Atmósfera

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Vista de l'activa atmósfera de Xúpiter, cola Gran Llurdiu Coloráu escontra'l centru de la imaxe.

La atmósfera ye la capa de gas qu'arrodia a un cuerpu celeste. Los gases resulten atraíos pola gravedá del cuerpu, y caltiénense nella si la gravedá ye abonda y la temperatura de l'atmósfera ye baxa. Dalgunos planetas tán formaos principalmente por gases, polo que tienen atmósferes bien fondes.

Atmósfera terrestre[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Atmósfera terrestre

L'altor de l'atmósfera de la Tierra algama los 10 000 km, anque más de la metá de la so masa concentrar nos primeres 6 km y el 75 % nos primeres 11 km d'altor dende la superficie planetaria. La masa de l'atmósfera ye de 5,1 x 1018 kg.

La atmósfera terrestre protexe la vida de la Tierra, absorbiendo na capa d'ozonu parte de la radiación solar ultravioleta, y amenorgando les diferencies de temperatura ente'l día y la nueche, y actuando como escudu protector contra los meteoritus.

La composición de l'atmósfera[editar | editar la fonte]

Los distintos colores deber a la dispersión de la lluz producida pola atmósfera.

Casi la totalidá del aire (un 95 %) atopar a menos de 30 km d'altor, atopándose más del 75 % na tropósfera. L'aire forma na troposfera un amiestu de gases bastante homoxénea, hasta'l puntu de qu'el so comportamientu ye l'equivalente al que tendría si tuviera compuestu por un solu gas.

  • Nitróxenu: constitúi'l 78 % del volume del aire. Ta formáu por molécules que tienen dos átomos de nitróxenu, de manera que la so fórmula ye N2. Ye un gas inerte, esto ye, que nun suel reaccionar con otres sustances.
  • Osíxenu: representa'l 21 % del volume del aire. Ta formáu por molécules de dos átomos d'osíxenu y la so fórmula ye O2. Ye un gas bien reactivo y la mayoría de los seres vivos precisar pa vivir.
  • Argón: contribúi en 0,9 % al volume del aire. Ye un gas noble que nun reacciona con nenguna sustanza.
  • Dióxidu de carbonu: ta constituyíu por molécules d'un átomu de carbonu y dos átomos de osíxenu, de cuenta que la so fórmula ye CO2. Representa'l 0,03 % del volume del aire y participa en procesos biolóxicos y climatolóxicos bien importantes. Les plantes precisar pa realizar la fotosíntesis, y ye la borrafa de la respiración y de les reacciones de combustión que se dan por casu nuna quema forestal o nel motor d'un autu. Esti gas ayuda a retener mayormente el calor proveniente de radiación terrestre y atmosférica, polo que ye'l principal causante del efectu invernaderu.
  • Ozonu: ye un gas minoritario que s'atopa na estratosfera. La so fórmula ye O3, pos les sos molécules tienen tres átomo d'osíxenu. Ye de gran importancia pa la vida nel nuesu planeta, yá que la so producción a partir del osíxenu atmosférico absuerbe la mayor parte de los rayos ultravioleta procedentes del Sol.
  • Vapor d'agua: atópase en cantidá bien variable y participa na formación de nubes o la borrina. Ye unu de los gases causantes del efectu invernaderu.
  • Partícules sólides y líquides: nel aire atopen munches partícules sólides en suspensión, como por casu, el polvu que llevanta'l vientu o'l polen. Estos materiales tienen una distribución bien variable, dependiendo de los vientos y de l'actividá humana. Ente los líquidos, la sustanza más importante ye l'agua en suspensión que s'atopa nes nubes.

Composición química averada[editar | editar la fonte]

Nitróxenu 78.08% (N2)[1]
Osíxenu 20.95% (O2)
Argón 0.93 % v/v
CO2 400 ppmv
Neón 18.2 ppmv
Hidróxenu 5.5 ppmv
Heliu 5.24 ppmv
Metanu 1.72 ppmv
Kriptón 1 ppmv
Óxidu nitroso 0.31 ppmv
Xenón 0.08 ppmv
CO 0.05 ppmv
Ozonu 0.03 – 0.02 ppmv (variable)
CFC 0.3-0.2 ppbv (variable)
Vapor d'agua 1 % (variable)
Non computable pal aire seco.

