Dinámica y Estructura de la Máquina Climática Terrestre

Introducción: Funcionamiento de la máquina climática

El funcionamiento de la máquina climática es un sistema de gran complejidad, por lo que su estudio debe realizarse a partir de modelos. Su intrincado funcionamiento se basa en los movimientos generados debido a la existencia de un gradiente entre dos puntos.

Un gradiente es la diferencia existente entre dos puntos en algunos de los parámetros atmosféricos (temperatura, humedad, presión). La existencia de un gradiente genera un movimiento de circulación del fluido mediante el cual se tiende a amortiguar las diferencias entre un extremo y otro:

• En el caso de la atmósfera, el viento.
• En el de la hidrosfera, las corrientes oceánicas.

Cuanto mayor sea el gradiente, más vigorosa será la circulación del viento o de las corrientes oceánicas. El comportamiento de la atmósfera y de la hidrosfera es distinto debido a sus diferencias en la densidad, su compresibilidad, su movilidad, su capacidad para almacenar calor y su capacidad para conducir el calor.

Movimientos verticales

Los movimientos verticales ascendentes y descendentes dependen de la temperatura a la que se encuentren. Esto afecta también a su densidad, ya que tanto el agua como el aire son más densos cuanto menor sea la temperatura.

• Aire: Es un muy mal conductor del calor. Se calienta por debajo, gracias al calor irradiado desde la superficie terrestre, previamente calentado por el sol. El aire superficial, más caliente y menos denso, tenderá a subir, enfriándose a medida que asciende; el aire de altura, frío y más denso, tenderá a bajar, calentándose durante el descenso.
• Agua: Es mejor conductora del calor, por eso se calienta la parte superficial, permaneciendo más fría el agua del fondo. No puede haber movimientos verticales, ya que el agua superficial, menos densa, no tenderá a descender.

Movimientos horizontales

El desplazamiento de los vientos, o de las corrientes oceánicas impulsadas por ellos, entre dos zonas determinadas se debe al contraste térmico horizontal generado por la desigual insolación de la superficie terrestre.

Composición de la atmósfera

Los componentes atmosféricos se clasifican en mayoritarios, minoritarios y variables, como el vapor de agua, cuyo papel es fundamental en la regulación climática.

Estructuras y función de la atmósfera

• Troposfera: Es la capa inferior de la atmósfera y termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud (9 km en los polos y 16 km en el Ecuador). En ella se concentra el 80% de los gases atmosféricos que posibilitan la vida. La temperatura disminuye desde unos 15 ºC en su parte inferior hasta unos -70 ºC en la tropopausa; esta disminución se denomina gradiente vertical de temperatura (GVT).
• Estratosfera: Desde la tropopausa hasta la estratopausa, situada a los 50-60 km de altitud. Entre los 15 y los 30 km de altura se encuentra la capa de ozono, donde se concentra la mayor parte del ozono atmosférico. La temperatura aumenta hasta alcanzar su valor máximo en la estratopausa (entre 0 y 4 ºC).
• Mesosfera: Se extiende hasta la mesopausa, situada hacia los 80 km. El roce de las partículas que contiene provoca la inflamación de los meteoritos procedentes del espacio, dando lugar a la formación de estrellas fugaces. La temperatura disminuye de nuevo hasta unos -80 ºC.