guia de estudio y respuestas

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GUIA DE ESTUDIO BLOQUES 1 A 7
RESPUESTAS
1) Explique el concepto de presión atmosférica en términos de la cantidad de masa de
aire por encima de algún determinado nivel
 La atmósfera es la cobertura gaseosa que envuelva a la tierra y se mantiene “adherida” al planeta 
gracias a la fuerza de gravedad del mismo. La tropósfera tiene una altura promedio de 12 km, 
mientras que la capa mas externa de la atmósfera, la exósfera (de muy baja densidad) se extiende 
hasta los 10000 km. El peso total de la columna de aire de una porción de atmósfera por unidad de 
área, por encima de una determinada altura determina la presión en dicho nivel.
2) ¿Por qué la presión decrece con la altura?
 Porque a medida que subimos disminuye la cantidad de aire que se encuentra sobre dicho nivel y
por lo tanto su masa total, resultando una menor presión.
3) ¿Cuál es la capa atmosférica donde ocurren los fenómenos climáticos?
 La tropósfera y tiene una altura media de 12 km.
4) ¿En qué se diferencia clima de tiempo ?
El tiempo es la situación atmosférica en un determinado momento y depende de distintos factores 
tales como temperatura, viento, humedad, nubes, presión atmosférica entre otros. En cambio el 
clima agrupa los datos de una determinada zona durante varios años y el análisis de los mismos 
permite caracterizar por ejemplo las temperaturas promedio, temperatura máximas, mínimas, entre 
otras, en las distintas estaciones del año. Esta caracterización dependerá de la altitud, latitud, 
corrientes oceánicas, entre otras.
5) ¿ Cuál de las siguiente afirmaciones se refiere mas a clima o tiempo atmosférico?
a) Los veranos son cálidos y húmedos (Clima)
b) Nubes cúmulos cubren hoy todo el cielo (Tiempo atmosférico)
c) La temperatura mas baja del último invierno fue de -30 C (Tiempo atmosférico)
6) En la atmósfera, ¿cuál es la diferencia entre advección y convección?
 Advección se refiere al movimiento horizontal de masas de aire con distintas características 
(húmedas, secas, calientes, frías, etc). Convección está relacionado con el movimiento vertical de 
masas de aire, donde masas de aires calientes y húmedas ascienden para formar tormentas.
7) ¿ En qué se diferencia la radiación emitida por el Sol a la emitida por el planeta Tierra?
 Tanto el Sol como el planeta tierra emiten radiación en todas las longitudes de onda, donde el Sol 
tiene su mayor cantidad de energía centrada en longitudes de onda del color amarillo, mientras que 
en la tierra se encuentra en el infrarrojo.
8) Suponga que 500 g de vapor de agua se
condensan para formar una nube en una
habitación. Si suponemos que el calor
latente de condensación es 600 cal/g, a)
¿cuánto calor se liberará al aire?
b) Si la masa total de aire antes de la
condensación es de 100 kg, ¿cuánto se
calentará el aire después del proceso de condensación? Suponga que no hay cambio de presión 
alguno.
Utilice la tabla adjunta.
a) Se liberará 500 g x 600 cal/g = 300000 cal 
b) La energía liberada en a) se utilizará para calentar los 100 kg de aire.
 Sabemos que:
 Calor liberado = Calor Específico Aire * Masa Aire * Cambio de Temperatura
Despejando el Cambio de Temperatura:
Cambio de Temperatura = Calor liberado / (Calor Específico Aire * Masa Aire)
 Cambio de Temperatura = 300000 cal / (0.24 cal g-1 C-1 * 100000 g) 
 Cambio de Temperatura = 12.5 Cº, 
La temperatura de la mezcla de 100 kg aumentará su temperatura en 12.5 Cº
9) ¿Cuáles son las condiciones mas favorables en una noche de invierno para tener
temperaturas mínimas muy bajas e inversión por radiación?
Corresponde a días despejados (sin nubosidad, ni humo en el ambiente) con muy bajo contenido de 
vapor de agua en la atmósfera. De esta manera el calor liberado por radiación hacia el espacio, no es
re-emitido hacia la superficie terrestre, produciéndose un marcado descenso de la temperatura cerca 
del suelo.
10) Dos ciudades tiene exactamente la misma cantidad de vapor en el aire. A las 6:00
a.m. la humedad relativa de una ciudad es de 93%, mientras que a las 3:00 pm, la
humedad relativa en el otra ciudad es de 28%. Explique como esto puede ser posible.
La humedad relativa se define como el cociente entre la presión actual de vapor respecto a la 
presión de saturación. Como a medida que la temperatura se incrementa, aumenta la capacidad de la
atmósfera de contener vapor de agua antes de que se inicie la condensación (aumenta presión de 
vapor de saturación) y por consiguiente disminuye la humedad relativa.
11) ¿Bajo que condiciones la base de una nube cumulo nimbus se encuentra en su nivel
mas alto? Suponga los siguientes datos de temperatura del aire y punto de rocío. 
(a) 35°C, 14°C; (b) 30°C, 19°C; (c) 34°C, 9°C; (d) 29°C, 7°C; (e) 32°C, 6°C.
 Recordar: Para encontrar el nivel de condesación por ascenso, se debe subir por la adiabática seca 
para la temperatura y la línea de igual relación de mezcla para el punto de rocío. Donde estas líneas 
se intercepten, corresponde al nivel de condensación.
 Se adjunta un diagrama SKEW-T en blanco como guía para obtener los niveles de condensación.
 Isohume: Líneas de igual relación de mezcla
 Isobar : Líneas de igual presión
 Dry Adiabat: Adiabática Seca
 Moist Adiabat: Adiabática Húmeda
 
