Introducción a la Meteorologia y Climatologia

Intro to Climate and Meteorology class at ESPOL (2022)

1. OCEG 1030 CLIMATOLOGÍA Y METEOROLOGÍA Clase 1: Introduccion

2. Generalidades y Políticas del curso Aun estamos en Pandemia Covid-19, sin embargo todas las materias del 1-3 semestre serán dictadas presenciales (incluyendo FIO, Oc. Descriptiva y esta materia). Clases teóricas PRESENCIALES Plataforma de gestión de aprendizaje: Aula Virtual (Sidweb-3) En caso de un brote de COVID, la aplicación para video-clase: Microsoft Teams (primario). Evaluaciones PRESENCIALES (semana 8, 16 y 17) La primera TAREA está planificada para ser entregada el 3 de Junio, 11:29am (ANTES DE CLASES). Estará colgado en Aula Virtual pronto. (sidweb-3)

3. Generalidades y Políticas del curso El sitio web de la clase esta en Aula Virtual: https://aulavirtual.espol.edu.ec/courses/9817 . Utilizaremos este medio para enviar/recibir todas las correspondencias. El contenido y todo el material utilizado en clase estará disponible en el sitio web de Aula Virtual, así que revíselo frecuentemente. Asegúrese que las “Notificaciones” estén activadas. Horario Clases: Viernes 11:30 a 13:30 - presencial Exámenes: Martes 08:00 a 10:00 - presencial

4. Generalidades y Políticas del curso El sitio web de la clase esta en Aula Virtual: https://aulavirtual.espol.edu.ec/courses/9817 . Utilizaremos este medio para enviar/recibir todas las correspondencias. El contenido y todo el material utilizado en clase estará disponible en el sitio web de Aula Virtual, así que revíselo frecuentemente. Asegúrese que las “Notificaciones” estén activadas. Horario Clases: Viernes 11:30 a 13:30 - presencial Exámenes: Martes 08:00 a 10:00 - presencial

5. Generalidades y Políticas del curso

6. Evaluación – Climatología y Meteorología EHD Docente 1 Lección / Examen 35% 2 Talleres / Proy Curso 25% EHTA Autónomo 3 Tareas 20% 4 Reportes de investigación 20% 100% 2 – 0 – 4

7. Lecturas asignadas para clases Deben ser completadas ANTES de clases!!!! Las lecturas serán las bases para las preguntas que se hagan en cada clase.

8. Libros / Referencias Frederick K. Lutgens , Edward J. Tarbuck.. (2010). The Atmosphere: An Introduction to Meteorology. (11th Edition). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN-10: 0321756312, ISBN-13: 9780321756312 Otras referencias seran asignadas a tiempo .

9. Porque estudiamos Meteorología? Ejemplos de mi investigación ... Coos Estuary

10. Porque estudiamos Meteorología? Ejemplos de mi investigación ... Coos Estuary Ecuador

11. Porque estudiamos Meteorología? Ejemplos de mi investigación ... Ecuador

12. Definiciones Meteorología Es el estudio de la física, química y dinámica de la atmosfera de la tierra, incluyendo los efectos relacionados a la frontera aire-tierra y aire-océano. Los temas fundamentales incluyen la composición, estructura y movimiento de la atmósfera. Los objetivos relacionados a la meteorología son la comprensión y la predicción correcta de los fenómenos atmosféricos. Climatología La descripción y el estudio científico del clima . 50 a ñ os Climatología descriptiva: la distribución geográfica o temporal de observaciones sobre un periodo de tiempo. Climatología científica: trata de la naturaleza y control del clima de la tierra y las causas de la variabilidad climática, y su cambio en el tiempo. Climatología aplicada: estudia los factores climáticos involucrados en una variedad de problemas relacionados a la planificación, diseño, operaciones y otras actividades que involucran la toma de decisiones de sectores sensitives al clima http://en.wikipedia.org http://www.meted.ucar.edu/dot/print.htm

13. Escalas Escalas temporales y espaciales de movimiento en la atmósfera. Los meteorólogos dividen el movimiento del fluido en 5 escalas diferentes Hay subescalas dentro de estas escalas Estas escalas describen las escalas espaciales y temporales del movimiento https://www.energias-renovables.com/eolica/vortex-les-la-serie-perfecta-20180912