Capes de l'atmósfera de la Tierra[editar | editar la fonte]

Ficheru:Atmo camaes.svg
Capes de l'atmósfera.
Imaxe de la estratosfera.

Troposfera[editar | editar la fonte]

Esta asitiada a unos 10 o 12 km de la superficie terrestre. Ye la capa na que se producen los movimientos horizontales y verticales del aire que son provocaos polos vientos y otros fenómenos atmosféricos como les nubes, agües, cambeos de temperatura -70°C etc.

Estratosfera[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Estratosfera

Ye la capa que s'atopa ente los 10 km y los 50 km d'altor. Los gases atópense separaos formando capes o estratos d'alcuerdu al so pesu. Una d'elles ye la capa d'ozonu que protexe a la Tierra del escesu de rayos ultravioleta provenientes del Sol. Les cantidaes de osíxenu y dióxidu de carbonu son casi nules y aumenta la proporción de hidróxenu. Actúa como regulador de la temperatura, siendo nel so parte inferior cercana a los –60 °C y aumentando col altor hasta los 10 o 17 °C. La so llende cimera ye la estratopausa.

Mesosfera[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Mesosfera

Nesta capa la temperatura mengua hasta los –70 °C conforme aumenta la so altitú. Estender dende la estratopausa (zona de contactu ente la estratosfera y la mesosfera) hasta un altor d'unos 80 km, onde la temperatura vuelve baxar hasta unos –80 °C o –90 °C. La so llende cimera ye la mesopausa.

Termosfera o Ionosfera[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Ionosfera

Ye la capa que s'atopa ente los 90 y los 400 kilómetros d'altor. Nella esisten capes formaes por átomos cargaos eléctricamente, llamaos iones. Al ser una capa conductora d'eletricidá ye la que fai posible les tresmisiones de radio y televisión pola so propiedá de reflexar les ondes electromagnétiques. El gas predominante ye'l nitróxenu. Ellí produzse la destrucción de los meteorito que lleguen a la Tierra. La so temperatura aumenta dende los –76 °C hasta llegar a 1500 °C. La so llende cimera ye la termopausa o ionopausa.

Exosfera[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Exosfera

Ye la capa na que los gases adulces esvalíxense hasta que la composición ye similar a la del espaciu esterior. Ye la última capa de l'atmósfera, alcuéntrase percima de la termosfera, aprosimao a unos 580 km d'altitú, en contactu col espaciu esterior, onde esiste prácticamente'l vacíu. Ye la rexón atmosférica más distante de la superficie terrestre. Nesta capa la temperatura nun varia y l'aire pierde les sos cualidaes.

La so llende col espaciu llega en promediu a los 10 000 km, polo que la exosfera ta contenida na magnetosfera (500-60 000 km), que representa'l campu magnético de la Tierra. Nesa rexón, hai un altu conteníu de polvu cósmico que cai sobre la Tierra y que fai aumentar el so pesu nunes 20 000 tonelaes. Ye la zona de tránsitu ente l'atmósfera terrestre y l'espaciu interplanetariu y nella alcuéntrense los satélites artificiales d'órbita polar. Na exosfera, el conceutu popular de temperatura sume, una y bones la densidá del aire ye casi despreciable; amás contien un fluxu o bien llamáu afigura, que ye'l que dende l'esterior vése-y como los Petrines de Van Allen. Equí ye l'únicu llugar onde los gases pueden escapar una y bones la influencia de la fuerza de la gravedá nun ye tan grande. Nella la ionización de les molécules determina que l'atracción del campu magnético terrestre sía mayor que la del gravitatoriu (d'ende que tamién se la denomina magnetosfera). Poro, les molécules de los gases más llixeros tienen una velocidad media que-yos dexa escapar escontra l'espaciu interplanetariu ensin que la fuerza gravitatorio de la Tierra sía abonda pa reteneles. Los gases qu'asina s'espublicen nel vacíu representen una perpequeña parte de l'atmósfera terrestre.

