Introducción al Clima (I)
Geología General, Semestre Otoño 2010
Roberto Rondanelli
[email protected]
Departamento de Geofísica
www.dgf.uchile.cl/~ronda/Geologia/
Composición y Estructura Vertical de la
Atmósfera
•
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
•
•
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).
Imagen de satélite del canal de vapor
de agua
• wv_s_color1_t_jf.qt
¿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
J
J
Verano Hemisferio Sur
Invierno Hemisferio Sur
J
J
Diferencias Estacionales
Verano Hemisferio Sur
Dónde están las celda(s) de Hadley!?
Invierno Hemisferio Sur
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
4
S
: Constante Solar (1366 W/m2)
1/ 4

: Albedo (~ 0.3)
Te
: Temperatura efectiva
(1   ) S / 4   T e
 (1   ) S 
Te  

4


 255 K

: Constante de Stefan-Boltzmann
Ts  Te   T
 T ~ 33 K
• 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
 S   IR  239  239  0
 S   IR   LH   SH  161  66  69  26  0
Distribución espacial y temporal de la
radiación incidente
(Liou,2002)
10S-30S, 100 W-70 W
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