14. Porque estudiamos Meteorología? Tiempo: afecta la forma en que planificamos nuestros días Clima: afecta las plantaciones, turismo, procesos municipales, etc. Anomalía climática: causa daños, pérdida de vidas, pérdida de propiedad (memorable). Incluye, tornados, huracanes, tormentas de nieve, inundaciones, tormentas… y mucho más. Cambio Climático: ¿Cómo cambiarán el tiempo y el clima en el futuro? Afecta la calidad de vida, el suministro de agua, el suministro de alimentos. http://en.wikipedia.org/wiki/November_2005_Iowa_tornado_outbreak http://en.wikipedia.org/wiki/Storm_surge#mediaviewer/File:Hurricane_Ike_Gilchrist_damage.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Blizzard_of_1977

15. Meteorología todos los días: clima Nuestra experiencia típica con el clima es a través de la Televisión, el Periódico, y las apps de pronósticos del clima. Que apps utilizan uds ? Otras fuentes de información: INAMHI Están ubicados en ESPOL-FIMCM!

16. La Atm ó sfera https://www.eluniverso.com/ Objetivos de aprendizaje Tener una comprensión de los principales COMPONENTES de la atmósfera y cómo han cambiado a lo largo del tiempo.

17. La Atm ó sfera https://www.eluniverso.com/ Lectura Asignada para hoy: Capítulo 1 del libro de A. Stull (2015) Practical Meteorology . Lectura Asignada para el próximo Viernes: Escuchar la conferencia de Dr. Rodney Martínez en Colombia, en preparación a su charla en clase.

18. La Atm ós fera Capa muy delgada de una mezcla de gases, cada uno con sus propias propiedades físicas Variabilidad en el espacio: distintas cantidades de partículas líquidas y sólidas en suspensión. Variabilidad en el tiempo http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_David_Keeling#mediaviewer/File:Mauna_Loa_Carbon_Dioxide.png Candel , 1996. Atlas Tematicos

19. Composición de la Atm ós fera Moderna 78% Nitrogen (N 2 ) 21% Oxygen (O 2 ) 1% Argon ( Ar ) Other Gases and Constituents Carbon Dioxide (CO 2 ) – from respiration, combustion, GHG Methane (CH 4 ) – cows, wetlands, rice patties, low oxygen environments, GHG Ozone (O 3 ) – in both the stratosphere (good) and troposphere (bad) Water (H 2 O) – 0-5% variable over the surface of the earth Hydrogen (H 2 ) Helium (He) Carbon Monoxide (CO) Ammonia (NH 3 ) Nitrogen Oxide (NO) Nitrous Oxide (N 2 O) Sulfur Dioxide (SO 2 ) Nitrogen Dioxide (NO 2 ) Particles – Aerosols, dust, smoke Candel , 1996. Atlas Tematicos

20. 20 De donde viene todo el Nitrógeno? El Nitrógeno es volátil en la mayoría de sus formas No es reactivo con materiales que hacen la tierra solida Es muy estable en la presencia de radiación solar En tiempos Geológicos, el nitrógeno (producto de erupciones volcánicas) se ha acumulado en la atmósfera en una cantidad mucho más extensa que el oxígeno Es un componente importante de la vida en la tierra Com posición atmosférica

21. De donde viene todo el oxígeno? La forma principal en que la tierra produce oxigeno es a través de la fotosíntesis. La fotosíntesis produce el 98% del oxigeno, mas que nada por algas y fitoplancton. El 1-2% es producido por la separación de moléculas de agua por la radiación UV http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis.gif Com posición atmosférica

22. Argón El Argón se forma por degeneración radioactiva Se libera lentamente en la atmósfera a través de actividad volcánica Es un gas inerte (y no radioactivo) y no reacciona químicamente, así que se acumula gradualmente en la atmósfera Ojo! Se usa en las luces Neón! Es el gas usado para los colores lila/morado. http://en.wikipedia.org/wiki/Volcanic_gas#mediaviewer/File:MSH04_crater_eruption_image_1213PDT_10-01-04.jpg https://en.wikipedia.org/wiki/Argon Com posición atmosférica

23. Dióxido de Carbono Importante para la fotosíntesis y para determinar la temperatura de la tierra Cambio climático, ya que el CO2 absorbe la energía emitida por el sol de manera muy eficiente Presente en pequeñas cantidades ~0.04% o ~420 ppm (Abril/2022) http://en.wikipedia.org/wiki/Portal:Global_warming Com posición atmosférica

24. 24 Otros componentes: Vapor de agua Varía de 0-4% por volumen Nubes y precipitación. Absorbe o entrega energía cuando cambia de estado (gas-liquido-solido). Calienta la atmosfera, como el CO2 Aerosoles Pequeñas partículas solidas y liquidas, como el polvo, contaminación, sal de mar, ceniza, humo, partículas biogénicas. Ozono… http://en.wikipedia.org/wiki/Sirocco#mediaviewer/File:Sirocco_from_Libya.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Great_Smoky_Mountains#mediaviewer/File:Clifftops4-7-07.jpg Com posición atmosférica

