Meteoyclima00

Apuntes
de
Meteorolog´ıa

Jos´
e Agust´ın Garc´ıa Garc´ıa

Badajoz, Febrero de 2004.

´Indice General
1 Meteorolog´ıa y Climatolog´ıa: concepto

1

2 Composici´
on, estructura y evoluci´
on de la atm´
osfera

5

2.1

Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2.2

Composici´on de la atm´osfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

5

2.2.1

Composici´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.2.2

Nitr´
ogeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.2.3

Ox´ıgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.2.4

Vapor de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .

8

2.2.5

Di´
oxido de carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2.6

El ciclo del CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.7

La perturbaci´
on antropog´enica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3

2.4

Distribuci´on vertical de la masa y composici´on de la atm´osfera . . . . . . . . . . . .14
2.3.1

Distribuci´on vertical de la masa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.2

Variaci´on de la composici´on con la altura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Estructura t´ermica de la atm´osfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4.1

Variaci´on vertical de la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.4.2Variaci´on latitudinal de la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.5

Estructura cinem´atica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.6

El campo de masas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.7

Estructura el´ectrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.8

2.7.1

Lapart´ıculas cargadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.7.2

El campo el´ectrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.7.3

El problema fundamental de la electricidad atm´osferica . . . . . . . . . . . . 25

2.7.4

Ionosfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Origen de la atm´osfera . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.8.1

La atm´osfera primitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.8.2

La evoluci´on del ox´ıgeno en la atm´osfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

´INDICE GENERAL

ii
3 Radiaci´
on

35

3.1

Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 35

3.2

El espectro electromagn´etico

3.3

Caracter´ısticas cuantitativas del campo radiativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1

3.4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Ley inversa del cuadrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Leyes fundamentales de la radiaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
3.4.1

Ley de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.4.2

Ley de Planck

3.4.3

Proceso de extinci´
on. Ecuaci´on de Swardchild . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.5

Espectro solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.6

Laradiaci´on solar fuera de la atmosfera. Influencia del movimiento diurno y ´anuo
de la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.7

3.8

3.9

Interacci´on de la radiaci´on solar con la atm´osfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.7.1

Procesos de scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.7.2...