Caso No. 2 - ¿Cual es la estructura de la atmósfera?

CLAVES:

la Tierra tiene una atmósfera "rnezcladora": excepto a grandes alturas, los elementos químicos principales en ella - nitrógeno y oxígeno - están bien mezclados. La parte de la atmósfera que puedes tocar es la troposfera; ésta es la parte inferior de la atmósfera donde se producen la mayor parte de las nubes y otros fenómenos meteorológicos. Los seres humanos pueden sobrevivir por períodos de tiempo limitados más allá de los 8 km. sin su propia fuente de suministro de aire; sin embargo, la troposfera se extiende hacia arriba aproximadamente de 6 a 11 km. En la parte superior de la troposfera, aproximadamente de 10 a 15 km. sobre la superficie de la Tierra, se encuentra la tropopausa, la cual separa la troposfera de la siguiente capa.

Sobre la tropopausa se encuentra la estratosfera, la cual se eleva hasta aproximadamente 50 km. sobre la Tierra. En esta capa, el ozono, una forma especial de oxígeno, absorbe y dispersa la dañina radiación ultravioleta (UV) del Sol. Esta importante región es donde tienen lugar muchos cambios químicos, razón por la cual es de mucho interés para los científicos del ATLAS y para otros que estudian la atmósfera.

La estratosfera y la siguiente capa, la mesosfera, se conocen como la atmósfera intermedia. La mesosfera comienza inmediatamente sobre la estratosfera y se extiende hasta 85 km. sobre la Tierra. A aproximadamente 100 km., el nitrógeno y el oxígeno ya no están tan bien mezclados.

Sobre la mesosfera se encuentra la termosfera, la cual llega hasta aproximadamente los 600 km. sobre la superficie de nuestro planeta. Esta parte de la atmósfera es muy poco densa: solamente un diez millonésimo (0.0000001) de la densidad del aire al nivel del mar.

Una región singular, llamada ionosfera, comienza hacia la parte superior de la mesosfera y se extiende hasta la parte superior de la termosfera. En esta región, hay muchas partículas electrizadas llamadas iones y electrones. Es posible hacer rebotar (reflejar) las ondas de radio en los electrones para enviar mensajes a distintas partes de la Tierra. Cuando explosiones de energía se expelen del Sol (protuberancias solares), se perturba la ionosfera, y se pueden interrumpir las comunicaciones de radio, teléfono y televisión por medio de satélites.

El campo magnético de la Tierra, conocido como la magnetosfera, se extiende más allá de la termosfera al vacío del espacio. En el lado de la Tierra que da al Sol, la magnetosfera se extiende hacia afuera hasta casi 9,660 km. sobre la superficie de la Tierra. En el lado opuesto, donde la faz de la Tierra está en la oscuridad, la magnetosfera se extiende mucho más.

Los instrumentos del ATLAS medirán gases de la troposfera y de la termosfera. Estas mediciones se compararán con datos obtenidos anteriormente y con mediciones futuras. los científicos también examinarán la distribución del vapor de agua en la atmósfera intermed ¡a.

 

Investigación: Cambios de temperatura

Debido a que las cumbres de las montañas con frecuencia están cubiertas de nieve, la mayoría de nosotros piensa que 1 a temperatura desciende a medida que ascendemos en la atmósfera. Esto es verdad, pero sólo hasta cierto punto. Dentro de la troposfera, las temperaturas descienden de aproximadamente 17 ºC a aproximadamente -52 ºC. En la tropopausa, el descenso de las temperaturas "hace una pausa". En la estratosfera, el ozono absorbe la luz ultravioleta. La energía resultante de esta reacción emite calor, haciendo que las temperaturas aumenten gradualmente hasta los - 3 ºC. Sobre la estratosfera se encuentra la mesosfera, la capa más fría, donde las temperaturas descienden a -93 ºC. la siguiente capa se vuelve a calentar: las temperaturas en la termosfera pueden alcanzar los 1,727 ºC.

Materiales necesarios:

Procedimiento

En el lado izquierdo de la gráfica se muestran varias alturas. Utiliza la información de la sección de las CLAVES para trazar líneas que muestren dónde comienza y termina cada capa, y anota el nombre de las capas. Ahora escoge colores para representar cada capa. Colorea las capas. Asegúrate de colorear los rectángulos de la clave en la parte inferior de la gráfica.

Preguntas

¿Cuál de las capas es la más caliente? ¿Qué color sería apropiado?

¿Cuál de las capas es la más fría? ¿Qué color le vas a dar?

¿Qué colores vas a escoger para las capas restantes?

Para las misiones del ATLAS, el Transbordador (Shuttle) gira en una órbita de aproximadamente 300 km. sobre la Tierra. ¿En qué capa viaja?

Dibuja el Transbordador en la gráfica a la altura correcta. Las misiones del ATLAS estudian la atmósfera intermedia. ¿Qué capas crees que están incluídas?

Relacionando la ciencia con . . .

El lenguaje: En un diccionario que dé el origen de las Palabras, busca los prefijos "trop(o)-", "estrat(o)- "mes(o)-" y "term(o)-".

1 ¿De qué idiomas provienen?

2 ¿Qué significa cada uno de estos prefijos? Escribe otra palabra que provenga de cada una de estas raíces. Trabaja con un compañero para encontrar las respuestas.

Aquí tienes algunos indicios:

a. 'trop" - la parte del Planeta Tierra inmediatamente sobre y debajo del ecuador:


h. "estrat" - un tipo de nube que parece estar compuesta de capas:


c. "rnes" - la capa media de la piel de los seres humanos:


d. "term" - un tipo de manta que es muy eficaz en retener el calor: una manta


Si sabes estas palabras en otro idioma, compártelas con tu clase.


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