La física atmosférica
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Física de la atmósfera es la aplicación de la física para el estudio de la atmósfera . Físicos de la atmósfera intentan modelar la atmósfera de la Tierra y las atmósferas de los otros planetas utilizando ecuaciones de flujo de líquidos, químicos modelos, balanceo de la radiación, y los procesos de transferencia de energía en la atmósfera (así como ello la coherencia con otros sistemas, como los océanos). Para modelar los sistemas climáticos, físicos de la atmósfera emplean elementos de la teoría de dispersión, modelos de propagación de onda, física de las nubes, la mecánica estadística y estadística espacial que son altamente matemática y relacionado con la física. Tiene vínculos estrechos con la meteorología y la climatología y también cubre el diseño y construcción de instrumentos para el estudio de la atmósfera y la interpretación de los datos que proporcionan, incluyendo instrumentos de teledetección.
Radiación
El sol emite radiación como una variedad de longitudes de onda. La luz visible tiene longitudes de onda entre 0,4 y 0,7 micrómetros. Longitudes de onda más cortas son conocidos como el ultravioleta parte (UV) del espectro, mientras que las longitudes de onda más largas se agrupan en el porción infrarroja del espectro. El ozono es más eficaz en la absorción de radiación alrededor de 0,25 micrómetros, donde los rayos UV-C se encuentran en el espectro. Esto aumenta la temperatura del cercano estratosfera. La nieve refleja el 88% de los rayos UV, mientras que la arena refleja un 12%, y el agua refleja sólo el 4% de la radiación UV entrante. Cuanto más miraba el ángulo es entre la atmósfera y el sol los rayos 's, es más probable que la energía se verá reflejada o absorbida por el atmósfera.
Física de las nubes
La física de la nube es el estudio de los procesos físicos que conducen a la formación, el crecimiento y la precipitación de las nubes . Las nubes están compuestas de gotas microscópicas de agua (nubes calientes), pequeños cristales de hielo, o ambos (nubes de fase mixta). Bajo condiciones adecuadas, las gotitas se combinan para formar precipitación, donde pueden caer a la tierra. La mecánica precisos de cómo se forma una nube y crece no se entiende totalmente, pero los científicos han desarrollado teorías que explican la estructura de nubes mediante el estudio de la microfísica de gotas individuales. Los avances en la tecnología de radar y satélite también han permitido el estudio preciso de las nubes a gran escala.
La electricidad atmosférica
La electricidad atmosférica es la normal variaciones diurnas de la Tierra 's atmosférica electromagnética red (o, en términos más generales, cualquier planeta del sistema eléctrico 's en su capa de gases). La superficie de la Tierra , la ionosfera, y la atmósfera se conoce como el circuito eléctrico global de la atmósfera. Rayo descarga 30000 amperios, en hasta 100 millones de voltios , y emite ondas de luz, de radio, radiografías e incluso rayos gamma. Temperaturas de plasma en un rayo pueden acercarse a 28.000 grados Kelvin y electrones densidades pueden exceder 10 24 / m³.
Marea atmosférica
Las mareas atmosféricas mayor amplitud se generan principalmente en la troposfera y estratosfera cuando la atmósfera se calienta periódicamente como vapor de agua y el ozono absorben la radiación solar durante el día. Las mareas generadas son capaces de propagarse fuera de estas regiones de origen y subirá al mesosfera y termosfera. Mareas atmosféricas se pueden medir como las fluctuaciones periódicas en el viento, la temperatura, la densidad y la presión. Aunque mareas atmosféricas comparten mucho en común con las mareas oceánicas tienen dos características distintivas:
i) las mareas atmosféricas son principalmente emocionado por el calentamiento de la atmósfera del Sol, mientras que las mareas son principalmente emocionado por el campo gravitatorio de la Luna. Esto significa que la mayoría de las mareas atmosféricas tener períodos de oscilación relacionados con la duración de 24 horas del día solar, mientras que las mareas oceánicas tienen períodos de oscilación relacionada con el día lunar (tiempo entre los sucesivos tránsitos lunares) de aproximadamente 24 horas 51 minutos más largos.
ii) las mareas atmosféricas propagan en un ambiente donde la densidad varía significativamente con la altura. Una consecuencia de esto es que sus amplitudes naturalmente aumentan exponencialmente a medida que la marea sube en regiones cada vez más enrarecido de la atmósfera (para una explicación de este fenómeno, ver más abajo). En contraste, la densidad de los océanos varía sólo ligeramente con la profundidad y por lo que las mareas no varían necesariamente en amplitud con la profundidad.
Tenga en cuenta que aunque la calefacción solar es responsable de las mareas atmosféricas mayor amplitud, los campos gravitatorios del Sol y la Luna también levantan las mareas en la atmósfera, con el efecto de marea gravitatoria lunar atmosférica siendo significativamente mayor que su contraparte solar.
A nivel del suelo, las mareas atmosféricas pueden ser detectados como oscilaciones regulares pero pequeñas en la presión superficial con períodos de 24 y 12 horas. Maxima presión diario ocurren a las 10 am y las 10 pm, hora local, mientras que las mínimas se producen a las 4 am y las 4 pm, hora local. El máximo absoluto se produce a las 10 horas, mientras que el mínimo absoluto se produce a 16:00 Sin embargo, a mayores alturas de las amplitudes de las mareas pueden llegar a ser muy grande. En el mesosfera (alturas de ~ 50 - 100 km) mareas atmosféricas pueden alcanzar amplitudes de más de 50 m / s, y son a menudo la parte más significativa del movimiento de la atmósfera.
Centros de investigación
En el Reino Unido, los estudios atmosféricos se basan en el Met Office, el Medio Ambiente Consejo de Investigación Natural y la Ciencia y Tecnología Consejo de Instalaciones. Divisiones de los EE.UU. Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) supervisan los proyectos de investigación y el tiempo de modelado que implican la física atmosférica. Los EE.UU. Nacional de Astronomía e Ionosfera Centro también realiza estudios de la alta atmósfera. En Bélgica , el Instituto Belga de Espacio Aeronomía estudia la atmósfera y espacio exterior.
