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PRESION ATMOSFERICA
¿Qué es la presión atmosférica?
Antes deberíamos responder ¿qué entendemos por presión?
Muchas personas confundimos presión con fuerza. Diríamos que presión es “casi” una fuerza. Veamos la confusión: Observe las siguientes figuras: una caja sobre la mesa, y un zapato de mujer con taco de “aguja”.
Relación entre presión y fuerza
La caja y la mujer tienen un peso (que es una fuerza) que ejerce verticalmente hacia abajo, como lo indica la figura esquemáticamente mediante unas flechas (que alguna gente llama “vectores”)
Peso de la mujer
Peso de la caja
Relación entre presión y fuerza
Supongamos ahora que queremos medir el “efecto” que produce cada una de estas fuerzas sobre un “pedacito” de superficie tanto de la mesa como del suelo, indicado por sendos círculos rojos
Peso de la caja
Peso de la mujer
Superficie de contacto
Se define entonces como presión, al cociente entre la fuerza ejercida y la superficie o área de contacto.
En términos matemáticos: Presión = Fuerza / Área
Relación entre presión y fuerza
Suponga que tanto la caja como la mujer pesan 55 kilogramo peso. Intente poner su mano, como lo indica la figura bajo la caja y bajo el taco del pie derecho de la mujer. ¿Dónde cree usted que sentirá más presión?
En la mano que está bajo el taco de la mujer, puesto que el área de contacto es más pequeña, ¿verdad?
Presión atmosférica
Podemos definir la presión atmosférica como el peso que ejerce el aire sobre una superficie de contacto.
De otro modo, nuestro cuerpo tiene una superficie, y estamos rodeados de aire que está en contacto con nosotros, entonces el aire, la atmósfera ejerce una presión sobre nosotros. Pues bien, este efecto es lo que se conoce como presión atmosférica
En términos más coloquiales, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso de la atmósfera sobre las superficies de los objetos sobre la tierra (incluido obviamente la superficie de nuestro cuerpo). Ni más ni menos.
Si sabemos la fuerza que ejerce la atmósfera y sabemos la superficie de nuestra mano, sabemos entonces la presión que ejerce la atmósfera sobre nuestra mano.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA La presión atmosférica es la fuerza que el peso de la columna de atmósfera por encima del punto de medición ejerce por unidad de área.
FACTORES QUE VARÍAN LA PRESIÓNFACTORES QUE VARÍAN LA PRESIÓN
ALTITUD: La presión disminuye con la alturaALTITUD: La presión disminuye con la altura-
PRESIOn
LA TEMPERATURALA TEMPERATURAEL Aire cálido pesa menos que el frío.EL Aire cálido pesa menos que el frío.
Presión: Es una magnitud física que indica la relación existente entre el peso o fuerza de un cuerpo y el área sobre la cual descansa.
Presiónatmosférica:
Representa el peso total de una columna de aire atmosférico que, sobre una base igual a la unidad, se elevarará hasta el límite superior de la atmósfera.
Como el peso total de la atmósfera es de 5,6 billones de toneladas, al dividirlo por el área total de la superficie terrestre, se tiene al nivel del mar una presion de : 1.03 Kg- f / cm2
Acción que ejerce en todas las direcciones la masa de aire de un poco mas 1Kg de peso por cm2 de área.A nivel del mar es igual a
P = 76 cmHg = 760 mmHg = 1013 mb = 1033 g/cm2 = 1.033 Kg/cm2 = 1atm = 1bar
Se considera como presión normal 1010 mb; En el Perú tenemos 1016 mb.
El aire además de ser elástico y expansivo, es un cuerpo pesado, en la atmósfera las capas superiores presionan las capas inferiores comprimiéndolas.
La presión se mide en el BARÓMETRO y se gráfica con el microbarografo o BAROGRAFO.
VARIACION DIARIA DE LA PRESION
• Es originada por la diferencia de temperatura y humedad de las diferentes. horas del día.• En países tropicales, la variación diaria es bastante regular y se deben considerar que a mayor Tº la presión debe ser menor. Esta relación se da solamente en algunas partes de acuerdo a la gráfica.
Durante el día presenta:
• Dos máximas a las 10 a.m. y 10 p.m.