 
TEMPERATURA (C) PUNTO DE ROCIO (C) PRESIÓN (hPa) ALTURA (km)
35 14 770 2
30 19 900 0.9
34 9 725 2.5
29 7 750 2.2
32 6 690 2.9 (nivel mas alto)
12) Explique el proceso de Bergeron, para producir precipitación
 Es el proceso a través del cual los cristales de hielo en la atmósfera crecen por sublimación de las 
gotitas subenfríadas. Esto se debe principalmente al mayor valor en la presión de vapor de agua de 
equilibrio con las gotitas de agua respecto a los cristales de hielo.
13) Los pilotos a menudo en inglés dicen “high to low, look out
below.” En términos de temperatura y presión puede explicar que significa esto?
 En español esta frase se traduciría...”cuando viajes de un centro de alta presión hacia uno de baja 
presión tener cuidado con la distancia al piso….” Esto se refiere al desnivel de las distintas isobaras 
respecto a la superficie terrestre. Cuando se viaja desde una alta presión hacia una baja, la altura de 
una isobara determinada va disminuyendo su altura, y en algún caso extremo puede llegar a “tocar” 
el suelo. Si el piloto, utiliza solo dicha isobara con su medidor de presión para determinar la altura a
la que se encuentra estaría en serios problemas!!!!!
14) ¿Qué es el viento geostrófico?.
 Es la velocidad del viento horizontal para la cual se cumple un equilibrio entre la fuerza de Coriolis
y el gradiente horizontal de presión
15) ¿Es posible tener viento geostrófico en el ecuador? ¿Por qué?
No es posible tener viento geostrófico en el ecuador, ya que la fuerza de Coriolis es nula y por lo 
tanto no se puede establecer el equilibrio con el gradiente horizontal de presión.
16) ¿Qué condiciones atmosféricas son necesarias para que nieve aún cuando la
temperatura de la atmósfera cerca del suelo esté por encima del nivel de congelación?
La condiciones necesarias para esto ocurra es que el ambiente esté lo suficientemente seco como 
para que la temperatura de búlbo húmedo se encuentre por debajo de los ceros grados. Al comenzar 
a derretirse parte del copo de nieve permitirá que la temperatura del aire del ambiente cercano al 
copo descienda hacia la zona de temperaturas negativas evitando que la nieve se siga derritiendo.
17) Describa como el tiempo atmosférico y el clima afectan en la actividad de las
personas
 La vida cotidiana de las personas se encuentra afectadas por el tiempo atmosférico. Los valores 
de distintas variables atmosféricas, tales como la temperatura, humedad, precipitación nos 
determinan por ejemplo como debemos vestirnos o si tenemos que usar paragüas, mas abrigo, etc.
El clima de una región afecta de distintas formas la actividad de las personas. Por ejemplo el 
conocimiento de las temperaturas promedios, máximasy mínimas, cantidad de precipitación en una 
región durante una estación (verano, invierno,etc), son determinantes en la toma de decisiones para 
elegir el tipo de actividad agrícola y ganadera que es posible llevar a cabo en una determinada 
región.
 