Los principales gases dientro de la exosfera son los gases más llixeros:

  • Hidróxenu *

Heliu * Dióxidu de carbonu * Osíxenu atómicu

Les atmósferes de los demás planetes del sistema solar[editar | editar la fonte]

Venus[editar | editar la fonte]

La forma particular de les nubes en Venus deber a la mayor velocidá del vientu a baxa llatitú.
Artículu principal: Atmósfera de Venus

Venus tien una trupa atmósfera. El so presión atmosférica equival a 90 atmósferes terrestres (una presión equivalente a una fondura d'un kilómetru sol nivel del mar na Tierra). Ta compuesta principalmente por CO2 y una pequena cantidá de monóxidu de carbonu, nitróxenu, ácidu sulfúrico, argón y partícules de azufre. La enorme cantidá de CO2 de l'atmósfera provoca un fuerte efectu invernaderu qu'alza la temperatura de la superficie del planeta hasta cerca de 460 °C. Esto fai que Venus sía más caliente que Mercuriu.

La temperatura nun varia de forma significativa ente'l día y la nueche. A pesar de la lenta rotación de Venus, los vientos de l'atmósfera cimera circunvalan el planeta en tan solu cuatro díes, algamando velocidaes de 360 km/h y distribuyendo conducentemente'l calor. Amás del movimientu zonal de l'atmósfera d'oeste a este, hai un movimientu vertical en forma de célula de Hadley que tresporta'l calor del ecuador hasta les zones polares ya inclusive a llatitúes medies del llau non allumáu del planeta.

La radiación solar casi nun algamar la superficie del planeta. La trupa capa de nubes reflexa al espaciu la mayor parte de la lluz del Sol y gran parte de la lluz que traviesa les nubes ye absorbida pola atmósfera.

Marte[editar | editar la fonte]

La tenue atmósfera de Marte.
Artículu principal: Atmósfera de Marte

L'atmósfera de Marte ye bien tenue, con una presión superficial de solu 7 a 9 hPa frente a los 1013 hPa de l'atmósfera terrestre, esto ye, una centésima parte de la terrestre. La presión atmosférica varia considerablemente cola altitú, dende casi 9 hPa nes depresiones más fondes, hasta 1 hPa nel visu del Monte Olimpo. Ta compuesta fundamentalmente de dióxidu de carbonu (95,3 %) con un 2,7 % de nitróxenu, un 1,6 % de argón y traces de osíxenu molecular (0,15 %), monóxidu de carbonu (0,07 %) y vapor d'agua (0,03 %).

L'atmósfera ye lo bastante trupa como p'allugar vientus y tormenta de polvu que, n'ocasiones, pueden tomar el planeta enteru mientres meses. Esti vientu ye'l responsable de la esistencia de dunas de sable nos desiertus marcianos. La bóveda celeste marciana ye d'un nidiu color rosa salmón por cuenta de la dispersión de la lluz polos granos de polvu bien finu procedentes del suelu ferrial. A diferencia de la Tierra, nenguna capa d'ozonu bloquia la radiación ultravioleta. Hai nubes en muncha menor cantidá que na Tierra y son de vapor d'agua o de dióxidu de carbonu en llatitúes polares.

La débil atmósfera marciana produz un pequenu efectu invernaderu qu'aumenta la temperatura superficial unos cinco graos, muncho menos que lo reparao en Venus y na Tierra, que tienen más gases d'efectu invernaderu y por eso la so temperatura ye más templada.

Nes llatitúes estremes, la condensación del dióxidu de carbonu forma nubes de cristales de nieve carbónico.

Xúpiter[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Atmósfera de Xúpiter
Atmósfera de Xúpiter vista pola Voyager I al averase al planeta.

L'atmósfera de Xúpiter estender hasta grandes fondures, onde la enorme presión estrúi'l hidróxenu molecular hasta que se tresforma nun líquidu de calter metálicu a fondures d'unos 10 000 km. Más embaxo abarrúntase la esistencia d'un núcleu predresu formáu principalmente por materiales más trupos.

Na parte alta de l'atmósfera repara una circulación atmosférica formada per bandes paraleles al ecuador, na que puede atopase la Gran Llurdiu Coloráu, que ye una nube con más de 300 años d'antigüedá.

Reparar nubes de distintos colores que reflexa, que se formen a distintos altores y con distintes composiciones. Xúpiter tien un potente campu magnético que provoca aurores polares.

Saturno[editar | editar la fonte]

L'atmósfera de Saturno tien bandes escures y zones clares similares a les de Xúpiter, anque la distinción ente dambes ye muncho menos clara. Hai fuertes vientos na dirección de los paralelos. Nes capes altes fórmense aurores pola interacción del campu magnético planetariu col vientu solar.

Urano[editar | editar la fonte]

El planeta Urano cuenta con una gruesa atmósfera formada por un amiestu d'hidróxenu, heliu y metanu, que puede representar hasta un 15 % de la masa planetario y que-y da'l so color característicu.

Neptuno[editar | editar la fonte]

L'atmósfera de Neptuno ta formada por hidróxenu, heliu y un pequenu porcentaxe de gas metanu, que-y apurre'l color azul verdosu. Les sos partícules tán llevemente más separaes de lo que tendríen de tar por causa de la temperatura, que ye de –200 °C, asemeyáu a la de Urano, que ta allugáu más cerca del Sol, polo que s'envalora que tien una fonte interna de calor.

Casu únicu: l'atmósfera de Titán[editar | editar la fonte]

Detalle de la brumosa atmósfera de Titán. Al fondu puede trate'l llimbu de Saturno.

Titán ye l'únicu satélite conocíu con una atmósfera trupa. La atmósfera de Titán ye más trupa que la de la Tierra, con una presión en superficie d'una vegada y media la del nuesu planeta y con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de hidrocarburus que despinta les traces de la superficie de Titán y dan-y un color anaranxáu. Al igual qu'en Venus, l'atmósfera de Titán xira muncho más rápido que la so superficie.

L'atmósfera ta compuesta nun 94 % de nitróxenu y ye la única atmósfera rica nesti elementu nel sistema solar amás d'el nuesu propiu planeta, con traces de dellos hidrocarburus que constitúin el restu (incluyendo metanu, etanu y otros compuestos orgánicos).

La presión parcial del metanu ye del orde de 100 hPa y esti gas cumple'l papel de l'agua na Tierra, formando nubes na so atmósfera. Estes nubes causen nubes de metanu líquidu en Titán que descarguen precipitaciones importantes de metanu que lleguen a la superficie produciendo, en total, unos 50 L/m² de precipitación añal.

Atmósferes bien tenues[editar | editar la fonte]

La Lluna[editar | editar la fonte]

La Lluna tien una atmósfera insignificante, por cuenta de la baxa gravedá, incapaz de retener moléculas de gas na so superficie. La totalidá de la so composición entá se desconoz. El programa Apolo identificó átomos d'heliu y argón, y más tarde (en 1988) observaciones dende la Tierra añedieron iones de sodiu y potasiu. La mayor parte de los gases na so superficie provienen del so interior.

Mercuriu[editar | editar la fonte]

La sonda Mariner 10 demostró que Mercuriu, contrariamente a lo que se creía, tien una atmósfera, bien tenue, constituyida principalmente por heliu, con traces de argón, sodiu, potasiu, osíxenu y neón. La presión de l'atmósfera paez ser solo una cenmilésima parte de la presión atmosférica na superficie de la Tierra.

Los átomus d'esta atmósfera son munches vegaes arrincaos de la superficie del planeta pol vientu solar.

Ío[editar | editar la fonte]

Ío tien una fina atmósfera compuesta de dióxidu d'azufre y dellos otros gases. El gas vien de les erupciones volcániques, pos a diferencia de los volcanes terrestres, los volcanes de Ío espulsen dióxidu d'azufre. Ío ye'l cuerpu del sistema solar con mayor actividá volcánica. La enerxía necesaria pa caltener esta actividá provien de la disipación al traviés de efecto de marea producíos per Xúpiter, Europa y Ganímedes, cuidao que los trés llunes atopar en resonancia orbital (la resonancia de Laplace). Dalgunes de les erupciones de Ío emiten material a más de 300 km d'altor. La baxa gravedá del satélite dexa que parte d'esti material sía permanentemente espulsáu de la lluna, distribuyéndose nun aníu de material que cubre la so órbita.