• Dos mínimas a las 4 a.m. y 4 p.m.
• A la variación diurna de la presión se le da el nombre de marea barométrica.
• La amplitud de la marea barométrica es mayor en las zonas tropicales y menor en las altas latitudes. Las explicaciones desde el punto de vista térmico de este comportamiento fracasan cuando se aplican a todos los puntos de la curva.
• La causa física de la armónica es atribuida a la acción gravitacional del sol y la luna, debido a que un punto entre la atmósfera y la superficie terrestre se encuentran 2 veces al día opuesta al sol y la luna.
• La diferencia entre la máxima de la mañana (10am) y la mínima de la tarde (4pm) se le conoce con el nombre de AMPLITUD DIARIA DE LA PRESION, la misma que va siendo menos marcada con el aumento de la latitud.
• En general se puede afirmar que el curso diario de la presión no es igual en todos las épocas del año, varia según las estaciones.
• Podríamos explicar con cierta aproximación la presencia de máximas a las 10pm y de mínimo a las 4pm, si aceptamos que a < Tº el aire es mas denso que a >Tº, resultando con ello > y < presión respectivamente en esas horas.
• El problema surge cuando se aplica igual criterio para explicar la presencia de máximo a las 10 am, cuando normalmente a esta hora la Tº se esta incrementando.
VARIACION ANUAL DE LA PRESION • Depende de la región, época del año y Tº e incluso puede cambiar de un año a otro la presión de un mismo lugar.
• En zonas templadas la Pmax se pta. en invierno y la mínima en verano, esto se debe a la influencia de la Tº, si tenemos en cuenta que en invierno el aire esta mas frío y luego + denso y en consecuencia > presión; en verano es todo lo inverso, aire + caliente y enralecido la presión disminuye.
• O sea que en verano los continentes ptan. Tº+elevadas que en los mares que los rodean y en estas condiciones una gran parte del aire cae que esta por encima de los continentes pasa a los mares, dando lugar a una disminución sobre la tierra y aumento sobre las aguas.En invierno es todo lo contrario.
VARIACION DE LA PRESION CON LA ALTURA La presión disminuye con la altura en un 30va parte de su valor por cada 275 m, llegando su valor a CERO.Este decrecimiento esta en función de la Tº porque a > altura el aire se enrarece disminuyendo su densidad. Ejem: Cuál es la Presión ubicada a 550 m de altura.? 1016 / 30 = 33.8 luego : 33.8 mb 275 m
x 550 m Entonces : x= (33.8*550)/275 = 67.6 mb 1 016 - 67.6 = 948.4 mb
ISOBARAS
Son líneas o puntos de trazos continuos que unen todos los puntos de la superficie terrestre que tienen igual presión.
La presión se alterna cada 30ºC.
GRADIENTE BAROMETRICO
Es la diferencia de presión que hay entre 2 puntos distanciados 1º geográfico =111km de distancia.Este valor esta íntimamente relacionado con el viento; cuando el valor de esta gradiente es 1 mb, se dice que los vientos son suaves.Si el valor gradiente va de 3 - 6 mb vientos fuertes.
Ej: Punto A= 1014mb y Punto B=1020mb; entonces la diferencia de presión será de 6mb = viento fuerte.
PRESIONES MAXIMAS Y MINIMAS IMPORTANTES POR HEMISFERIO
1) H. NORTE :
2) H. SUR :
MAXIMAS (2) MINIMAS (2)
Al este del pacifico o máximo siberiano de 1040mb.
Entre Groenlandia e Islandia su valor es de 980mb.
Al sur de los AZORES o Máx. continente norteamericano de 1030mb.
Al norte del pacifico llamado mínimo Alentiano (islas alent) de 1000mb.
MAXIMAS (3) MINIMAS (1)
• El + importante junto a las COSTA DEL PERU y Chile con 1025mb.• Al sur este del ATLANTICO con 1020mb.• Entre AFRICA y AUSTRALIA con 1015mb.
• Región ecuatorial en la amazonía y el chaco con 1005mb.
Importancia:
La diferencia de presión dentro de la atmósfera, conduce al flujo de aire de un lugar a otro tratando de buscar su condición de equilibrio.
