Introducción al Clima (I)

Geología General, Semestre Otoño 2010Roberto Rondanellironda@dgf.uchile.cl

Departamento de Geofísicawww.dgf.uchile.cl/~ronda/Geologia/

Composición y Estructura Vertical de la Atmósfera

• Tropósfera contienen el 80% de la masa atmosférica.

• La estructura vertical de la atmósfera se explica principalmente por su composición (y por su efecto en la radiación ) y por la condición de borde en la superficie. La radiación solar incidente absorbida por la superficie es transportada en la tropósfera a través de movimientos convectivos (en la vertical).

• Envoltura gaseosa de la tierra. Composición (Presente … Siempre cambiando) N2: 78% O2: 21% Ar: 0.93%H20: 0-5%CO2: 380 ppm Ne, He, CH4, Kr, H2 N20, O3

Imagen de satélite del canal de vapor de agua

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¿Qué es el clima?

• Variaciones de las condiciones del sistema atmósfera-hidrósfera-litósfera-biósfera que ocurren en escala de tiempo suficientemente largas. (para ser más precisos, escalas de tiempo de algunos años)

http://www.nsf.gov/geo/adgeo/geo2000/report_images/climate_system.gif

Temperatura Promedio Superficie

http://www.cdc.noaa.gov

Temperatura Promedio 500 mb (~5 km)

Vientos en Superficie

http://www.cdc.noaa.gov

Vientos en altura (~ 10 km)

Resumen de la circulación general

R. Garreaud

Diferencias Estacionales

Verano Hemisferio Sur Invierno Hemisferio Sur

JJ

J J

Diferencias Estacionales

Verano Hemisferio Sur

Invierno Hemisferio Sur Dónde están las celda(s) de Hadley!?

La Circulación de Walker

Transporte de Calor y humedad ocurre a través de inestabilidad de gran escala

Inestabilidad Baroclínica en laboratorio

EAPS, MIT

Modelo Climático de Orden Cero

KST

TS

e

e

2554)1(

4/)1(4/1

4

eT

S : Constante Solar (1366 W/m2)

: Albedo (~ 0.3)

: Temperatura efectiva

: Constante de Stefan-Boltzmann

KTTTT es

33~

• El albedo es principalmente función de la cobertura y propiedades ópticas (composición) de las nubes.

• El efecto invernadero representado por T es también función de la composición y cobertura de las nubes (y del resto de las sustancias “invernadero”, vapor de agua, CO2, CH4).

• La cantidad de agua en la atmósfera (en todas sus fases) es una fracción muy pequeña del total de materia (~ 3 %), pero por lejos es la principal sustancia “invernadero”, ~ 2/3 del total.

• Este modelo simple no entrega información sobre la estructura vertical o espacial del clima.

Equilibrio Radiativo-Convectivo

•En equilibrio radiativo la atmósfera toma una estructura vertical que es inestable a la convección. • En el caso de estar permitida la convección actúa redistribuyendo parte de la energía absorbida en la superficie .

Balance Radiativo promedio en la atmósfera

• Tope• Superficie 0266966161

0239239

SHLHIRS

IRS

Distribución espacial y temporal de la radiación incidente

(Liou,2002)

10S-30S, 100 W-70 W