Estructura y Dinámica de la Atmósfera: Capas, Presión y Gradientes Climáticos

Estructura y Dinámica de la Atmósfera Terrestre: Conceptos Fundamentales

Capas de la Atmósfera

La atmósfera terrestre se divide en varias capas definidas por sus características térmicas y composición. A continuación, se describen las principales:

1. Troposfera

Es la capa inferior de la atmósfera y termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud y las estaciones. Sus características esenciales son:

• Hace posible la vida en la Tierra.
• La temperatura disminuye con la altura: este fenómeno se conoce como Gradiente Vertical de Temperatura (GVT).
• La presión atmosférica es mayor en las capas bajas.
• Es la capa donde ocurre el efecto invernadero.
• Es la capa del clima, donde se desarrollan los fenómenos meteorológicos.

2. Estratosfera

Se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa, situada aproximadamente entre 50 y 60 km de altitud.

• No existen movimientos verticales significativos, sino predominantemente horizontales debido a la disposición de capas superpuestas.
• Generalmente, no hay nubes, salvo en zonas polares, donde en la parte inferior se forman las Nubes Estratosféricas Polares (NEP), compuestas de hielo.
• En esta capa se encuentra la capa de ozono. El ozono (O₃) es una molécula triatómica que existe en toda la atmósfera (en la troposfera es un contaminante). Su función crucial es filtrar los rayos UV.

3. Mesosfera

Se extiende hasta la mesopausa (aproximadamente 80 km). La temperatura disminuye de nuevo con la altura.

Debido al roce del aire y de las partículas que contiene con los meteoritos, se produce la inflamación de estos, dando lugar al fenómeno de las estrellas fugaces.

4. Ionosfera o Termosfera

Se extiende hasta aproximadamente 600 km. La temperatura aumenta drásticamente con la altura, pudiendo alcanzar hasta 1000 ºC, debido a la absorción de radiación de onda corta (rayos X y gamma).

5. Exosfera

Se extiende hasta aproximadamente 800 km. Es la última capa y su límite está marcado por una baja densidad. El aire es tan tenue que no puede captar la luz solar.

Dinámica y Conceptos Clave de la Atmósfera

Tipos de Convección

Convección Térmica

Movimientos originados por la diferencia de temperatura del aire con la altura, formando corrientes térmicas.

Convección por Humedad

Debida a la presencia de vapor de agua en el aire, que lo hace menos denso que el aire seco. Esto se debe a que, al contener más agua, contiene menor proporción de otros componentes de mayor peso molecular.

Humedad y Presión Atmosférica

La humedad se mide de dos formas principales: Humedad Absoluta y Humedad Relativa.

Punto de Rocío

Temperatura a la que debe enfriarse una masa de aire para que se condense el vapor de agua que contiene y se genere escarcha, neblina o rocío.

Presión Atmosférica

La presión ejercida por una columna de aire sobre la superficie terrestre. A nivel del mar y en condiciones normales, esta presión es de 1 atmósfera (1 atm), medida con un barómetro. La presión en un punto determinado varía con la temperatura (Tª) y la humedad.

Isobaras

Líneas que unen puntos geográficos de igual presión atmosférica.

Sistemas de Presión

Borrasca (Baja Presión)

Zona de baja presión, donde los valores aumentan de dentro hacia fuera. Se produce cuando existe una masa de aire poco denso (cálido y húmedo) en contacto con la superficie que se eleva por corrientes ascendentes.

Anticiclón (Alta Presión)

Zona de alta presión, rodeada de isobaras cuya presión disminuye desde el centro hacia el exterior. Se origina cuando una masa de aire frío (más denso) situada a cierta altura tiende a descender.

Gradientes Atmosféricos

Gradiente Vertical de Temperatura (GVT)

Variación vertical de la temperatura del aire en condiciones estáticas.

Gradiente Adiabático Seco (GAS)

Se refiere al cambio de temperatura de una masa de aire en movimiento que no intercambia calor con el entorno (proceso adiabático). El aire asciende o desciende hasta que alcanza el equilibrio térmico con el aire circundante.

Gradiente Adiabático Húmedo (GAH)

Ocurre cuando una masa de aire asciende según el GAS y alcanza el punto de rocío, saturando el vapor de agua que contiene. Esta condensación libera calor latente, lo que provoca que la tasa de enfriamiento sea menor que en el GAS, formando finalmente una nube.