Lurraren Atmosfera: Konposizioa, Egitura eta Dinamika

1. Atmosferaren Bilakaera

Lurraren historian zehar, atmosferaren konposizioa aldatzen joan da.

1.1 Hasierako Atmosfera (duela 4.500 m.u.)

H eta He-z osatutako atmosfera, eguzki-haizearen eraginez berehala kanporatua.

1.2 Jatorri Bolkanikoko Atmosfera

Ondoren, jatorri bolkanikoko atmosfera anoxiko berri batek aurrekoa ordezkatu zuen (CO₂, ur-lurruna, N₂, H₂S). Ordurako, Lurraren eremu magnetikoa sortuta zegoen, eguzki-haizearen aurkako babesa sortuz.

1.3 Atmosfera Oxidatzailea

Azkenik, atmosfera oxidatzailea sortu zen bizitzaren sorreraren ondorioz, zehazki, duela 2.500 m.u. organismo fotosintetikoei esker.

Garai hartan sortu ziren gaur egungo estromalitoak: ziano-bakterioen jarduera fotosintetikoaren bidez sortutako harriak. CO₂-ren finkapena eta O₂-aren ekoizpena gertatu zen.

Emaitza: Oxigenoa geosferan, hidrosferan eta atmosferan pilatu zen. Duela 2.500 m.u., atmosferaren konposizioa gaur egungoaren antzekoa zen.

2. Atmosferaren Konposizioa eta Dentsitatea

2.1 Atmosferaren Konposizioa

• Nitrogenoa (N₂): 78%
• Oxigenoa (O₂): 21%
• Argona (Ar): 1%
• CO₂: 0,04%
• Ur-lurruna, ozonoa, metanoa, S eta N-ren oxidoak...

2.2 Atmosferaren Ezaugarri Fisikoak

a) Masa eta Dentsitatearen Aldaketak Altuerarekin

Airea fluido bat da eta grabitateak bere pisupean konprimitzea eragiten du. Airearen masa gehiena eremu baxuenetan pilatzen da, beraz, dentsitatea altuerarekin txikitzen da. Adibidez: mendi altuetan O₂ botilen erabilera.

b) Presio Atmosferikoaren Aldaketa Altuerarekin

Presio atmosferikoa aire-zutabe baten pisuak (masa x g) eragiten duen indarra da lurrazaleko area-unitateko. Zenbat eta altuago egon, orduan eta aire-zutabe txikiagoa izango da, aire-masa txikiagoa ere izanik. Beraz, presio atmosferikoa txikitzen doa altuerarekin. Adibidez: plastikozko botila baten tamaina-aldaketa altueran eta itsas mailan.

3. Atmosferaren Egitura Bertikala

Airearen tenperaturaren arabera, lau geruza desberdintzen dira. Geruzen arteko mugetan, tenperaturaren aldaketaren joera aldatzen da.

a) Troposfera

Lurrazaletik tropopausaraino (10-15 km-ko lodiera). Bertan, atmosfera-masa guztiaren %99 dago. Tenperatura jaisten doa altuerarekin. Geruza zurrunbilotsua da. Hodei gehienak bertan daude eta fenomeno meteorologikoak bertan ematen dira.

b) Estratosfera

Tropopausa du beheko muga. 50 km-ko altueraraino (estratopausa). Tenperatura altuerarekin igotzen da. Haize horizontal indartsuak izaten dira. Bertan, ozono (O₃) geruza dago. Erradiazioaren xurgapena tenperatura igotzearen arrazoia da.

c) Mesosfera

Estratosfera du beheko muga. 80 km-ko altueraraino (mesopausa). Tenperatura jaisten doa altuerarekin (atmosferako minimoetara iritsiz). Bertan, meteorito gehienak desegiten dira marruskaduraren eraginez (izar-uxoak sortuz).

d) Termosfera edo Ionosfera

Azken geruza. Kanpoko muga lausoa. Atmosferaren dentsitate minimoa du. Erradiazio energetikoenak xurgatzen ditu (X, gamma eta beste). Ondorioz: molekulak ionizatuta gelditzen dira, auroak sortzen dira poloetan, eta tenperatura igotzen da altuerarekin.

