Fundamentos de la Atmósfera: Regulación Climática, Circulación del Aire y Sistemas de Presión

La Atmósfera Terrestre: Funciones Esenciales y Dinámica del Aire

1. Funciones Protectoras y Reguladoras de la Atmósfera

1.1. La Atmósfera como Escudo Protector

La Atmósfera actúa como protector: absorbe parte de la radiación solar antes de que esta llegue a la superficie sólida del planeta. Las capas altas de la atmósfera funcionan como un filtro que protege a los seres vivos de la radiación perjudicial.

• En la Termosfera se absorben radiaciones de onda corta y alta energía.
• En la Estratosfera se absorbe la radiación ultravioleta (UV) de onda más corta y efectos más letales para la vida.

La radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre estimula la secreción de melanina y el bronceado de la piel.

1.2. La Atmósfera como Reguladora del Clima

La atmósfera es crucial en la regulación del clima:

• El incremento del albedo, más la presencia de polvo en suspensión o nubes, provocaría el enfriamiento de la Tierra.
• La radiación electromagnética que emiten los océanos y continentes es absorbida por los gases de la atmósfera, y junto con el calor desprendido, provocan su calentamiento.

Si no hubiese atmósfera, la temperatura media en la superficie sería de -18 °C en lugar de los 15 °C actuales. La circulación del aire en la atmósfera disminuye las diferencias de temperatura entre el Ecuador y las latitudes más altas.

2. Dinámica de la Circulación del Aire en la Troposfera

2.1. Movimientos Verticales del Aire

Los movimientos verticales son debidos a las diferencias de temperatura que presenta el aire con la altura. En la Troposfera, la temperatura disminuye con la altura. Por ello, el aire caliente de zonas cercanas a la superficie tiende a subir, y el aire frío de capas altas tiende a bajar. La variación de temperatura se representa con la curva de estado. El gradiente térmico vertical es de 6,5 °C/km.

Sistemas de Presión Vertical:

Las masas de aire que ascienden forman borrascas (B):

• El aire, al ascender, se enfría y el vapor de agua se condensa en nubes que crecen y pueden formar precipitaciones (situaciones lluviosas).

Las masas de aire que descienden forman anticiclones (A):

• El aire que se hunde se calienta al mismo tiempo que el agua condensada se evapora. Por ello, las nubes disminuyen su tamaño (situación de tiempo seco y soleado).

2.2. Movimientos Horizontales y Sistemas de Presión

Las variaciones de presión (P) en sentido horizontal implican un movimiento que desplaza el aire desde los anticiclones hacia las borrascas.

Flujo del Aire Superficial:

• Anticiclón (A): El aire que desciende en un A provoca vientos superficiales desde el centro del A hacia afuera (zona de divergencia, buen tiempo).
• Borrasca (B): El movimiento ascendente del aire en zonas de B da lugar a vientos superficiales hacia el centro de la B (zona de convergencia, mal tiempo).

El aire en la Troposfera se mueve vertical y horizontalmente.

2.3. La Circulación Global y la Fuerza de Coriolis

En la Tierra real se forman tres células de convección en cada hemisferio debido a la fuerza de Coriolis, que se origina porque la velocidad de rotación de la Tierra es muy alta en el Ecuador y disminuye hacia los polos. El aire, al rotar con la Tierra, se frena porque no lo hace a la misma velocidad que ella.

Este efecto provoca desviaciones en el movimiento del aire:

• Si nos desplazamos desde el Polo Norte hacia el Ecuador siguiendo un meridiano, el desplazamiento aparente será hacia la derecha para encontrar el frente de avance del aire.
• Si nos desplazamos desde el Polo Sur hacia el Ecuador, el desplazamiento aparente será hacia la izquierda.

De esta forma se distribuyen las altas y bajas presiones.

2.4. Vientos del Oeste y la Corriente del Chorro

Los vientos del oeste a los 60º forman la corriente del chorro (Jet Stream). En ella, el aire se mueve muy rápido formando circunferencias durante el verano, que al pasar la corriente pierde forma y su trayectoria se curva, dando lugar a meandros. Esta corriente es una de las causas principales de la gota fría (DANA).