De esta manera el viento y los demás elementos del tiempo atmosférico son afectados por la presión.
Hugo Medina Guzmán
Física General 2 20
La presión atmosférica se debe a que estamos inmersos en un fluido compresible constituido por el aire.
Considere un tubo de 1 m de largo y sección transversal A, cerrado por uno de los extremos. Llenemos el tubo con mercurio y coloquemos el tubo, con el extremo abierto hacia abajo, en un recipiente con mercurio. Observaremos que el nivel de mercurio se situará aproximadamente 760 mm del nivel del recipiente.
Experimento Torricelli
Presión de laatmósfera1 mt. 76 cm.
Hg Hg
La columna de mercurio tiene una longitud de 76 cm por eso se dice que presión atmosférica equivale a una columna de 760 mm de Hg., es decir, si la atmósfera fuera comprimida hasta alcanzar la misma densidad del mercurio, esta tendría un espesor de 76 cm.
Bajo condiciones normales, es decir: Al nivel del mar 0° C 45° de latitud
Unidades de presión
Se usa varios tipos de unidades, los más reconocidos son:
1. Milímetros de mercurio ( mm Hg )Es la altura de una columna de mercurio de un barómetrode mercurio
2. Torricelli (Torr) : Es la altura barométrica de 1 mmHg a 0 ºC a la gravedad normal
3. Milibares ( m b )Es la milésima parte de un Bar.
103 dinas / cm2 = 1 mb
Medición de la presión atmosférica
Se mide con la ayuda de instrumentos denominados Barómetros. Existen dos tipos de barómetros, los de mercurio y los aneroides.
La lectura directa u observada debe ser corregida por los siguientes factores:
1. Corrección por T°: Por que la densidad del mercurio varía de acuerdo a la T°
b = lectura directa t = T° en grados centígrados
C T° = - 0.000217 b . t ( m b )
2. Corrección por gravedad La gravedad influye tanto por la latitud como por la altitud
2.1. Corrección por latitud
C L = +-
0.00346 b Cos ϴ ( m b )
Del Ecuador a 45° ( - )
Mas de 45° a los polos ( + )
2.2. Corrección pór altitud
C h = - 0.00000026 b h ( m b )
El factor de corrección se obtiene por la suma algebraica de los tres valores encontrados.
Relaciones de Presión y Altitud
1. Determinación de Altitud conociendo Presión y T°s
P
P o
T°
T°
h = 18400 Log Po
P( 1 + T X / 273 )
2. Determinación de la altitud conociendo solo Presión
h = 18400 ( log Po - log P )
3. Determinación de la Presión conociendo sólo altitud
P = Anti log ( log Po - h / 18400 )
Para conocer el tiempo que hace un día o el clima que caracteriza a una zona es necesario que los METEREOLOGOS se fijen en una serie de
cosas
Para conocer el tiempo que hace un día o el clima que caracteriza a una zona es necesario que los METEREOLOGOS se fijen en una serie de
cosas
Que temperatura haceQue temperatura hace
Si llueve, nieva o noSi llueve, nieva o no
Si el viento es suave, fuerte, cálido, frío, húmedo, seco
Si el viento es suave, fuerte, cálido, frío, húmedo, seco
Si domina la Presión Atmosférica alta o domina la BajaSi domina la Presión Atmosférica alta o domina la Baja
200629
La presión atmosférica va disminuyendo conforme aumente la altitud de un lugar respecto al nivel del mar.Esto ocurre porque en los lugares altos como CERRO DE PASCO O PUNO, en el Perú, la columna de aire que ejerce presión es baja (esta disminuida).
Nivel del Mar
Cerro de Pasco
Huancayo
Callao
760 mmHg 530 mmHg 470 mmHg
3 270 msnm4 260 msnm
200630
VARIACIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA CON LA ALTITUD
Nivel del Mar
Cerro de Pasco
Huánuco Callao
760 mmHg 662 mmHg 470 mmHg
1 220 msnm
4 260La Paz
487 mmHg 344 mmHg
3 400
8 800
Monte Everest
200631
VARIACIÓN DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA CON LA ALTITUD
Altitud Pa (cm Hg) 0 76 500 72 1000 67 3000 53 4000 47 5000 41 6000 36 7000 31 8000 27 9000 2410000 21
El Experimento de Torricelli
realizado a diferentes alturas
ELEMENTOS DEL CLIMA:PRESIÓN ATMOSFÉRICA.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y ALTURA
Presión (milibares)
0 200 400 600 800 1000
28
24
20
16
12
8
4
Altu
ra (
kiló
met
ros)
Pre
sión
nor
mal
al n
ivel
del
m
ar
BARÓMETRO DE
CUBETA
• La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie ejercida por la masa de aire atmosférico sobre la tierra. El barómetro es su instrumento de medida.
