Bioroca

Recursos didácticos para Ciencias Naturales

Tema 05. La parte gaseosa de la Tierra 28 mayo, 2014

OBJETIVOS

  1. Explicar el origen de los gases que componen la atmósfera, en especial el caso del oxígeno, producto de la fotosíntesis.

  2. Conocer los componentes de la atmósfera y sus características más importantes.

  3. Relacionar la humedad con la condensación y la precipitación.

  4. Reconocer la diferencia entre clima y tiempo.

  5. Reconocer la importancia del aire para los seres vivos y la relación de los componentes atmosféricos con la fotosíntesis y la respiración.

  6. Explicar en qué consiste el efecto invernadero y los peligros de su aumento.

  7. Conocer algunos de los efectos de la contaminación del aire y su influencia sobre los seres vivos.

Conceptos

  • Origen de la atmósfera.
  • Composición y estructura de la atmósfera.
  • Variaciones de la composición del aire.
  • Funciones de la atmósfera.
  • La presión atmosférica.
  • El horror al vacío.
  • Fenómenos atmosféricos debidos al viento.
  • La humedad atmosférica.
  • Fenómenos atmosféricos debidos al vapor de agua.
  • Clima y tiempo.
  • El clima en Extremadura. Períodos estacionales. Régimen de lluvias.
  • El clima y las formaciones vegetales. La dehesa extremeña.
  • Importancia del aire para los seres vivos y la salud.
  • Contaminantes.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

  1. Conocer la estructura y la composición de la atmósfera, así como las características de cada uno de sus componentes.

  2. Establecer relaciones entre los componentes químicos de la atmósfera y los procesos biológicos y meteorológicos.

  3. Conocer el papel protector que la atmósfera tiene sobre la vida en nuestro planeta.

  4. Explicar la incidencia de la capa de ozono sobre la superficie del planeta.

  5. Explicar las repercusiones de la contaminación del aire en el calentamiento de la Tierra y sus efectos sobre los seres vivos.

  6. Establecer relaciones entre la calidad del aire y la salud, y conocer los principales contaminantes del aire.

 

Unidad 5. La parte gaseosa de la Tierra (OXFORD)

La atmósfera (presentación slideshare)

Ciencias de la Naturaleza 1º ESO MEC Proyecto Adarve

La atmósfera (CIDEAD)

Animación sobre formación de diferentes tipos de precipitaciones

Rayos y truenos

El origen de la atmósfera terrestre

La Tierra está rodeada por una capa de gases que la separa del espacio vacío que constituye: la atmósfera.

 

 

 

La aparición de los primeros organismos unicelulares fotosintéticos, hace aproximadamente 3500 millones de años, provocó un cambio en la atmósfera debido al desprendimiento de oxígeno. Posteriormente aparecieron las plantas y las algas, seres vivos también fotosintéticos que, al consumir buena parte del dióxido de carbono presente en la atmósfera y liberar oxígeno, fueron transformando lentamente la atmósfera. El oxígeno, junto con el nitrógeno, es uno de los principales constituyentes de la atmósfera actual.

 

Composición de la atmósfera

La atmósfera terrestre es una mezcla de gases a la que denominamos aire.

http://www.blinklearning.com/useruploads/c495/scorm_imported/27778671576536256368/ebook/5-2-composicion-de-la-atmosfera.html

 

  • Nitrógeno (N2): gas mayoritario del aire, es inodoro, incoloro e insípido.
  • Oxígeno (O2): gas producido durante la fotosíntesis, es imprescindible para que respiren los seres vivos. Además es soluble en agua, lo que permite respirar también a los organismos acuáticos.
  • Ozono (O3): de color azul pálido y de olor fuerte parecido al del marisco, se origina cuando el oxígeno del aire se ve sometido a la acción de las radiaciones ultravioletas del Sol o cuando se produce una fuerte descarga eléctrica en el transcurso de una tormenta. La cantidad de ozono que hay en la atmósfera terrestre es muy pequeña y se concentra en su mayoría en una delgada capa situada a unos 25 km de altura.
  • Dióxido de carbono (CO2): compuesto formado por dos elementos: el carbono y el oxígeno. Gas inodoro, incoloro y soluble en agua producto de la respiración de las plantas y los animales, así como de la combustión de ciertas sustancias, por lo que la actividad habitual de los seres humanos influye en su concentración en la atmósfera. Es imprescindible para que las plantas puedan realizar la fotosíntesis.
  • Vapor de agua: se encuentra en la atmósfera en cantidades variables de un lugar a otro y de un momento a otro, ya que depende de la temperatura y de las condiciones climatológicas. En su mayoría procede de la evaporación de las aguas marinas y las aguas continentales, aunque también contribuyen las plantas que transfieren a la atmósfera gran cantidad de agua mediante la transpiración.

