Componentes y Dinámicas de la Atmósfera y la Hidrosfera Terrestre
Humedad del Aire
La humedad del aire es la cantidad de vapor de agua que hay en la atmósfera. Esta humedad influye en lo que se conoce como la sensación térmica (no es lo mismo un calor seco que un calor húmedo: aunque la temperatura sea la misma en ambos casos, la sensación térmica es mayor, ya que provoca una sudoración excesiva).
La presencia de vapor de agua en la atmósfera es responsable de:
- Nubes: Son gotas de agua procedentes de la condensación del vapor de agua.
- Precipitaciones: Caída a la superficie del vapor de agua condensado en las nubes. Puede ser en forma de:
- Lluvia: precipitación líquida.
- Nieve: precipitación sólida en aglomerados llamados copos.
- Granizo: precipitación sólida en fragmentos de hielo.
- Condensación cerca del suelo:
- Rocío: Cuando la temperatura es superior a 0º C, se produce una condensación líquida de gotas de agua sobre el suelo, las plantas, etc.
- Heladas: Condensación sólida, en forma de hielo, porque la temperatura es inferior a 0º C.
- Niebla: Condensación del agua que queda en suspensión a ras del suelo.
La humedad del aire se mide con un higrómetro y se expresa en %, siendo el 100% el punto en que la atmósfera no puede contener más agua.
La humedad del aire de una región es importantísima para definir su clima, ya que de ella dependen las precipitaciones y la sensación térmica.
Presión Atmosférica
Es la presión que ejerce la atmósfera sobre una determinada superficie.
La presión atmosférica se mide con un barómetro y se expresa en atmósferas (atm) o mm de Hg (milímetros de mercurio). Una atmósfera se define como la presión del aire a nivel del mar y corresponde a 760 mm Hg, como demostró el experimento que realizó Torricelli: al volcar un tubo de mercurio de 1 m en un recipiente, observó que no se vaciaba por completo, sino hasta una altura de 760 mm. Esto era debido a la presión que ejercía la atmósfera sobre el mercurio del recipiente.
Al igual que la temperatura, la presión atmosférica no es siempre la misma en toda la atmósfera. Presión, temperatura y altitud son factores relacionados:
- A medida que aumenta la altitud, disminuye la presión atmosférica, porque hay menos aire sobre la superficie.
- Cuando la temperatura aumenta, se da una dilatación del gas: la misma cantidad de materia ocupa más espacio. O, dicho de otra manera, hay menos materia por unidad de volumen, por lo tanto, de superficie, y disminuye la presión.
- Por el contrario, cuando la temperatura disminuye, se da una contracción de los gases: la misma cantidad de materia se concentra en menos espacio. Dicho de otra manera, hay más materia por unidad de volumen y de superficie, por lo que aumenta la presión.
En resumen: a mayor temperatura, menor presión; y a menor temperatura, mayor presión.
Todo esto condiciona la aparición de diferencias de presiones por toda la atmósfera que acabarán determinando el tiempo meteorológico.
Los anticiclones son regiones de la atmósfera con altas presiones atmosféricas, mientras que las borrascas o depresiones son regiones de la atmósfera con bajas presiones. Los anticiclones suelen ser un signo de la llegada de tiempo estable, soleado y sin precipitaciones, mientras que las borrascas acostumbran a traer precipitaciones e inestabilidad general.
El Viento
La diferencia de presiones atmosféricas genera otro fenómeno muy conocido: el viento, que es el aire en movimiento desde las regiones de alta presión (anticiclones) a las regiones de baja presión (borrascas). Cuanto mayor es la diferencia de presiones que hay entre estas regiones, más fuerte sopla el viento.
La fuerza del viento se mide con un anemómetro.
Zonas Climáticas
Los climas se pueden agrupar, según la temperatura, en tres grandes zonas climáticas: de climas cálidos, de climas templados y de climas fríos.
Zonas de Climas Cálidos
Los climas de estas zonas se caracterizan por presentar temperaturas elevadas durante todo el año. Se encuentran situados entre el Ecuador y los Trópicos.
