TRANSPORTE ATMOSFERICO Y DISPERSION DE CONTAMINANTES

Circulacion atmosferica

El aire se mueve a fin de equilibrar los desbalances de presión causados por el calentamiento diferencial de la superficie terrestre.

A medida que se traslada de áreas de alta presión a áreas de baja presión, el viento es influido significativamente por la presencia o ausencia de la fricción.

Por consiguiente, los vientos superficiales se comportan de manera diferente que los vientos en altura debido a las fuerzas de fricción que actúan cerca de la superficie terrestre.

La rotación de la Tierra modifica la circulación atmosférica pero no la produce, ya que, esencialmente, la atmósfera rota con la Tierra.

El movimiento del aire ayuda a evitar que las concentraciones de los contaminantes liberados al aire alcancen niveles peligrosos.

Presión atmosférica La presión atmosférica es causada por

moléculas de aire (por ejemplo, oxígeno o nitrógeno) que chocan tanto entre sí como con otros objetos y rebotan.

Es función del número de moléculas atmosféricas en un determinado volumen y la velocidad a la que se desplazan.

Cuando el aire está confinado dentro de ciertos límites, el calentamiento aumenta su presión y el enfriamiento la disminuye.

Cuando se confina en un espacio más pequeño, su presión aumenta pero disminuye cuando se expande en un espacio mayor.

La presión atmosférica depende del peso del aire de la capa superior.

1. VELOCIDAD Y DIRECCION DEL VIENTO

En la Tierra, el viento es el movimiento en masa del aire en la atmósfera.

Según Günter D. Roth, es "la compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos.

En meteorología se suelen denominar los vientos según su fuerza y la dirección desde la que soplan.

Los aumentos repentinos de la velocidad del viento durante un tiempo corto reciben el nombre de RÁFAGAS.

Los vientos fuertes de duración intermedia (aproximadamente un minuto) se llaman TURBONADAS.

Los vientos de larga duración tienen diversos nombres según su fuerza media como, por ejemplo, BRISA, TEMPORAL, TORMENTA, HURACÁN O TIFÓN.

Las dos causas principales de la circulación atmosférica a gran escala son el calentamiento diferencial de la superficie terrestre según la latitud, y la inercia y fuerza centrífuga producidas por la rotación del planeta.

En los trópicos, la circulación de depresiones térmicas por encima del terreno y de las mesetas elevadas puede impulsar la circulación de monzones.

En las áreas costeras, el ciclo brisa marina/brisa terrestre puede definir los vientos locales.

Mientras que en las zonas con relieve variado las brisas de valle y montaña pueden dominar los vientos locales.

La medición de lavelocidad y dirección delviento se efectúa conInstrumentosregistradores llamadosanemómetros, quedisponen de dos sensores:uno para medir lavelocidad y otro para medir la dirección del viento.

Las mediciones se registran en anemógrafos.

Para que las mediciones sean comparables con las mediciones efectuadas en otros lugares del planeta, las torres con los sensores de velocidad y dirección deben obedecer a normativas estrictas dictadas por la OMM – Organización Meteorológica Mundial.

Medida del viento

La dirección del viento es el punto cardinal desde el que se origina éste y se mide con la veleta.

Por ejemplo, el viento del norte viene, obviamente, desde el norte y se dirige hacia el sur.

En los aeropuertos se usan las mangas de viento para indicar la dirección del viento y estimar la velocidad a partir del ángulo que forma la manga con el suelo.

TIPOS DE VIENTOSa) Los vientos globales, constantes o

planetarios,

Se generan principalmente como consecuencia del movimiento de rotación terrestre, que origina un desigual calentamiento de la atmósfera por la insolación y proceden de centros de acción dispuestos en franjas latitudinales de altas y bajas presiones, es decir, de anticiclones y depresiones.

Estos cinturones se disponen aproximadamente en las latitudes ecuatoriales, subtropicales y polares (círculos polares) y se encargan de transportar una cantidad de energía realmente enorme.

Estos vientos son conocidos como alisios en las latitudes intertropicales y vientos del oeste en las

zonas templadas.

Otro tipo de viento planetario es el monzón que afecta a Asia y el océano Índico y se genera por la diferencias estacionales de temperatura entre los continentes y el mar.

VIENTOS REGIONALES

Son determinados por la distribución de tierras y mares, así como por los grandes relieves continentales.

Los monzones también podrían considerarse como vientos regionales, aunque su duración en el tiempo y su alternabilidad estacional los convierten más bien en vientos planetarios.

VIENTOS LOCALES Los vientos locales presentan un

desplazamiento del aire desde zonas de alta presión a zonas de baja presión, determinando los vientos dominantes y los vientos reinantes de un área más o menos amplia.

Brisas marina y terrestre Brisa de valle Brisa de montaña

Viento catabático:Vientos que descienden desde las alturas hasta el

fondo de los valles producido por el deslizamiento al ras de suelo del aire frío y denso desde los elementos del relieve más altos.

Aparecen de forma continuada en los grandes glaciares,

adquiriendo enormes proporciones en la capa de hielo

De Groenlandia y de la Antártida, donde soplan aVelocidades continuas que superan los 200 km/hmotivado por la ausencia de obstáculos que frenan su aceleración.

Viento anabático:

Vientos que ascienden desde las zonas más bajas hacia las más altas a medida que el sol calienta el relieve.

PRINCIPIOS DE TRANSPORTE Y DISPERSION

El transporte y dispersión de contaminantes del aire ambiental están influenciados por complejos factores.

Las variaciones globales y regionales del clima y las condiciones topográficas locales afectan el transporte y dispersión de los contaminantes.

