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METEOROLOGÍA y CLIMATOLOGÍA (15499) Curso Académico 2010-
TEMA I. INTRODUCCIÓN A LA ATMÓSFERA.
Lección 1.- EL SISTEMA CLIMÁTICO.- Tiempo y clima: Las ciencias atmosféricas. El sistema climático. Ecuaciones de balance: Cálculo de flujos.
Lección 2.- RADIACIÓN SOLAR.- El espectro solar. La constante solar. Distribución geográfica de la radiación solar. Factores astronómicos.
Lección 3.- PROPIEDADES FÍSICAS DE LA ATMÓSFERA.- Composición gaseosa de la atmósfera. Aerosoles. Estructura de la atmósfera. La atmósfera estandart.
Lección 4.- LA PRESION ATMOSFÉRICA.- Variación de la presión y densidad con la altura. Modelos de atmósferas. Atmósfera hidrostática.
Lección 5.- LA HUMEDAD ATMOSFÉRICA.- Termodinámica del vapor de agua. Índices de humedad. Punto de rocío.
Lección 6.- CONDUCCIÓN.- Conducción y transporte molecular: Ley de Fick. Influencia de la litosfera y de la hidrosfera.
Lección 7.- BALANCE SINÓPTICO DE LA RADIACIÓN.- Balance global anual. Flujo meridional de calor. Balance de energía en el sistema sol-atmósfera-suelo. Divergencia del flujo. Los geofluidos.
Lección 8.- INSTRUMENTOS Y OBSERVACIONES, I. - Medida de la radiación solar. Medida de la presión. Medida de la humedad. Medidas en altura. Garita meteorológica y teledetección.
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TEMA II. PROCESOS FÍSICOS EN LA ATMÓSFERA.
Lección 9.- ABSORCIÓN ATMOSFÉRICA.- El espectro de absorción de los componentes gaseosos. Fotoquímica atmosférica. Perfil vertical de absorción. La ozonosfera.
Lección 10.- EL EFECTO INVERNADERO.- Los gases del efecto invernadero. Modelos.
Lección 11.- PROCESOS ADIABATICOS Y ESTABILIDAD.- Procesos adiabáticos en atmósferas hidrostáticas. Enfriamiento adiabático del aire seco. Temperatura potencial. Diagramas termodinámicos.
Lección 12.- EQUILIBRIO EN LA ATMÓSFERA.- Equilibrio hidrostático y convección. El equilibrio hidrostático en un medio en movimiento. Consecuencias de la estabilidad.
Lección 13.- CONDENSACIÓN Y PRECIPITACIÓN.- Mecanismos de nucleación. Crecimiento de gotitas nubosas. Precipitación
Lección 14.- DINÁMICA DE LA ATMÓSFERA, I.- Las leyes de Newton en sistemas no inerciales: Fuerzas aparentes. Campos de fuerzas reales. Órdenes de magnitud.
Lección 15.- DINÁMICA DE LA ATMÓSFERA, II.- La ecuación horizontal del movimiento. Viento geostrófico. Otras aproximaciones.
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BIBLIOGRAFIA.
Font, I.. “El hombre y su ambiente atmosférico”. Instituto Nacional de Meteorología. 1991. Font, I. “Climatología de España y Portugal. Instituto Nacional de Meteorología. 1983 Fuentes, J.L. “Iniciación a la Meteorología y la Climatología. Mundi-Prensa. 2000. Naya, A. “Meteorología Superior”. Espasa Calpe. 1984. Salby, M.L. "Fundamental of Atmospheric Physics". Academic Press, 1996. Wallace, J.M."Atmospheric Science". Academic Press, 1977 J.E. Figueruelo y M.M. Dávila. “Química Física del Ambiente y de los Procesos Medioambientales”. Reverté. 2004 C.N.Hewitt y A.V.JacKson. “Atmospheric Asciende for Environmental Scientists”.Wiley-Blackwell, 2009
EVALUACIÓN : La evaluación constará de dos partes. Un único examen, en fecha a determinar por la Facultad, que constará de teoría y ejercicios numéricos, con una puntuación del 75 % de la calificación final. Las prácticas de laboratorio, que serán de asistencia obligatoria, puntuaran el 25 % restante de la calificación.
