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La
atmósfera
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El espesor del cielo
¿cómo de alto es el cielo
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El espesor del cielo…
A una altura de 16 kilómetros la densidad es el 10% de la
existente al nivel del mar
A una altura de 50 kilómetros, la densidad se ha reducido a
un 1% de la existente al nivel del mar
La atmósfera es una envoltura relativamente delgada:
El 99.99997% por bajo de los 100 kilómetros
El radio de la Tierra es de 6500 kilómetros
100 / 6500 = 1.5%
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El espesor del cielo
Las tormentas pueden ascender hasta los 12 km en la
atmósfera
12 / 6500 = 0.2%
Masa total: 5.14 x 1015 kilogramos (5,140,000,000,000,000)
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Ozono
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



Compuesto gaseoso con 3 átomos de oxígeno,
altamente oxidante, de olor fuerte y penetrante (su
nombre deriva de la palabra griega ‘ozein’:oler), de
color azul pálido , peligroso para la respiración pues
ataca a las mucosas
Muy variable en sus concentraciones con la altitud,
latitud, estación, hora del día y tipo de tiempo.
Las concentraciones más importantes (1-10 ppm)
se dan entre los 10 y los 50 km de altura.
También se dan concentraciones altas ( 1 ppm) en
algunas ciudades por las industrias y el tráfico.
Absorbe radiación UV en la alta atmósfera,
reduciendo la cantidad que llega a la superficie
terrestre.
Gas de efecto invernadero
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La relación entre la presión
atmosférica y la altitud
La presión disminuye cuando
se aumenta en altura.
99.9%
99%
90%
El cambio de presión no es
constante. La presión disminuye exponencialmente con
la altura.
P(z)  P(0)exp(z/ H)
H  7 km
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No solo, la presión si no la
densidad también varía
exponencialmente con la
altura
(z)  (0)exp(z/ H)
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Estructura térmica de la
atmósfera
Variación vertical
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Estructura térmica de la atmósfera

Factores que influyen:
– 1. La conductividad molecular. Lograría una
atmósfera isoterma. Proceso muy lento.
– 2. La radiación. Procesos de absorción y emisión a
los que afecta:
» el flujo de energía incidente
» la transparencia relativa de las otras capas de la atmósfera
» los coeficientes de absorción y emisión
» el contenido en H2O y otros gases de efecto invernadero
– 3. La turbulencia y convección. Tienden a
uniformar la temperatura potencial y establecer
el gradiente adiabático.
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Estructura en capas
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troposfera




Región más baja, por
cima de la superficie
terrestre.
Gradiente vertical
negativo de temperatura
 6ºC / km
Más ancha en el ecuador
( 18 km) que en los
polos ( 8 km).
El límite superior viene
marcado por la
tropopausa, zona de
transición, que es poco
espesa.
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troposfera (II)



Existe un gradiente horizontal
de temperatura del ecuador a
los polos.
Contiene casi toda la masa de
la atmósfera, los sistemas
meteorológicos móviles y las
nubes asociadas.
Incluye la capa límite ( 1km)
con los procesos turbulentos.
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estratosfera




En la parte inferior, la temperatura
es casi constante con la altura, o
crece lentamente.
Se incrementa fuertemente en la
parte superior hasta alcanzar un
máximo en la estratopausa.
Incluye la ozonosfera, con lo cual
el calentamiento se debe a la
absorción de radiación UV por el
ozono.
No hay movimientos verticales,
por lo que las partículas que allí se
inyectan tienen grandes tiempos
de permanencia.
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mesosfera


La temperatura disminuye
con la altura hasta alcanzar
un mínimo en la
mesopausa.
El proceso de absorción se
llama fotoionización. Se
producen átomos y
moléculas con carga
positiva que constituyen la
ionosfera.
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Termosfera



La temperatura crece con
la altura.
Las altas temperaturas se
deben a la absorción de
radiación UV de longitud
de onda muy corta.
También se da la
fotoionización.
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Estructura eléctrica del
sistema tierra-atmósfera
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No hay ninguna duda que
los fenómenos eléctricos
están presentes en la
atmósfera
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Origen…

Rayos X y radiación ultravioleta procedentes
del Sol

Rayos cósmicos

Desintegración radiactiva cerca del suelo

Separación de cargas en el interior de las
nubes.
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
Las partículas cargadas se componen
de :
– Pequeños iones
– Grandes iones
– Electrones

La capacidad de movimiento de los iones frente a un
campo eléctrico externo se denomina movilidad. Al
producto de la carga que transporta por la movilidad
de la carga se denomina conductividad
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Perfiles verticales
El campo eléctrico normal






Vertical y descendente
a nivel del suelo  125 V/m
el campo medio sería de 3.6 V/m
dentro del primer Km V  75000 V
E(z=1Km)  30 V/m
a partir de los 10 Km, E  cte  5 V/m  en toda la
estratosfera V  25000 V
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El condensador telúrico
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



diferencia de potencial  500 KV
intensidad total de corriente entre placas  1350 A
densidad de corriente  2.7 x 10-12 A/cm2
superficie de la tierra  5 x 1014 m2
carga del condensador  5.5 x 105 C
capacidad  1.8 Faradios
resistencia total equivalente (R = V / I)  222 
tiempo de descarga  10 minutos
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La ionosfera
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Ionosfera. introducción

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

La ionización en la atmósfera inferior es relativamente
débil ( 1000 pares/cm3).
Esta densidad aumenta con la altura, y se incrementa
muy rápidamente a partir de los 80 Km.
Los electrones liberados quedan en libertad, en lugar de
unirse a una molécula neutra, como ocurre en las capas
inferiores.
Por ello, las capas altas de la atmósfera tienen más
analogía, por lo que a conductividad eléctrica se refiere,
con los medios metálicos que con los electrolíticos.
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Definimos ionosfera ...
La ionosfera es aquella región de la atmósfera
donde la ionización tiene lugar, de modo que
permanecen en libertad los electrones producidos.
La enorme movilidad de los electrones libres frente a la de los
iones moleculares explica el brusco aumento de conductividad.
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