 
18) ¿ Por qué el calor latente es una fuente importante de energía en la atmósfera?
 Esta fuente importante de energía que proviene de los cambios de estado del agua, entre las 
funciones más importante en los procesos físicos mas importante en la atmósfera, permite la 
formación de tormentas, regulando los cambios de temperatura en los distintos procesos 
termodinámicos.
19) ¿Por qué las líneas de adiabática húmeda y la seca son casi paralelas en la capas
superiores de tropósfera?
 
 La capacidad de contener vapor en la atmósfera disminuye a medida que la temperatura 
desciende. Como la temperatura disminuye con la altura, la cantidad de vapor desciende 
notablemente hasta llegar a valores muy pequeños a grandes alturas (mayores a 10 km), por lo tanto
los procesos termodinámicos pueden considerarse aproximadamente secos o libres de vapor de 
agua.
 
20) ¿Qué es mas pesado el aire húmedo o seco?- Explique el rol que puede jugar esta
diferencia en mecanismos disparo de tormentas.
 El aire seco es mas pesado que el aire húmedo. Si pensamos el avance de una masa de aire seca, 
hacia una masa de aire húmeda, vemos que esta última puede ser obligada a ascender al ser más 
liviana que la primera, con la consecuente probabilidad de formación de tormentas.
21) Explique como la configuración de los movimientos de las masas de aire juegan un
papel importante tanto en la formación como supresión de nubes: convergencia en
superficie, convergencia en altura, divergencia en altura, divergencia en superficie.
Teniendo en cuenta la conservación de la masa, vemos que si aire es forzado a converger cerca del 
suelo, el único camino posible es continuar su movimiento hacia la capas superiores de la 
atmósfera. En caso que se tengan las condiciones de temperatura y humedad adecuadas, se formarán
tormentas. Procesos de ascenso forzado también es posible con movimiento de masas de aires 
divergentes en la capas mas altas de la tropósfera.
Movimiento descendentes forzados en las atmósfera son posibles cuando disponemos de 
convergencia de masas de aire en la capas altas y divergencia en las capas mas bajas de la 
tropósfera. 
22) De acuerdo al siguiente gráfico, explique el posible mecanismo que favorezca el
derretimiento de la nieve cerca de los árboles.
La energía electromagnética emitida por el Sol está concentrada mayoritariamente en la región de 
las ondas cortas (color amarillo), para la cual la nieve es un buen elemento reflectante, actuando 
como un espejo. En cambio los árboles, absorben dicha energía del Sol, para luego re-emitirlas en 
longitudes de ondas electromagnéticas mas largas. Estás últimas son absorbidas ahora por la nieve, 
favoreciendo el derretimiento de la misma. 
23) ¿Qué es el efecto invernadero?
 Se denomina efecto invernadero, al mecanismo por el cual la energía de radiación emitida por el 
suelo queda parcialmente “atrapada” cerca de la superficie del planeta, como consecuencia de la 
presencia de gases o capas nubosas que absorben parcialmente dicha energía para luego re-emitirla 
hacia la superficie. Este proceso promueve la elevación de la temperatura promedio de la capa 
atmosférica donde ocurre el efecto invernadero.
24) ¿Por qué la amplitud térmica diaria en días nublados es menor que en días
despejados?
 Al permitir que parte de la energía de radiación emitida por el suelo quede atrapada por el efecto 
invernadero , las fluctuaciones de la temperatura disminuye limitándose además las posibilidades 
que la radiación del Sol llegue al suelo y luego sea re-emitida totalmente hacia el espacio.
25) En base a la figura, por qué el puente se congela antes que la ruta?
 Esto ocurre porque el puente tiene una mayor superficie expuesta para la transferencia de calor 
con el medio ambiente. Como consecuencia de esto disminuye mas rápidamente la temperatura del 
puente comparada con el resto del asfalto.
26) Explique cómo y por qué cada una de las siguentes cantidades varían en una parcela
de aire (con cantidad de vapor de agua constante) se eleva, expande y enfría:
(a) Humedad Absoluta;
 Disminuye
(b) Humedad Relativa;
 Aumenta
 