Estructura de la atmósfera

Animación sobre las capas atmosféricas

http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1ESO/atmosfera/contenidos3.htm

http://librodigital.oupe.es/oxed/alumno/ciencias-de-la-naturaleza-1-eso-mec-proyecto-adarve/ebook/5-3-estructura-de-la-atmosfera.html

El espesor de la troposfera disminuye del ecuador a los polos.

atmosfera.gif

http://www.sanviator.info/repasosociales2y3eso/atmosfera.gif

http://capasatmorober.blogspot.com.es/

 

La termosfera o ionosfera contribuye a la reflexión de las ondas de radio y televisión emitidas desde la superficie terrestre, permitiendo así que éstas puedan viajar grandes distancias sobre la Tierra.

 

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/1esobiologia/1quincena5/paginas/radio.htm

La atmósfera regula la temperatura

http://librodigital.oupe.es/oxed/0626770001300217549/plantilla/ebook/5-4-la-atmosfera-regula-la-temperatura.html

Las nubes, el vapor de agua y el dióxido de carbono (CO2) devuelven a la Tierra parte de las radiaciones que refleja la superficie terrestre. El vapor de agua y el dióxido de carbono se comportan como el cristal de un invernadero; por ello a este fenómeno se lo conoce como efecto invernadero. Si no existiera un efecto invernadero natural, el mundo estaría congelado y la temperatura de la Tierra sería de -18 °C.

Por la noche, la atmósfera evita que todo el calor que va desprendiendo la Tierra se escape al espacio y retiene el calor suficiente para que la temperatura media de nuestro planeta alcance los 15 °C.

La parte baja de la atmósfera se calienta de abajo hacia arriba, por lo que en la troposfera la temperatura disminuye 5 °C por cada 1 000 m de ascenso.

Aunque la temperatura media de nuestro planeta sea de 15 °C, el calentamiento de la superficie terrestre no se produce por igual en todos sus puntos, sino que varía con la latitud

http://materialesfq.blogspot.com.es/2012_02_01_archive.html

La atmósfera:

  • evita los cambios bruscos de temperatura

  • mantiene una temperatura media en nuestro planeta de 15 °C

  • filtra los rayos ultravioletas

  • contiene gases fundamentales para procesos vitales como la respiración y la fotosíntesis

Todas estas características han hecho posible la aparición de la vida y el desarrollo de los seres vivos en la Tierra.

La presión atmosférica

Presión atmosférica: peso que la atmósfera ejerce sobre la superficie terrestre

Es una magnitud y la unidad que se suele utilizar para medirla es la atmósfera (atm). Otras unidades de presión muy comunes en meteorología son hectopascal (hPa) y milibar (mb). El valor de la presión atmosférica varía con la altitud y con la temperatura.

1 atm = 1 013 mb = 1 013 hPa

 

VARIACIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA SEGÚN LA ALTITUD

http://librodigital.oupe.es/oxed/0560891001300218339/plantilla/ebook/5-5-la-presion-atmosferica.html

  • Presión normal (la que existe al nivel del mar): 1 atm o 1013 hPa.

  • Presiones superiores: altas presiones.

  • Presiones inferiores: bajas presiones.

En los cinco primeros kilómetros de la atmósfera se concentra más de la mitad de todo el aire existente en ella.

VARIACIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA CON LA TEMPERATURA

Borrasca

 Anticiclón

http://librodigital.oupe.es/oxed/0560891001300218339/plantilla/ebook/5-5-la-presion-atmosferica.html#nogo

Si el aire se calienta

  • las partículas se separan y ascienden, dejando una zona de baja presión

  • se origina la aparición de ciertas áreas que se denominan depresiones o borrascas, en las que la presión disminuye hacia el centro.

El aire frío, más denso y pesado tiende a descender

  • causando la compresión de las masas de aire situadas bajo él

  • causando aparición de zonas llamadas de anticiclón o de altas presiones, en las que la presión aumenta hacia el centro.

El aire se desplaza desde las zonas de alta presión hasta las zonas de baja presión, originando corrientes de vientos.

