© Mario Izquierdo
La fuente principal de energía externa es la radiación solar que da lugar a una serie de procesos atmosféricos o meteoros.
Los agentes, se manifiestan en forma de procesos: el eólico, fluvial, glaciar, de ladera y vertientes y de suelos.
La parte de la geología que estudia la meteorología -entre otros-, es la Geodinámica Externa. Como tal, es "la ciencia que estudia los cambios que se producen en la superficie terrestre" o bien, "la ciencia que estudia la Tierra en el sentido físico y dinámico, y cuyo resultado es la acción de unos procesos a través del tiempo".
Como ya se indicó en una sección previa, existen 3 tipos de energías internas de la Tierra:
Energía cinética
La energía deriva del propio movimiento de la Tierra. Como sabemos, ofrece dos movimientos básicos: rotación y traslación.
Los ciclos estacionales, son consecuencia de la distancia variable de la Tierra con respecto al Sol en los distintos equinocios, asicomo la duración del día, lo cual implica distintos grados de insolación.
De una forma genérica se podría definir la energía cinética como:
Energía elástica
La energía elástica se desprende después de los movimientos sísmicos. Se sabe que la Tierra es un sólido rígido, pero no en todos sus puntos.
Los cuerpos sólidos presentan una curva de resistencia, es decir, si representamos la relación presión - tiempo en un digrama, veremos que alcanzado un tiempo mínimo, el cuerpo se fractura.
Los cuerpos elásticos tras ser sometidos a un esfuerzo, se deforman progresivamente, de forma que se si deja de aplicar esa fuerza, el cuerpo vuelve a su forma original. La energía que se libera después de un seísmo, es la que antes se ha acumulado, debido a que el material ha seguido un comportamiento elástico.
Energía geotérmica
Existe un gradiente geotérmico que se evidencia por la manifestación del vulcanismo. En zonas de dorsal es mayor y menor en aquellas zonas de myor grosor cortical.
Consecuencia del proceso de fisión de los elementos radiactivos contenidos en las rocas, en mayor o menor medida, se produce la energía radiactiva.
De las energías externas, la principal es la energía solar. El Sol emite radiaciones electromagnéticas con distintas longitudes de onda. Se supone que esta radiación procede la fusión del H. La velocidad e intensidad de esta radiación son las siguientes respectivamente:
Esta radiación, se desglosa en diferentes longitudes de onda. La radiación visible representa el 41% de la radiación total, mientras la no visible o de onda corta constituye el 19%. La distribución sería la siguiente:
Concepto de insolación
La energía solar que llega hasta la superficie terrestre se conoce como insolación y se mide en Langleys, donde:
1 Langley = 2 cal/cm²/min
Insolación a diferentes latitudes en el hemisferio norte. (Datos de la Smithsonian Institution, Washington D.C. De A.N. Strahler, 1963. The Earth Sciences. Harper and Row, Nueva York.)
Por ejemplo, para el caso de la Península Ibérica, el valor medio de insolación es de 4.28 Kw h /m², valor este, muy elevado.
Concepto de albedo
Una parte de la energía que llega a la superficie terrestre se refleja, por otro lado, la Tierra también emite energía con una longitud de onda más larga, normalmente por la noche.
Antes de que la energía llegue a la superficie de la Tierra, se produce una absorción por los elementos que tiene que atravesar hasta alcanzar la superficie. Estos elementos que absorben energía son: la formación de ozono, el vapor de agua, nubes de polvo o la reflexión que se producen las propias nubes. A la relación entre la energía que llega a la superficie terrestre y la que se devuelve al espacio se conoce con el nombre de albedo.
Como sabemos, el O3 (ozono) es un oxidante muy importante que interviene en la formación de un radical libre el OH (hidroxilo) que interacciona con la mayor parte de las moléculas de la atmósfera. El radical hidroxilo es fundamental a la hora de eliminar gran parte de los gases traza que lanzamos a la atmósfera. El mecanismo de formación del radical hidroxilo es la siguiente:
h ν
1. O3 -----------> O + O2
2. O + H2O -----------> 2OH
Es decir, para su formación necesita que la luz ultravioleta disocie el ozono, quedando así libre un átomo de O de alta energía, que después se combina con una molécula de agua.
La formación del ozono en la estratosfera, como hemos visto, procede de la disociación de las moléculas de oxígeno por la acción de la radiación ultravioleta, combinándose después estos átomos de O con una molécula de O2:
h ν
1. O2 -----------> O + O
2. O + O2 -----------> O3
El efecto destructivo que los clorofuorcarburos ejercían y ejercen sobre la capa de ozono se debe a que el Cl rompe la molécula de ozono combinándose para dar monóxido de cloro y oxígeno molecular, según la siguiente reacción:
1. Cl + O3 -----------> ClO + O2
El gráfico siguiente muestra esta relación y los elementos que intervienen en el balance energético:
Como ya se ha indicado, en condiciones normales, el 30% de la energía procedente del Sol es reflejada por las nubes y las partículas que se encuentran en la atmósfera o bien por la propia superficie terrestre. Aproximadamente el 70% se absorbe. La energía absorbida, se vuelve a reemitir en longitudes de onda infrarrojas tanto por la superficie terrestre como por la atmósfera. Una parte es devuelta a la superficie al ser reflejada por las nubes, pero actualmente, por la presencia de gases de invernadero una parte mayor de esa radiación es devuelta, lo cual provoca un aumento de las temperaturas.