Everest8845 m
760 mmPresión
atmosférica
Presión del
mercurio
MercurioVacío
• A nivel del mar, la columna de mercurio sube hasta 760 mm de promedio, equivalente a una presión de 1013 milibares (mb)
Variación de presión y de temperatura con la altura.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA, VIENTOS Y PRECIPITACIONESPRESIÓN ATMOSFÉRICA, VIENTOS Y PRECIPITACIONES
Qué esQué es El peso que ejerce el aire sobre un punto determinado de la superficie terrestre.
El peso que ejerce el aire sobre un punto determinado de la superficie terrestre.
Se mide conSe mide con BarómetrosBarómetros
Se mide enSe mide en Milibares (mb)Milibares (mb)
Hay tres zonas según la presión
Hay tres zonas según la presión
Anticiclones: Altas presionesAnticiclones: Altas presiones
Borrascas: Bajas presionesBorrascas: Bajas presiones
FrentesFrentes Zonas de contacto entre Anticiclones y Borrascas tipicos de zonas templadasZonas de contacto entre Anticiclones y Borrascas tipicos de zonas templadas
El juego o movimiento y relación entre las presiones determina el tiempo que hará en una zona
El juego o movimiento y relación entre las presiones determina el tiempo que hará en una zona
Los mapas de superficie nos permiten predecir el tiempo que va a hacer.
Así, el mapa de arriba se corresponde con el de abajo, que es un mapa PICTOGRÁFICO donde se ven los símbolos que indican el tiempo.
COMPARA AMBOS PARA VER LA CORRESPONDENCIA QUE HAY ENTRE ZONAS DE PRESIÓN Y
TIEMPO
Los mapas de superficie nos permiten predecir el tiempo que va a hacer.
Así, el mapa de arriba se corresponde con el de abajo, que es un mapa PICTOGRÁFICO donde se ven los símbolos que indican el tiempo.
COMPARA AMBOS PARA VER LA CORRESPONDENCIA QUE HAY ENTRE ZONAS DE PRESIÓN Y
TIEMPO
LAS PRESIONES CONDICIONAN LOS VIENTOSLAS PRESIONES CONDICIONAN LOS VIENTOS
EL AIRE SE DESPLAZA DESDE LOS
ANTICICLONES A LAS BORRASCAS, Y DA LUGAR AL VIENTO
EL AIRE SE DESPLAZA DESDE LOS
ANTICICLONES A LAS BORRASCAS, Y DA LUGAR AL VIENTO
EN HEMISFERIO NORTE GIRA EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ
EN HEMISFERIO NORTE GIRA EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ
EN HEMISFERIO SUR GIRA EN EL SENTIDO
CONTRARIO AL DE LAS AGUJAS DEL RELOJ
EN HEMISFERIO SUR GIRA EN EL SENTIDO
CONTRARIO AL DE LAS AGUJAS DEL RELOJ
*Dos factores determinan la presión: temperatura y densidad1° la PA es proporcional a la temperatura . Si se eleva la T° con la densidad constante, la rapidez de las moléculas del aire aumenta, generando aumento de presión. Inversamente si la Temperatura disminuye. (aerosol envasado)
2° la PA es proporcional a la densidad, esto es al número de moléculas de gas por unidad de volumen, tal que si la densidad aumenta, la presión aumenta. Inversamente si la densidad disminuye.