Según las precipitaciones que se dan a lo largo del año, diferenciamos tres tipos de climas cálidos:
- Si las precipitaciones son abundantes y constantes durante todo el año, nos encontramos en un clima ecuatorial.
- Si las precipitaciones se concentran en una determinada época del año, nos encontramos en un clima tropical. Este clima presenta dos estaciones: la estación seca y la estación húmeda.
- Si prácticamente no hay precipitaciones, nos encontramos en un clima desértico.
Zonas de Climas Templados
Los climas de estas zonas, situados entre los Trópicos y los Círculos Polares, se caracterizan por temperaturas suaves con cambios evidentes durante todo el año. En los climas de estas zonas es donde se diferencian más las estaciones de primavera, verano, otoño e invierno.
Según la proximidad al mar o a los océanos, se diferencian tres climas en esta zona:
- El clima mediterráneo se caracteriza por veranos secos y calurosos, inviernos suaves, y lluvias poco abundantes, concentradas en la primavera y en el otoño.
- El clima oceánico se caracteriza por temperaturas más o menos suaves durante todo el año y precipitaciones abundantes.
- En el clima continental encontramos variaciones de temperatura más acusadas que en los anteriores. En invierno hace mucho frío y en verano hace mucho calor. Las precipitaciones se concentran en una época del año, normalmente en verano.
Zonas de Climas Fríos
Las zonas de climas fríos tienen temperaturas que pueden llegar a estar muy por debajo de los 0º C. Estas zonas se localizan principalmente en las latitudes altas, cerca de los Polos, y en las zonas de alta montaña (ya que la temperatura disminuye con la altitud).
- El clima polar se caracteriza, además de por las bajas temperaturas, por la ausencia de precipitaciones y, normalmente, por la presencia de fuertes vientos.
- En la alta montaña existe una variación de la temperatura y de la presión con la altitud, hecho que determina un tipo de clima en función de la altitud. Estas diferencias condicionan el crecimiento de un tipo de árboles u otros en forma de bandas a medida que subimos por la montaña.
Contaminación Atmosférica
Los humanos, en especial desde la Revolución Industrial, hemos estado emitiendo gases contaminantes a la atmósfera que producen diferentes efectos que nos afectan a todos, y que con las políticas medioambientales adecuadas, tendríamos que combatir.
- Lluvia ácida: Está causada por la liberación de óxidos de azufre y de nitrógeno a la atmósfera. Estos óxidos reaccionan con el vapor de agua y forman ácido nítrico y sulfúrico, que caen al suelo unidos a la lluvia. La lluvia ácida provoca que los suelos sean más ácidos y reduce su productividad.
- Efecto invernadero: Está causado por los gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono (CO₂) y metano. Estos gases hacen que la atmósfera retenga más calor y aumentan las temperaturas globales.
- Destrucción de la capa de ozono: La capa de ozono protege a la Tierra de la mayoría de las radiaciones ultravioleta solares perjudiciales. Su destrucción está causada principalmente por los clorofluorocarburos (CFC), que se encontraban en sistemas de refrigeración y algunos aerosoles. El uso de CFC se prohibió y actualmente cada vez menos aparatos y productos los contienen.
Hidrosfera
La hidrosfera es la capa formada por toda el agua que hay en la Tierra. Es la capa más evidente desde el espacio (ocupa un 70% de la superficie) y es la responsable directa del color azul de nuestro planeta. Está formada por el agua de océanos, mares, lagos y ríos, pero también por aquellas aguas que no se ven: aguas subterráneas o freáticas.
Además del agua líquida, la hidrosfera también engloba el hielo (tanto el de los polos como el de las montañas) y el vapor de agua de la atmósfera.
La hidrosfera está formada por dos tipos de agua:
- Agua salada: Es aquella que contiene altas concentraciones de sales minerales y que no es apta para el consumo de la mayoría de seres vivos. El agua de los mares y océanos es agua salada y representa aproximadamente un 97% del agua total de la hidrosfera. La sal principal del agua salada es el cloruro sódico (sal común).