TUTORIAS: Joaquín Meliá. Departamento de Termodinámica. ([email protected]) Lunes y martes de 8,30 a 11,30 h.
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Meteorología y Climatología (15499) 9 de Septiembre de 2010 1.- La troposfera: Enumerar las principales características que conozca. 2.- ¿ Que se entiende por atmósfera hidrostática ?. 3.- Definición de punto de rocio. 4.- Finalidad de los piranómetros y modelos que conozca 5.- Enumerar los principales gases del efecto invernadero, indicando la razón por la cual cada uno de ellos influye en el citado efecto. 6.- Explicar brevemente el significado de cada uno de los términos que aparecen en la ecuación de balance de energía en el suelo: Rn + H + G + LE = 0 7.- Comentar la figura adjunta
8.- El enfriamiento adiabático del aire: Indicar en que consiste y que diferencias hay entre considerar una masa de aire seco y de aire húmedo. 9.- Enumerar las analogías y diferencias que conozca entre las fuerzas reales y aparentes que intervienen en la dinámica atmosférica. 10.- ¿En que consiste la aproximación del viento geostrófico ?.
- Una superficie cubierta de nieve tiene un albedo del 73 %. Calcular la radiación solar que es
devuelta a la atmósfera suponiendo que la insolación es de 340 w.m-2.
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Características de un sistema:
Idealización
Estructura / organización.
Integración
Fuerza motora
Intercambiando
Esta característica de intercambio entre diferentes partes del sistema o entre
el sistema y su entorno es fundamental para su comprensión dado que nos
lleva a tres conceptos fundamentales: Gradiente, flujo y equilibrio.
El sistema climático
El estado del sistema queda definido por los valores que toman las que se
conocen como variables de estado, de tal manera que podemos establecer
una correspondencia biunívoca entre el estado del sistema y valores de las
variables de estado. En base a ello los cambios en el estado de un sistema
se pueden evidenciar por el/los cambios de las variables de estado.
Los sistemas naturales son sistemas termodinámicos abiertos. Resultado
de ello es que un sistema abierto, que intercambia masa y energía con otros
sistemas, se encuentra en un cambio de estado constante.
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La clasificación de las distintas escalas espacio/temporales se realiza de acuerdo con
los valores que adoptan las magnitudes espaciales y temporales. Como dimensiones
espaciales nos queda la que llamamos horizontal y la vertical.
Concepto de escala.
Un ejemplo característico de la importancia de la variabilidad temporal nos la puede dar el
campo de vientos, pero quizás más ilustrativo sea el de los valores medios temporales de
las concentraciones atmosféricas de contaminantes, donde es de un uso bastante
generalizado el relacionar los valores de concentración promediados sobre un tiempo t,
respecto a un t 0 , por la expresión:
ct c 0
t
t 0
n
donde: n= 0,5 para t comprendido entre 10 minutos y 6 horas, y
n=0,2 para t inferior o igual a 10 minutos.
Escala Dimensión
vertical
Dimensión horizontal Dimensión
temporal
Microescala 10 m 1 km 1 h
Mesoescala 10 m - 1 km 1 km - 100 km 1 h - 1/2 día
Macroescala 1 km - 20 km 100 km - hemisférica 1/2 d - 1 semana
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Ecuaciones de balance : Rn+G+H+LE=
P+C+∆S+C+Q=
LABORATORIO SISTEMAS
Leyes Procesos
Experiencias de laboratorio Medio natural
Variables Parámetros
Sistemas homogéneos Sistemas heterogéneos
Estabilidad Estacionariedad
Linealidad Ciclos
Conclusiones:
