Dinámica Atmosférica y Capas de la Atmósfera: Funciones y Características

Dinámica Atmosférica: Movimientos del Aire y Agua

Gradiente Térmico

Determinado por una diferencia de temperatura entre dos puntos. Esta diferencia provoca un movimiento que transporta calor de un extremo a otro mediante el desplazamiento de las masas fluidas (aire o agua).

Movimientos Verticales

Los movimientos verticales de las masas fluidas dependen de la temperatura a la que se encuentren, generando un gradiente térmico vertical que afecta a su densidad. Tanto el agua como el aire se vuelven menos densos al calentarse.

• El aire apenas se calienta con la radiación solar directa; se calienta principalmente gracias al calor irradiado desde la superficie terrestre.
• El aire superficial, al calentarse, se vuelve menos denso y tiende a subir.
• A medida que asciende, se enfría, volviéndose más denso.
• El aire en altura, más frío y denso, tiende a bajar, calentándose durante el descenso. Este ciclo genera corrientes de convección.

Movimientos Horizontales

Corresponden al desplazamiento de los vientos o las corrientes oceánicas. Son impulsados por el contraste térmico horizontal entre dos zonas geográficas determinadas, generado por la desigual insolación (cantidad de radiación solar recibida) en la superficie terrestre. Gracias a estos movimientos, se amortiguan las diferencias térmicas entre los polos y el ecuador terrestre.

Función de la Atmósfera

Actúa como Filtro Protector

El Sol emite una serie de partículas cargadas y radiaciones electromagnéticas.

• Las partículas cargadas son desviadas en su mayoría por el campo magnético terrestre y no alcanzan la superficie.
• Las radiaciones electromagnéticas se dividen según su longitud de onda: onda corta, espectro visible y onda larga.
• La radiación de onda corta (como los rayos UV-C y parte de los UV-B) tiene gran energía y poder de penetración. Es filtrada por las capas altas de la atmósfera (principalmente la ozonosfera dentro de la estratosfera). Esta radiación es incompatible con la vida fuera del agua.
• La radiación de onda más larga (infrarroja) emitida desde la Tierra queda parcialmente atrapada por gases atmosféricos (efecto invernadero), contribuyendo a la regulación térmica.

Función Reguladora

El balance de radiación solar en la Tierra depende de la radiación incidente, de la estructura física y de la composición química de la atmósfera. Estos factores dan lugar a las condiciones térmicas particulares de nuestro planeta.

Capas de la Atmósfera

Troposfera

Es la capa inferior de la atmósfera, en contacto con la superficie terrestre. Termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud (más alta en el ecuador, más baja en los polos). En ella ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos.

Estratosfera

Se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa. Características principales:

• El aire es muy tenue.
• No existen movimientos verticales significativos, sino principalmente horizontales, debido a su disposición en estratos o capas superpuestas.
• Contiene la capa de ozono, que absorbe gran parte de la radiación ultravioleta.
• Generalmente no existen nubes, salvo en las zonas polares durante el invierno, donde pueden formarse nubes estratosféricas polares (NEP), constituidas por cristales de hielo y ácido nítrico.

Mesosfera

Se extiende desde la estratopausa hasta la mesopausa. La densidad del aire es muy reducida. El roce de las partículas atmosféricas a esta altitud provoca la inflamación de los meteoroides procedentes del espacio, dando lugar a las estrellas fugaces. La mayoría se consumen aquí y no alcanzan la superficie terrestre, lo que evita un riesgo potencial.

Ionosfera o Termosfera

En esta capa, la temperatura aumenta considerablemente con la altitud debido a la absorción de las radiaciones solares de onda más corta (rayos X y UV extremos) por las moléculas de nitrógeno y oxígeno. Esta absorción provoca la ionización de los átomos y moléculas (se transforman en iones de carga positiva, liberándose electrones). La interacción del viento solar con el campo magnético terrestre y la ionosfera da lugar a las auroras polares. La ionosfera refleja ciertas ondas de radio, permitiendo las comunicaciones a larga distancia.

Exosfera

Es la última capa de la atmósfera, marcando la transición hacia el espacio exterior. Su límite superior no está claramente definido y se caracteriza por una bajísima densidad atmosférica. El aire es tan tenue que las partículas pueden escapar al espacio. No puede dispersar la luz solar de manera efectiva, por lo que el color del cielo se va oscureciendo gradualmente hasta alcanzar la negrura del espacio.