4. Lurrazaletik Igorritako Beroaren Ebakuazioa

4.1 Lurzoruko Beroaren Ebakuazioa

Lurzoruak eguzkitik jasotako beroaren zati bat igortzen du atmosferarantz erradiazio infragorri moduan. Zati batek espaziora ihes egiten du, beste zati batek hodeietan islatzen da (negutegi-efektua sortuz), eta beste zati batek atmosferako gasek xurgatzen dute (negutegi-efektua sortuz).

4.2 Urarekin Beroaren Ebakuazioa (Lurrunketa-Kondentsazioa)

Hodeien sorkuntza-prozesuan, beroa ebakuatzen du Lurraren azaletik atmosferantz. Azalean, lurrunketa ematen da (urak azalean dagoen energia xurgatuz). Atmosferan, kondentsazioa ematen da, hodeiak sortuz (energia askatuz).

5. Atmosferaren Babes eta Erregulazio Funtzioak

a) Babes Funtzioak

Meteorito txikien erorketa eragozten du. Magnetosferarekin batera, eguzki-haizearengandik babesten gaitu. X eta gamma erradiazioa (ionizatzaileak) eta ultramore erradiazioa xurgatzen ditu.

b) Erregulazio Funtzioak

Lurrazalak igorritako erradiazio infragorriaren zati bat xurgatzen du, negutegi efektua sortuz. Troposferako tenperatura-aldeak konpentsatzen ditu hodeien sorkuntzaren eta konbekzio-mugimenduen bidez. Atmosferak berotasuna garraiatzen du ekuatoretik poloetarantz.

6. Dinamika Atmosferikoa

6.1 Klimaren Ikerketa

Ikerketa-eskalak: planetarioa (zonazio klimatikoa), hemisferikoa (urtarokotasuna), milaka km-koa (fenomeno meteorologikoak) eta tokikoa (fenomeno aerologikoak).

Eskualde bateko klima bi parametro nagusik definitzen dute: plubiositatearen batez besteko balioa eta urteko batez besteko tenperatura. Bi parametro horiek urte askotan zehar neurtuta. Zenbat eta neurketa gehiago egin, orduan eta datu fidagarriagoak. Joerak, patroiak eta fluktuazioak detektatzen dira.

6.2 Eskualde Bateko Klima Baldintzatzen Duten Faktoreak

• Latitudea: eskualde horren tenperatura baldintzatzen du, bertan dagoen haize-masen mugimendu mota ere bai.
• Altuera: airearen tenperatura eta presio atmosferikoa baldintzatzen ditu.
• Itsasoarekiko hurbiltasuna: tenperatura-aldeak leuntzen ditu eta hezetasuna ematen du.
• Bertako haize nagusiak: tokiko tenperatura (haize beroa edo hotza) eta prezipitazio-kopurua (haize hezeak edo lehorrak) baldintzatzen dute.

6.3 Konbergentzia-Zonak. Zonazio Klimatikoak

Haize-masen joera: haize hotza poloetatik ekuatorrerantz eta haize beroa ekuatoretik poloetarantz.

Lurraren errotazio-mugimenduak Coriolis-en azelerazioa sortzen du: haizearen norabidea desbideratzen du mendebaldera edo ekialdera.

Honen ondorioz, hemisferio bakoitzean hiru aire-masa desberdin sortzen dira ("konbekzio zelulak"): aire polarra (90° eta 65° arteko latitudean), aire epela eta aire tropikala.

Masa horiek elkarreragiten duten zonetan, konbergentzia-eremuak sortzen dira. Aire-masen beheranzko mugimenduek zeru garbiak sortzen dituzte (prezipitazio gutxi): poloetan eta basamortuetan (Sahara, Australia...).