Meteorología. Se entiende por meteorología al estudio y predicción de los procesos atmosféricos.
Climatología. Trata del estudio de los procesos meteorológicos para un área determinada y a largo plazo.
Tiempo atmosférico. Es el estado general de la atmósfera en un lugar determinado.
"Clima". Es la descripción del tiempo atmosférico para un lugar determinado y sus variaciones estacionales.
La masa gaseosa que envuelve a la Tierra se compone de las siguientes zonas resumidas en el siguiente gráfico:
La capa más baja es la Troposfera que llega hasta una altura aproximada de 15 Kms y queda limitada en su parte superior por la Tropopausa, no presentando una altura constante, sino que a la altura el Ecuador alcanza el mayor espesor. En esta capa se concentran la mayor parte de los gases que definen la atmósfera. Aquí se registra un descenso generalizado de las temperaturas, esta disminución no tiene una distribución uniforme, por ejemplo, en los polos se aprecia una inversión térmica.
En esta capa, se concentran la mayor parte de las partículas sólidas y toda la humedad. Respecto a los vientos, van aumentando a medida que aumenta la altura, con un acúmulo de la actividad convectiva y en la componente vertical.
Como se ha señalado, esta capa está limitada en su zona superior por la Tropopausa. En este tramo existe una temperatura variable, si bien, generalemente desciende. El espesor es mayor en el Ecuador que en los polos.
La Estratosfera. Es una capa seca, caracterizada por la ausencia de nubes y presión de vapor de H2O. La temperatura va aumentando y se observa una velocidad desigual en los vientos, pero no grandes velocidades. Es en esta capa donde se concentra el Ozono (O3) aproximadamente a una altura de 35 Kms.
En la Mesosfera y la Termosfera, se producen dos giros inversos de temperatura respectivamente, y un aumento de la concentración de O y N en su forma atómica no ionizada hasta los 200 mts.
Las zonas anteriores se agrupan en dos grandes zonas:
La Homosfera presenta la siguientes composición:
| N2 79% | CO2 | Vapor de agua |
| O2 20% | He | Partículas sólidas |
| Ar 1% | O3 | Polución |
La Heterosfera es más heterogénea y enrarecida:
Hacia los 80 Kms. existe ionización n + h ν -----> n+ + e-
El viento es el movimiento del aire en la horizontal. El movimiento en la vertical se conoce como corrientes ascendentes o descendentes.
Superficie isobárica. Es el plano que contiene puntos que tienen el mismo nivel de presión barométrica. La intersección de las superficies isobáricas con una superficie de referencia da lugar a las isobaras. Podemos establecer un símil entre las isobaras y las curvas topográficas de nivel.
Fuerza de gradiente de presión. Marca la dirección del viento y va desde una zona de mayor presión a una zona de menor presión, es decir, el gradiente, es un vector perpendicular al sentido de las isobaras, cuyo módulo (el valor del vector), varía en función de la distancia entre las isobaras.
Símbolos convencionales para el viento
El gradiente aumenta proporcionalmente a la distancia entre las isobaras
Como sabemos, en el hemisferio norte, la dirección de los vientos en zonas de altas presiones gira en sentido horario, y contrariamente en las zonas de baja presión.
Los tipos de viento básicamente son:
· Vientos de superficie. Los vientos de superficie, a su vez pueden ser de dos tipos:
En el hemisferio norte, a partir de los anticiclones subtropicales se generan los vientos alisios que circulan de norte a sur, para colisionar en el Ecuador con los que simétricamente vienen del hemisferio sur. En ciertas estaciones del año, se dan calmas conocidas con el nombre de Doldrums.
Existe una zona denominada ZCIT (Zona de Convergencia Inter Trópical) donde los vientos se calientan y producen un movimiento ascendente dando lugar a la rama ascendente de la Célula de Hadley que llega hasta la Tropopausa.
· Vientos de altura. La circulación de los vientos en la Tropopausa son paralelos a las isobaras. También conocidos como vientos teóricos, uno de los cuales es el Geostrófico.
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P = Gradiente de presión V = Velocidad del viento VG = Viento Geostrófico CF = Fuerza de Coriolis. |
En estos vientos influye la fuerza de Coriolis. La masa que se desplaza posee un momento angular que a nivel de tierra es despreciable. En el hemisferio norte, siempre se va a verificar que el efecto de Coriolis va a ser perpendicular a la dirección del viento hacia la derecha, a medida que aumenta la velocidad alcanza un punto en el que la velocidad es igual a la Fuerza de Coriolis (P), lo que impide que ambos vectores se anulen es que nunca lleguen a ser iguales en magnitud (módulo). Cuando el viento circula paralelamente a las isobaras se dice que es geostrófico.
La zona de interferencia entre la corriente polar y la cálida subtropical se origina una "corriente en chorro" o Jet Stream. Estas interferencias generan una ondulación pudiendo quedar aisladas las masas de aire frío, llegando a desplazarse a zonas bajas originando lo que se conoce como ondas de Rossby.
Fase inicial de formación.
Fase inicial de formación.
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