Europa[editar | editar la fonte]

Observaciones del Telescopiu espacial Hubble indiquen qu'Europa tien una atmósfera bien tenue (10−11 chigres de presión na superficie) compuesta d'osíxenu. A diferencia del osíxenu de l'atmósfera terrestre, el de l'atmósfera d'Europa ye casi con toa seguridá d'orixe non biolóxicu. Más probablemente xenérase pola lluz del sol y les partícules cargaes que topeten cola superficie xelada d'Europa, produciendo vapor d'agua que ye darréu estremáu n'hidróxenu y osíxenu. L'hidróxenu consigue escapar de la gravedá d'Europa, pero non asina l'osíxenu.

Encélado[editar | editar la fonte]

Preseos de la sonda Cassini revelaron la esistencia en Encélado d'una atmósfera de vapor d'agua (aprosimao 65 %) que se concentra sobre la rexón del polu sur, una área con bien pocos cráteres. Cuidao que les molécules de l'atmósfera de Encélado tienen una velocidá más alta que la d'escape, piénsase que s'escapa permanentemente al espaciu y coles mesmes restáurase al traviés de l'actividá xeolóxica. Les partícules qu'escapen de l'atmósfera de Encélado son la principal fonte del Aníu Y que ta na órbita del satélite y tien un anchor de 180 000 km.

Ariel[editar | editar la fonte]

Ye unu de los 27 satélites naturales de Urano. La so atmósfera ta compuesta por amoniacu gaseosu y líquidu na so superficie y compuesta por agua nel interior.

Tritón[editar | editar la fonte]

Composición en color de Tritón con imaxes tomaes pola Voyager 2.

Tritón tien un diámetru daqué inferior qu'el de la Lluna terrestre y tien una tenue atmósfera de nitróxenu (99,9 %) con pequenes cantidaes de metanu (0,01 %). La presión atmosférica tritoniana ye de solu 14 microbares.

La sonda Voyager 2 consiguió reparar una fina capa de nubes nuna imaxe que fixo de la contorna d'esta lluna. Estes nubes formar nos polos y tán compuestes por xelu de nitróxenu; esiste tamién borrina fotoquímico hasta un altor de 30 km que ta compuesta por dellos hidrocarburos asemeyaos a los atopaos en Titán, y que llega a l'atmósfera espulsada polos guéiserye. Créese que los hidrocarburos contribúin al aspeutu rosado de la superficie.

Plutón[editar | editar la fonte]

Plutón tien una atmósfera desaxeradamente tenue, formada por nitróxenu, metanu y monóxidu de carbonu, que se conxela y colapsa (topeta) sobre la so superficie a midida que el planeta alloñar del Sol. Ye esta evaporación y posterior conxelamientu lo que causa les variaciones nel albedo del planeta, detectaes per mediu de fotómetrus fotoeléctricos na década de 1950 (por Gerard Kuiper y otros). A midida que el planeta averar al Sol, los cambeos fáense menores. Los cambeos de albedo repitir pero a la inversa a midida que el planeta alloñar del Sol camín del so afelio.

Sedna, Quaoar y Orcus[editar | editar la fonte]

Nun se sabe con certidume la composición de la so atmósfera anque se cree que ta compuesta por hidróxenu, metanu y heliu.

Variación de la presión col altor[editar | editar la fonte]

La variación col altor de la presión atmosférica o de la densidá atmosférica ye lo que se conoz como llei barométrica.

Nun ye lo mesmo la variación de la presión col altor nun líquidu como'l océanu que nun gas como la atmósfera y la razón finca en qu'un líquidu nun ye compresible y por tantu'l so densidá permanez constante. Asina que nel océanu rixe la fórmula:

polo que si la fondura h faise doble la presión tamién.

Pa los gases ideales cumplir la llei de los gases perfectos:

  • Llei de Boyle: "La densidá d'un gas a temperatura constante ye proporcional a la presión del gas."