En una escala mundial, las variaciones del clima influyen sobre el movimiento de los contaminantes.

Por ejemplo, la dirección predominante de los vientos en Centroamérica y norte de Sudamérica es de este a oeste.

En Norteamérica y sur de Sudamérica es de oeste a este.

En un nivel más local, los principales factores del transporte y dispersión son el viento y la estabilidad.

La dispersión de contaminantes de una fuente depende de la cantidad de turbulencia en la atmósfera cercana.

La turbulencia puede ser creada por el movimiento horizontal y vertical de la atmósfera. El movimiento horizontal es lo que comúnmente se llama viento.

La velocidad del viento puede afectar en gran medida la concentración de contaminantes en un área.

Mientras mayor sea la velocidad del viento, menor será la concentración de contaminantes.

El viento diluye y dispersa rápidamente los contaminantes en el área circundante.

El movimiento vertical de la atmósfera también afecta el transporte y dispersión de los contaminantes del aire.

Cuando los meteorólogos hablan sobre la “estabilidad atmosférica” hacen referencia al movimiento vertical.

Las condiciones atmosféricas inestables producen la mezcla vertical.

Generalmente, durante el día el aire cerca de la superficie de la tierra es más caliente y liviano que el aire en la atmósfera superior debido a la absorción de la energía solar.

El aire caliente y liviano de la superficie sube y se mezcla con el aire frío y pesado de la atmósfera superior que tiende a bajar.

Este movimiento constante del aire crea condiciones inestables y dispersa el aire contaminado.

Debido a los factores que determinan el transporte y dispersión de los contaminantes, la contaminación del aire

producida en una región puede tener efectos adversos sobre los lagos y bosques de otra región.

Las grandes ciudades rodeadas de una topografía compleja, como valles o cadenas montañosas, a menudo experimentan altas concentraciones de contaminantes del aire.

EFECTOS DEL AIRE El viento actúa como agente de transporte,

enefecto, interviene en la polinización

anemófila, en eldesplazamiento de las semillas.

Es también un poderoso agente erosivo, en especial en las zonas de clima seco o desértico, donde los granos de arena arrastrados por el viento pueden llegar a la transformación y hasta la denudación (es decir, la completa remoción) de las formas del relieve.

Agente de sedimentación, ya que cuando el viento

pierde velocidad, deposita los materiales que

transporta.

La arena forma acumulaciones llamadas dunas, que se desplazan en la dirección del viento a

medida que los granos van siendo arrastrados desde

la cara enfrentada al viento (barlovento) hacia la

cara opuesta al viento (sotavento).

FUERZA DE CORIOLIS Se trata de una fuerza aparente causada por la rotación de la Tierra bajo la acción del movimiento del aire.

Observado desde el espacio, este movimiento de aire (o cualquier movimiento libre de un objeto, para el caso) parece seguir una línea recta.

Pero para una persona que se encuentra en la Tierra, este movimiento aparenta haberse desviado.

causa una desviación del aire a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur.

Lo mismo sucede cuando el viento sopla. Esta fuerza aparente en el viento:

Aumenta a medida que se incrementa la velocidad del viento.

Permanece en ángulos rectos en relación con la dirección del viento.

Crece cuando la latitud aumenta (es decir, la fuerza es mayor en los polos y cero en el ecuador.)

FUERZA DEL GRADIENTE DE PRESION

La presión que equilibra la fuerza que tiende a mover el aire de la presión alta a la baja.

El gradiente de presión es la tasa y la dirección del cambio de presión.

GRADIENTE VERTICAL DE TEMPERATURA El gradiente vertical de temperatura se define como el gradiente en el que la temperatura del aire cambia con la altura.

El verdadero gradiente vertical de temperatura de la atmósfera es aproximadamente de 6 a 7 °C por km (en la troposfera) pero varía mucho según el lugar y la hora del día.

Una disminución de temperatura con la altura se define como un gradiente vertical negativo y un aumento de temperatura con la altura como uno positivo.

El comportamiento de la atmósfera cuando el aire se desplaza verticalmente depende de la estabilidad atmosférica.

Una atmósfera estable resiste la circulación vertical; el aire que se desplaza verticalmente en ella tiende a regresar a su posición inicial.

Esta característica de la atmósfera le confiere la capacidad de dispersar los contaminantes emitidos al aire.

Para comprender la estabilidad atmosférica y su importancia en la dispersión de la contaminación, es fundamental al entender los mecanismos de la atmósfera porque están relacionados con la circulación atmosférica vertical.

Gradiente adiabático seco Gradiente vertical adiabático húmedo Gradiente ambiental

Gradiente adiabático seco

Una porción de aire más cálida que el aire circundante no transfiere calor a la atmósfera.

Cualquier cambio de temperatura producido en la porción de aire se debe a aumentos o disminuciones de la actividad molecular interna.

Estas modificaciones se producen adiabáticamente y se deben sólo al cambio de la presión atmosférica provocado por el movimiento vertical de la porción de aire.

Un proceso adiabático es aquel en el que no se produce transferencia de calor ni de masa a través de las fronteras de la porción de aire.

 Gradiente vertical adiabático húmedo Al elevarse, una porción de aire seco que

contiene vapor de agua seguirá enfriándose en el gradiente vertical adiabático seco hasta que alcance su temperatura de condensación o punto de rocío.

En este punto, la presión del vapor de agua iguala a la del vapor de saturación del aire y una parte del vapor de agua se comienza a condensar.

La condensación libera calor latente en la porción de aire y, por consiguiente, el gradiente de enfriamiento de la porción disminuye.