Aire-masen goranzko mugimenduek uraren lurrunketa eta ondorioz kondentsazioa sortzen dute (hodeiak eta prezipitazioak): ekuatore-zonaldean eta latitude ertainetan (Europa, Ipar Amerika...).

Guztira, 7 konbergentzia-eremu daude, 7 zona klimatiko sortuz (ekuadorekiko banda paraleloak): polarra, epel hezea, tropikala, ekuatoriala, tropikala, epel hezea, polarra.

7. Klima Nagusiak

Konbergentzia-eremuek elkarren arteko muga irregularrak dituzte. Beste faktore askok ere baldintzatzen dute eremu bateko klima.

XX. mendean, klimen sailkapena osatu zen: Köppen-en sailkapena. Guztira 30 klima mota, 6 klima nagusitan elkarturik: tropikala, lehorra, epela, kontinentala, polarra eta mendikoa. Klima bakoitzak klimograma bereizgarria du. Adibidez: Nafarroan hiru klima mota daude: epela, lehorra eta kontinentala.

7.1 Klima Zonalak eta Klima Azonalak

• Klima zonala: latitudearen arabera dagokion zona klimatikoarekin bat dator.
• Klima azonala: ez dator bat latitudearen arabera dagokion zona klimatikoarekin.

8. Meteorologia

Troposferan gertatzen diren prozesuen ikerketaz arduratzen den zientzia. Eskala espaziala: ehunka edo milaka km-koa. Denbora-eskala: egun bat edo batzukoa. Fenomeno meteorologikoak sortzen dira aire-masen mugimenduengatik eta aire-masen arteko energia-elkartrukeagatik (hotza-beroa).

8.1 Konbekzioa: airearen mugimendu bertikala.

• Igoera termikoa: aire bero eta hezea, inguruan duen aire hotza baino dentsitate txikiagoa duenez, goraka egiten du. Adibidez: urakanetan, ekaitzetan.
• Konbergentzia: bi aire-masek bat egiten dute lurrazalean eta igo egiten dira. Beroak eta hezeak badira, gora egitean hodei eta prezipitazio asko sortzen dute.
• Igoera orografikoa: erliebeak (mendikatea) aire-masa bat magaletik igotzera behartzen du. Gora egitean, ur-lurruna kondentsatu egiten da, isurialde horretan hodeiak eta prezipitazioak sortuz (Foehn efektua). Adibidez: Kantauriar mendikatea, Himalaya.
• Subsidentzia: aire-masak lurrazalerantz jaistea beheranzko korronteen bidez. Hodeiak desegitea eragiten du, aire-masa berotzen delako (antizikloiak sortzen ditu).

8.2 Adbekzioa: aire-masen mugimendu horizontala.

• Poloak-ekuatorra.
• Aire-masen oszilazioa: konbergentzia-eremuetako bi aldetan ematen dira: aire hotza sartzen da masa beroagoetan, eta alderantziz (fronte hotz eta beroen eraketa).
• Presio desberdineko eremuen arteko aire-fluxuak: aireak goraka egiten duen eremuan, presio atmosferikoa jaisten da. Ondorioz, inguruko airea eremu hori betetzera mugitzen da. Coriolis-en desbideraketa kontuan hartu behar da (iparraldeko hemisferioan, erlojuaren orratzen kontrako mugimendua). Aireak beheraka egiten duen eremuan, presio atmosferikoa igotzen da. Coriolis-en desbideraketa kontuan hartu behar da (iparraldeko hemisferioan, erlojuaren orratzen mugimendua).

Presio-balioak (mb-etan) adierazteko, isobara-lerroak erabiltzen dira: "presio bera duten puntuak elkartzen dituen lerro itxia". Airea presio altuko eremuetatik presio baxuko eremutara mugitzen da. Coriolis-en azelerazioaren eraginez, aireak ia isobara-lerroen norabide paraleloa hartzen du.