25. Ozono (O3) Concentrado en la estratosfera Nos protege de los rayos UV del sol PROBLEMA - Hoyo de Ozono: Predominantemente en la Antártida, aunque se encontró uno en el Ártico en 2011. Protocolo de Montreal – Lo que puede suceder cuando los científicos y políticos del mundo se ponen de acuerdo! http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hole_in_the_Ozone_Layer_Over_Antarctica_-_GPN-2002-000117.jpg Com posición atmosférica

26. Extensión de la Atmósfera Sin límite claro en la atmósfera superior Se adelgaza rápidamente a medida que aumenta la altitud (la densidad disminuye) La mitad de la atmósfera se encuentra por debajo de ~5,6 km (3,5 millas) La presión disminuye con la altura. La tasa de disminución de la presión no es constante (línea roja) El aire es ALTAMENTE comprimible Presión atmosférica estándar: 1013.25 mb , equivalente a 1013.25 mbar, 760 mm Hg, 29.9212 pulgadas Hg o 14.696 psi.

27. Estructura térmica de la Atmósfera Las siguientes capas se definen en función de la estructura nominal de temperatura de la atmósfera estándar Term ó sfera 84.9 ≤ H km Mes ó sfera 47 ≤ H ≤ 84.9 km Estrat ó sfera 11 ≤ H ≤ 47 km Trop ó sfera 0 ≤ H ≤ 11 km. Casi todas las nubes y el clima ocurren en la troposfera. Los límites superiores de las tres esferas inferiores se nombran: Mesopausa , H = 84.9 km Estratopausa , H = 47 km Tropopausa , H = 11 km

28. 28 Troposfera Aumenta su temperatura por la superficie de la tierra Donde el “clima” ocurre Debido a la mezcla vertical y horizontal del aire La temperatura DECRECE con la altura Gradiente Ambiental de Temperatura, Γ 6.5 °C por km Altamente variable Decrece hasta ~12 km TROPOPAUSA http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmprofile.jpg

29. 29 Estrat ó sfera La Temperatura AUMENTA con la altura Debido a la presencia del OZONO, que aumenta la temperatura en esta capa El Ozono absorbe la radiación solar Máximo en 15-30 km Estudiamos esta capa con Globos meteorológicos Aviones de gran altitud Satélites http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmprofile.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Mount_Pinatubo

30. 30 Mesosfera Temperatura mas BAJA en la atmósfera (~-100 ° C) ya que no recibe el calor de la tierra debido a la presencia del Ozono. La presión es muy baja (pocas moléculas) Es la región menos estudiada de la atmósfera, dada su dificultad para ser “alcanzada” http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmprofile.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Polar_stratospheric_cloud

31. Termosfera Comienza después de la Mesosfera, y no tiene un limite superior definido (cambia en el tiempo y el espacio) La Temperatura comienza a AUMENTAR con la altura… a pesar de que hay pocas moléculas… ? http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmprofile.jpg La Temperatura se define como Velocidad promedio a la cual se mueven las moléculas En esta capa hay pocas moléculas, que han sido sometidas a la energía solar inicialmente. Debido a su alta temperatura, los Gases aquí se mueven muy rápido Si un astronauta expone su mano, no se siente caliente, sin embargo las pocas moléculas existentes tienen altas temperaturas.

32. Ionosfera Entre 80-400 km, coincide con la Termosfera. Es una capa cargada eléctricamente cargada, por lo que es importante para la transmisión de ondas largas de radio. No influencia en el clima diario. Donde ocurren las auroras.

33. Auroras Aurora borealis (northern lights) Aurora australis (southern lights) Closely correlated with solar-flares Geographic location is important (Earth’s magnetic poles) Appear in the night sky as overlapping curtains Bottom at 100 km (62 miles) Tops at 400 km (248 miles or higher)

34. Auroras

35. Aurora Borealis desde la superficie (Noruega)

36. Un fenómeno mas: Inversión térmica Ocurren preferentemente en invierno, valles. El perfil térmico se “invierte”. Atrapa gases efecto invernadero/contaminación. Fuente: enviraiot.com, meted.edu

37. Esmog en Almaty (Kazajistán). Enero de 2014. Esmog en Quito (Ecuador). Fecha desconocida. Contaminacion en Quito http://contaminacioonquito.blogspot.com/2015/06/contaminacion-en-quito_12.html

38. Assignment: Temperature in the Troposphere (in Aula Virtual)