Capitulo VI Termodinamica de la Atmosfera

TERMODINAMICA DE LA
ATMOSFERA

Consideraciones generales
 La Termodinámica trata de las
transformaciones del calor en otras
formas de energía y viceversa.
 Aplicada a la atmósfera, nos ayudan a
explicar muchos de los procesos
atmosféricos,
entre
ellos
la
condensación, precipitación formación
de nubes, tormentas, etc

Parcela de Aire o Porción de
aire
 Teóricamente infinitesimal, es uncuerpo
nítido de aire (un número constante de
moléculas) que actúa como un todo.
 Al ser independiente, no se mezcla
fácilmente con el aire circundante.
 El intercambio de calor entre la porción de
aire y sus alrededores es mínimo y su
temperatura, generalmente uniforme.
 Una porción de aire es análoga al aire
contenido en un globo

Variables de estado
 Para la Termodinámica, una muestra de aireestá definida por su composición, su masa, su
volumen, su presión y su temperatura.
 En la mayor parte de los procesos físicos, una
muestra de aire permanece compuesta de las
mismas partículas y, por consecuencia su
composición y su masa permanecen invariables
 En estas condiciones, el estado de la muestra
está definido por su presión, su volumen y su
temperatura, las cuales pueden variar en eltiempo y el espacio

Movimiento vertical
 El grado en el que una porción de aire se
eleva o desciende depende de la relación
existente entre su temperatura y la del aire
circundante.
 Mientras más alta sea la temperatura de la
porción de aire, esta se elevará, mientras
más fría, descenderá.
 Cuando la temperatura de la porción de
aire y la del aire circundante son iguales, la
porción no seelevará ni descenderá a
menos que sea bajo la influencia del flujo
del viento

Convección
Columna de aire
ascendente y en
expansión

Clases de Convección:
-Convección Libre
- Convección Forzada

Las flechas representan la
disminución de la presión
atmosférica actuando sobre la
masa ascendente

Superficie

Subsidencia

NIVEL DE CONDENSACION

h = 123,5 (T – Td)

Análisis del Gradiente TérmicoVertical
Z(m)

 A 

T
(0  5)
C

5
Z
(1  0)
km

 B 

T
(0  10)
C

10
Z
(1  0)
km

C 

T
(0  15)
C

15
Z
(1  0)
km

1000

A
0

0

5

B
10

C
15

T(°C)

SPIM (LIMA) 26 MAY 2012 12:00 UTC
P(hPa)
1011
1000
969
927
925
906
905
892
890
864
850
831
821
801
774
745
729
706
700
662
622
550
500
485
440
418
400
359
344
332
330
300
297
259
250

Z(m)
13
102
369
745
763
938
947
10691087
1341
1483
1679
1784
1996
2292
2618
2802
3074
3146
3600
4106
5106
5880
6113
6859
7251
7580
8376
8691
8952
8997
9680
9749
10696
10940

T(ºC)
17.4
16.3
15.1
13.3
13.2
12.2
12.2
12.7
12.8
23.6
23.0
22.1
21.6
20.5
19.0
16.8
17.2
14.7
14.0
10.7
7.1
-0.1
-5.7
-7.5
-13.4
-16.5
-18.3
-22.7
-24.4
-25.9
-26.1
-31.5
-32.1
-41.0
-43.3

Td(ºC)
16.1
15.2
14.2
12.8
12.7
11.7
11.7
1.4
-0.2
-4.4
-9
-2.8
0.6-3.8
-10.0
-1.2
-14.8
-16.5
-17
-21.6
-26.7
-36.9
-44.7
-43.6
-40.3
-38.5
-54.3
-60.4
-62.8
-64.8
-65.1
-55.5
-55.5
-56.1
-56.3

HR(%)
93
93
94
97
97
97
97
46
41
15
11
19
25
19
13
29
10
10
10
9
7
4
3
4
8
13
3
2
2
1
1
8
8
18
22

r(g/kg)
11.51
10.97
10.6
10.09
10.07
9.62
9.63
4.77
4.26
3.21
2.29
3.78
4.89
3.61
2.32
4.73
1.67
1.49
1.45
1.03
0.69
0.3
0.14
0.17
0.26
0.33
0.06
0.03
0.02
0.02
0.02
0.07
0.070.07
0.07

DD(º)
180
175
160
65
70
98
100
110
111
127
135
145
145
145
149
154
156
160
160
155
120
150
150
155
180
188
195
205
235
255
255
255
260
270
280

V(kt)
4
5
6
3
3
4
4
5
5
9
11
13
15
18
17
16
16
15
15
16
16
20
14
14
29
26
23
24
17
23
24
35
35
26
25

(K)
289.4
289.6
290.9
292.7
292.8
293.5
293.6
295.4
295.6
309.4
310.2
311.3
311.8
312.9
314.3
315.4
317.8
317.9
318.0
319.4
320.9
323.9
326.0326.6
328.4
329.3
331.1
335.6
337.4
338.9
339.1
340.9
340.9
341.5
341.6

e(K)
321.9
320.5
321
321.6
321.7
321.2
321.4
309.6
308.4
319.8
317.8
323.5
327.5
324.7
322.1
330.8
323.6
323.1
323
323.1
323.5
325.1
326.6
327.3
329.4
330.6
331.4
335.8
337.5
339.0
339.2
341.2
341.2
341.8
341.9

v(K)
291.4
291.5
292.7
294.5
294.6
295.2
295.3
296.2
296.4
310.0
310.7
312.0
312.8
313.6
314.8
316.3
318.1...