Fenómenos atmosféricos debidos al viento

Huracanes: causan una gran destrucción a su paso

  • Violentas tormentas tropicales

  • Estructura y características:

    • una zona central u ojo del huracán

    • las nubes y los vientos giran a gran velocidad (200 km/h) en torno al ojo.

    • lluvias torrenciales

    • olas gigantescas en las zonas costeras.

http://librodigital.oupe.es/oxed/0560891001300218339/plantilla/ebook/5-6-fenomenos-atmosfericos-debidos-al-viento.html

Tornados:

  • se producen en grandes nubes de tormenta

  • se manifiestan en forma de cono invertido que sale de la nube y llega al suelo o al mar. Los vientos pueden alcanzar una velocidad de hasta 480 km/h y arrasan todo lo que encuentran a su paso.

http://librodigital.oupe.es/oxed/0560891001300218339/plantilla/ebook/5-6-fenomenos-atmosfericos-debidos-al-viento.html

http://www.accionmagistral.org/blogs/prevencion-y-educacion-para-la-salud/catastrofes/

Torbellinos o remolinos: la tierra, al calentarse, calienta el aire, que asciende girando en espiral y arrastrando partículas de arena y polvo.

  • en días soleados

  • en zonas secas y abiertas

  • apenas duran unos minutos

  • pueden alcanzar los 100 m de altura

http://librodigital.oupe.es/oxed/0560891001300218339/plantilla/ebook/5-6-fenomenos-atmosfericos-debidos-al-viento.html

La humedad atmosférica

  • Humedad atmosférica: cantidad de vapor de agua que hay en el aire. Cuando el aire no puede contener más vapor de agua, se dice que está saturado.

  • Valor máximo de vapor de agua que puede contener una unidad de volumen de aire sin que se produzca condensación: punto de saturación (varía con la temperatura).

  

http://terapiarespiratoria2.blogspot.com.es/2009_08_23_archive.html

  • Humedad absoluta: cantidad de vapor de agua, expresada en gramos, que contiene 1 m3 de aire en un momento determinado.

  • Humedad relativa: relación, en %, entre la cantidad de vapor contenida en un volumen de aire y la que podría contener si ese mismo volumen estuviera saturado.

Fenómenos atmosféricos debidos al vapor de agua

Fenómenos atmosféricos relacionados con la condensación de vapor de agua.

LAS NUBES:

  • Se forman cuando el aire cargado de vapor de agua asciende y se enfría, condensándose.

  • Necesitan un núcleo de condensación (minúsculas partículas de polvo, sal o cenizas que se encuentran flotando en el aire) al que se adhiere el vapor de agua.

LA NIEBLA:

  • Nubes que se forman a ras del suelo.

  • El aire con humedad próxima a la saturación se enfría, sin llegar a alcanzar los 0°C, al entrar en contacto con una superficie (el suelo) que, a su vez, se ha enfriado.

     

 

http://frentesyborrascas.blogspot.com.es/2013/01/entre-nieblas-formacion-y-tipos.html

 

EL ROCÍO:

Es vapor de agua atmosférico que se condensa durante la noche formando pequeñas gotas de agua sobre el suelo o las plantas.

LA ESCARCHA:

Se originan en noches despejadas y muy frías, cuando la temperatura del aire cerca del suelo desciende por debajo de 0 °C.

El vapor de agua, por sublimación, se convierte directamente en hielo.

 

Fenómenos atmosféricos relacionados con la precipitación.

 

  • Precipitación: caída del agua en estado sólido o líquido que resulta de la condensación del vapor de agua.

  • Los principales fenómenos debidos a la precipitación son la lluvia, la nieve y el granizo.

 

http://librodigital.oupe.es/oxed/alumno/ciencias-de-la-naturaleza-1-eso-mec-proyecto-adarve/ebook/5-8-2-fenomenos-atmosfericos-relacionados-con-la-precipitacion.html

La lluvia

Cuando en el interior de una nube hay corrientes de aire, las gotitas de agua chocan entre sí y se unen, creando una gota que tiene el peso suficiente para caer en forma de lluvia.

La nieve

Si la temperatura en el interior de la nube alcanza 0 °C, las gotitas de agua se congelan y forman pequeñas partículas de hielo que colisionan y se unen entre sí formando un copo de nieve, que escapa de la nube cuando adquiere el peso suficiente.

El granizo

  • Corrientes de aire en el interior de nubes de tormenta lanzan gotas de agua hacia la parte superior, donde se congelan (en la cumbre de las nubes se alcanzan temperaturas de -50 °C).