*Se debe esperar presión más alta en días más cálidos. Pero este no es el caso. En latitudes medias las más altas presio-nes se registran en invierno cuando la T° es más baja. Y es que esos días las moléculas de aire se mueven más lentamen-te y se encuentran más juntas, por lo que el aire tiene mayor densidad, tal que la disminución del movimiento molecular (disminución de T°) es sobrecompensado con el aumento del número de moléculas por unidad de volumen que ejerce presión. Esto también explica la disminución de PA en la altura
Isobaras alrededor de áreas de presión alta y baja. Los ciclos concéntricos alrededor de las áreas de mayor o menor presión se denominan
isobaras, que son líneas de igual presión. Las isobaras pueden seguir la forma de líneas rectas o de anillos a medida que rodean las áreas de
presión alta o baja. Las lecturas de presión en el diagrama oscilan entre 1.008 y 1.024 milibaras (mb).
Las isobaras son líneas imaginarias que unen puntos de la misma presión.•
B A 1024 mb1020 mb
1016 mb
1012 mb
1008 mb
1004 mb
1000 mb
996 mb
La presión
disminuye
La presión
aumenta
Isobaras
VARIACIÓN DE LA PRESION EN BORRASCAS Y ANTICICLONES
• Hay altas presiones (anticiclones) cuando los valores superan los 1013 mb, y bajas presiones (borrascas) en caso contrario. Los valores de la presión atmosférica varían con la altitud, situación geográfica y el tiempo.
ELEMENTOS DEL CLIMA: PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y VIENTOS.
El viento es el movimiento de las masas de aire con respecto a la superficie terrestre. La radiación solar calienta la superficie terrestre, haciendo que el aire cercano aumente su temperatura, se dilate, resulte más ligero y se eleve.
•
DIRECCIÓN DE LOS VIENTOS
En los lugares que asciende el aire, disminuye la presión originando un centro de bajas presiones o borrascas (B). Hay inestabilidad y se suelen producir precipitaciones.
•
La veleta es el instrumento que indica la dirección del viento.
•
El anemómetro es el instru-mento utilizado para medir la velocidad del viento expresada en nudos o en m/s.
•
1 nudo = 0,5 m/s
En los lugares que desciende el aire, aumenta la presión formando un anticiclón (A)•Hay estabilidad atmosférica y se suele hacer buen tiempo.
Sistemas de presiónISOBARAS: son líneas que unen puntos de igual presión atmosférica
Centros de alta presión o anticiclones (H o A).
Centros de baja presión o ciclones, borrascas o depresiones (L o B).
En el ojo de un huracán existe una baja presión.
VAGUADA
Las isobaras están curvadas en un extremo, con la presión decreciente hacia el interior. Provocan mal tiempo.
CUÑA DE ALTA PRESIÓN O DORSAL
La presión aumenta de las regiones adyacente hacia el interior. El aire es estable y, sí está seco, habrá cielos despejados.
DISTRIBUCIÓN GEOGRAFICA
A
Estructura vertical de la atmósfera
¿Como la conocemos?
1830-1920: Mediciones hasta 10-12 km mediante Globos Aerostaticos1920: Invención del radiosonda (hasta 40 km)1950: Invención del Cohete-sonda (hasta 80 km)
El barómetro
El barómetro, fue inventado por el italiano Evangelista Torricelli, al cual mostramos aquí. El principio es bastante básico, por simple transmisión de fuerza a través de un fluido como el mercurio. Observe atentamente la figura.
El peso del aire sobre el mercurio, hace subir la columna de mercurio en el tubo graduado. Hasta donde llegue el equilibrio, es decir hasta que el nivel superior de la columna no se mueva, se mira la unidad de graduación, y esa “marca” es la presión atmosférica (que dependerá del sitio donde esté ubicado el barómetro de mercurio). Ingenioso, ¿verdad?
1608 - 1647
Una medida de la presión atmosférica
Si ponemos el barómetro de Torricelli al nivel del mar, se observa experimentalmente que la columna de mercurio (Hg) alcanza su nivel de equilibrio en la altura de 760 milímetros (de Hg)
760 mm de Hg
Entonces se dice que la presión atmosférica al nivel del mar es de (equivale a) 760 mm de Hg.
Se define 760 mm de Hg por 1 atmósfera, y se abrevia por 1 atm.
INTRUMENTACION DE LA PRESION ATMOSFERICA
BAROMETRO DE MERCURIO
BAROGRAFO
BAROMETRO DE ANEROIDE