(c) Presión de Vapor
 Disminuye
(d) Presión de Saturación de Vapor.
 Disminuye
27) La temperatura del aire durante la noche disminuye hasta alcanzar el punto de rocío,
produciendo neblina. Antes que ésta se forme el aire se enfría a razón de 2°C / hora. Una
vez que rocío se formó, la temperatura disminuye a razón 0.5°C / hora. Enuncie dos
razones que contribuyan al enfriamiento mas lento una vez formada la neblina.
 La dos principales razones que contribuyen a esta disminución en la tasa de enfriamiento es:
 A) la energía extra liberada en forma de calor latente debido al cambio de fase durante la 
condensación.
 B) El efecto invernadero creado por la presencia de la neblina cerca del suelo.
28) Si el cielo está completamente nublado y está lloviendo, explique si la nube que se
encuentra encima suyo es de tipo nimbostratus o cumulonimbus.
 Si el cielo está completamente nublado y está nublado implica que la zona precipitante está 
asociada a nubes que se han formado por mecanismos de ascenso de escalas sinóptica los cual 
favorece a la génesis de nubes tipo nimbostratus. En cambio, las nubes cumulonimbus tiene un 
carácter de ascenso mas violento y localizado, lo cual se manifiesta por una parcial cobertura 
nubosa.
29) ¿Por qué las nubes cumulonimbus tienen los topes planos en forma de yunque?
 Dada la grande energía disponible para el ascenso de las parcelas de aire en una nube 
cumulonimbus, se desarrollan grandes velocidades verticales que permiten llegar hasta la 
tropopausa (altura media de 12 km) , donde se produce un equilibrio termodinámico que no permite
que continúe el ascenso. Como consecuencia una vez que las parcelas llegaron a este techo térmico, 
continúan su trayectoria en forma horizontal, dando a los topes de las nubes cumulonimbus forma 
de yunque.
30) En base a los datos que provee la tabla
adjunta calcular:
a)¿Cuál es la humedad relativa a 25 °C con un
punto de rocío de 15 °C?
b) ¿Cuál es el punto de Rocío de una masa de
aire a 24 °C con una humedad relativa
de 45 %?
a) HR= e/eS * 100
 En forma aproximada de los datos de la tabla
y de interpolación lineal (ecuación de la recta)
 P= (Pf – Pi)/(Tf-Ti) * (T-Ti) + Pi
 
Donde los subíndices indican la valores iniciales
y finales de cada intervalo de presión P y
temperatura T, tomado para realizar la
interpolación.
Por ejemplo para T =15 C y T=25 C las presiones parciales de vapor son 
 P=(17.7 mb – 14.8 mb) /(16 C - 13 C) * (15 C-13 C) + 14.8 mb = 16.7 mb
 P=(35 mb – 29.6 mb) /(27 C - 24 C) * (25 C-24 C) + 29.6 mb = 31.4 mb
 HR= 16.7 mb / 31.4 mb *100
 
 HR = 53 %
 
 
b) HR = 45 % y T=24 C , para 24 C según tabla nos corresponde es =29.6 mb
 como HR = e / es *100 
 e = HR . es *100 
 e = HR . es /100 
 e = 45. (29.6 mb) /100
 e = 13.32 mb
Utilizando interpolación lineal:
 P= (Pf – Pi)/(Tf-Ti) * (T-Ti) + Pi despejando para T
T = (P-Pi)/(Pf – Pi)*(Tf-Ti) + Ti
 T =(13.32 mb -12.3 mb) /(14.8 mb – 12.3 mb) * (13 C-10 C) + 10 C
 T= 11.2 C (punto de Rocío)