- Agua dulce: Es el agua que contiene una cantidad mínima de sales minerales disueltas. Representa aproximadamente el 3% del agua del planeta.
Distribución del agua dulce: De este 3%, un 80% se encuentra en forma de hielo (glaciares y casquetes polares), mientras que un 19% está en forma de aguas subterráneas. Únicamente nos queda un 1% del 3% de agua dulce en forma de agua superficial accesible (ríos, lagos), es decir, un 0,03% del total del agua planetaria. De este pequeño porcentaje, solo una fracción es agua potable, apta para el consumo humano directo. El resto del agua dulce, el agua no potable, se tendrá que potabilizar antes de su consumo.
Propiedades del Agua
- El agua es importante no solo por ser el principal componente de los seres vivos (aproximadamente el 70% de los organismos es agua), sino también porque es el medio donde tienen lugar la mayoría de las reacciones bioquímicas celulares.
- Su alto calor específico permite regular la temperatura y suavizar los climas de las regiones costeras.
- La menor densidad de su estado sólido (hielo) hace que flote sobre el agua líquida. Este fenómeno tiene repercusiones importantísimas: cuando la temperatura ambiental es muy baja, la capa superficial congelada de un lago o mar aísla el agua líquida inferior, permitiendo que se mantenga la vida acuática debajo.
El Ciclo del Agua
El agua está siempre en movimiento, en un ciclo continuo conocido como el ciclo del agua o ciclo hidrológico. Toda el agua del planeta, esté en el estado que esté (sólido, líquido o gaseoso), se encuentra interconectada.
- El calor del Sol evapora el agua de la superficie de mares, océanos, ríos y lagos, que asciende a la atmósfera en forma de vapor de agua. Las plantas también liberan agua a través de la transpiración.
- Cuando el vapor de agua asciende a cierta altura, se enfría y se condensa nuevamente en pequeñas gotas de agua líquida o cristales de hielo, formando las nubes.
- El viento transporta las nubes. Cuando las gotas o cristales crecen lo suficiente o llegan a zonas más frías, el agua que contienen precipita en forma de lluvia, nieve o granizo.
- Una vez en la superficie, parte del agua circula por ríos y arroyos (escorrentía superficial) hasta llegar al mar, otra parte se infiltra en el suelo formando aguas subterráneas, y otra puede ser absorbida por las plantas o evaporarse de nuevo.
Contaminación de la Hidrosfera
Muchas actividades humanas contaminan el agua dulce: los detergentes que utilizamos para ducharnos o para lavar los platos y la ropa, los fertilizantes y pesticidas utilizados en agricultura, los purines (excrementos del ganado, especialmente porcino) o muchos productos industriales como los metales pesados (mercurio, plomo, etc.) y los tintes contaminan el agua.
Una vez que el agua se ha contaminado, ya no la podemos utilizar directamente; debe ser depurada y limpiada. El agua contaminada, o agua no potable, puede causar enfermedades muy graves e, incluso, la muerte de aquellas personas que la consumen.
Pero los humanos no únicamente contaminamos el agua dulce; la contaminación marina también representa un problema muy grave, ya que altera la fauna y la flora de estos enormes ecosistemas. Además, también representa un problema para las personas, ya que los alimentos que obtenemos del mar (pescados, mariscos) pueden estar contaminados.
Las principales fuentes de contaminación marina son:
- El vertido de residuos urbanos e industriales sin tratar.
- Los desechos y vertidos de los barcos durante su navegación.
- La escorrentía agrícola cargada de fertilizantes y pesticidas.
- Los vertidos accidentales de sustancias peligrosas, como el petróleo (mareas negras).
Pero ten en cuenta que la basura que tiramos al mar en un día de playa también contamina.
Otro problema grave, que se está agravando con el cambio climático, es la sequía. La sequía provoca una disminución y limitación de los recursos hídricos disponibles. Para mitigar sus efectos, es fundamental realizar una buena gestión del agua y evitar su derroche.