animales y plantas.
  • Regulación del clima. Una de las características únicas del agua es su alto calor específico. Esto significa que el agua tarda mucho tiempo en calentarse, y en enfriarse. De esta forma ayuda a regular las temperaturas en la Tierra, logrando que permanezcan dentro de un rango aceptable y compatible con la vida. Las corrientes oceánicas también ayudan a dispersar el calor terrestre.
  • Necesidades humanas. Los humanos utilizamos el agua de muchas maneras. No solo necesitamos agua potable para beber, sino que también es una parte esencial en nuestras actividades diarias, ya sea en el hogar o en la industria. Un beneficio sumamente especial que el hombre ha logrado con el agua ha sido la generación de electricidad a través de la energía hidroeléctrica.

Estas son solo algunas de las funciones que tiene el agua en nuestro planeta, pero existen muchas otras funciones relacionadas con su química y la forma en que puede disolver sustancias.