Esto ye:

yá que

onde M ye la masa molecular. Pa l'atmósfera de la Tierra, 20 % d'O2 y 80 % de N2, el pesu molecular ye:

polo que

Pa una presión de 0 °C y P atmósferes:

  • Si la presión caltien constante llei de Charres: "la densidá ye inversamente proporcional a la temperatura"

Esto ye:

yá que:

Llei de la densidá[editar | editar la fonte]

Combinando dambes llegamos a la llei de los gases perfectos:

asina que:

Cálculu de la densidá atmosférica na superficie de los planetes[editar | editar la fonte]

Sabiendo que la constante R de los gases perfectos vale:

y que 1 atmósfera val:

resulta:

Planeta Temp. (K) Presión (atm) Masa molecular M Densidá (kg/m³)
Tierra 288 1 28,96 1,225
Venus 738 92,8 44 67,42
Titán 95 1,48 28,6 5,43
Marte 215 0,0079 43,64 0,0195

Llei barométrica[editar | editar la fonte]

Nuna atmósfera isoterma la presión varia col altor siguiendo la llei:

onde M ye la masa molecular, g la aceleración de la gravedá, h-h0 ye la diferencia d'altores ente los niveles con presiones P y P0 y T ye la temperatura absoluto media ente los dos niveles, y R la constante de los gases perfectos. El fechu de que la temperatura varie sí llinda validez de la fórmula. Pela cueta la variación de l'aceleración de la gravedá ye tan nidia que nun afecta.

La demostración de la fórmula ye senciella:

La diferencia de presión ente dos capes dixebraes por un ye:

Pero pola llei de la densidá

Asina que:

que por integración se convierte en:

esto ye:

polo que:

Medría d'altor[editar | editar la fonte]

El medría d'altor ye l'altor a la qu'hai qu'alzase nuna atmósfera por que la presión atmosférica mengüe a la metá.

Pa calculala basta con poner na llei barométrica resulta:

Escala d'altor[editar | editar la fonte]

La escala d'altor ye l'altor a la qu'hai qu'alzase nuna atmósfera por que la presión atmosférica mengüe nun factor y=2,718182. Ye dicir l'amenorgamientu de presión ye

Pa calculala basta con poner na llei barométrica resulta:

En función de la escala d'altores H la presión puede espresase:

y análogamente pa la densidá:

Cálculu de la Escala d'altor en distintes atmósferes[editar | editar la fonte]

Basta con aplicar la fórmula anterior pa llograr H en metros.

Planeta Temp. (K) Ac. gravedá g (m/s²) Masa molecular M Esguila altor H (km) Amonto altor (km)
Tierra 288 9,81 28,96 8,42 5,8
Venus 738 8,63 44 16,15 11,2
Titán 95 1,37 28,6 20,15 13,9
Marte 215 3,73 43,64 10,98 7,6
Xúpiter (*)160 26,20 (**)2 25,37 17,6

(*)Temperatura K cerca de la llende de les nubes.

(**) Pue haber abondu Heliu p'aumentar la masa molecular menguando la escala d'altores.

Representación de la variación de la presión col altor[editar | editar la fonte]

Variación de la temperatura y del llogaritmu de la presión col altor pa l'atmósfera de la Tierra.

Si representamos el llogaritmu de la presión o de la densidá en función del altor llograríamos una llínea recta si l'atmósfera fuera isoterma, esto ye, si la escala de temperatura nun variara col altor. La escala d'altor ye pequena si la temperatura ye baxa y ello significa que la presión y la densidá escayen rápido. Si la tempreratura ye alta la escala ye grande y varien selemente. Pero la escala d'altor tamién depende de la masa molecular, y mases moleculares altes faen menguar la escala d'altores al igual que planetes grandes con elevaes aceleraciones de la gravedá, que tamién faen menguar la escala d'altores y la presión y la densidá escayen rápido.

Asina, nun planeta más grande que la Tierra, con idéntica composición atmosférica y temperatura, la densidá y presión camuden más rápido col altor y puede falase d'una atmósfera dura» frente a un planeta menor nel que H sería mayor y l'atmósfera sería «blanda».

Vease tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Williams, David R. (1 de setiembre de 2004). «Earth Fact Sheet» (inglés). NASA. Consultáu'l 9 d'agostu de 2010.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



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