  • Cuando caen, estos granos de hielo se cubren de una fina película de agua que también se congela al ascender de nuevo debido al empuje del aire.

  • El proceso se repite hasta que la corriente de aire ya no puede soportar el peso de los granos y estos caen al suelo.

http://alermet-argentina.blogspot.com.es/2012/07/informe-meteorologico-fenomeno-granizo.html

Infografía: El granizo (consumer eroski)
Formación de granizo (vídeo)

Clima y tiempo.

Tiempo atmosférico: descripción del conjunto de fenómenos atmosféricos que se producen en un momento preciso y en un lugar determinado.

Clima: sucesión de fenómenos atmosféricos que predominan en una región concreta y que se repiten anualmente:

  • Viene determinado:

    • por la latitud

    • por la cercanía o lejanía de los mares.

  • Suele definirse en términos de temperatura y pluviosidad.

Grandes masas de aire con diferentes características (frías o cálidas, secas o húmedas) tienden a desplazarse.

La línea en la que confluyen masas de aire con diferentes características se conocen como frentes.

  • Frente cálido: una masa de aire caliente se mueve hacia una masa de aire frío

  • Frente frío: una masa de aire frío se mueve hacia una masa de aire cálido

http://cartonotas.blogspot.com.es/2010_02_01_archive.html

     

http://www.ign.es/espmap/figuras_clima_bach/Clima_fig_06.htm

 

http://librodigital.oupe.es/oxed/0626770001300217549/plantilla/ebook/5-9-clima-y-tiempo.html

 

Los datos meteorológicos

Se recogen mediante diversos aparatos de medida:

  • termómetro: temperatura

  • barómetro: presión atmosférica

  • pluviómetro: cantidad de lluvia o nieve

  • higrómetro: humedad atmosférica

  • Veleta: dirección del viento

  • anemómetro: intensidad del viento

 

Termómetro meteorológico

Barómetro

   

Pluviómetro                                                                          Higrómetro

 

Veleta                                                                                            Anemómetro

http://librodigital.oupe.es/oxed/0626770001300217549/plantilla/ebook/5-9-1-los-datos-metereologicos.html#nogo

La atmósfera y los seres vivos.

Importancia del aire para los seres vivos

El aire proporciona, en forma de vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y oxígeno, parte de la materia prima con la que se construyen todos los seres vivos.

  • Dióxido de carbono: imprescindible para que los vegetales realicen la fotosíntesis.

  • Oxígeno: necesario para la respiración.

  • Dióxido de carbono y vapor de agua, mediante el efecto invernadero, mantienen unas condiciones óptimas de temperatura y humedad para que se pueda desarrollar la vida.

  • La capa de ozono de la atmósfera protege a los seres vivos de las dañinas radiaciones ultravioletas del sol.

  • El vapor de agua se condensa formando nubes que, mediante las precipitaciones, proporcionan agua a los seres vivos.

La destrucción de la capa de ozono

 

Animación sobre el agujero de ozono

Otra animación sobre el agujero de la capa de ozono

 

La capa de ozono existente en la estratosfera actúa como un filtro para las radiaciones ultravioletas.

La capa de ozono se está destruyendo, lo que provoca graves consecuencias para los seres vivos:

  • disminución en el número de algas, plancton y larvas

  • incremento de los casos de cáncer de piel, irritaciones en los ojos, cataratas e incluso ceguera

  • reducción de las defensas ante alergias y enfermedades infecciosas.

La zona más afectada es la Antártida, donde se localiza es el denominado agujero de ozono.

 

La capa de ozono, en verde, y la zona destruida, en azul, en 2010

http://librodigital.oupe.es/oxed/0626770001300217549/plantilla/ebook/5-10-2-la-destruccion-de-la-capa-de-ozono.html#nogo

  • Principales responsables de la destrucción progresiva de la capa de ozono: los CFC (gases clorofluorocarbonos).
  • Los CFC se utilizan de forma habitual como refrigerantes en los frigoríficos y aparatos de aire acondicionado, en los aerosoles y como agentes productores de espuma.

http://mjpc.iestorreolvidada.es/recursos/geo/geo.htm

El peligro de aumentar el efecto invernadero

ANIMACIÓN SOBRE EL CAMBIO CLIMÁTICO Y EL EFECTO INVERNADERO

 

El aire y la salud.

http://librodigital.oupe.es/oxed/0626770001300217549/plantilla/ebook/5-11-el-aire-y-la-salud.html

EJERCICIOS

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