Ozono y Fenómenos Atmosféricos: Un Estudio Detallado

Función Protectora del Ozono

Hace 2000 millones de años, el oxígeno atmosférico tenía un valor del 1% del nivel actual; ahora hay un 10%. Mientras aumentaba el nivel de oxígeno, la radiación solar provocó la formación de ozono. El aumento de estos dos gases formó una capa protectora llamada ozonosfera frente a la radiación ultravioleta de alta energía. La formación de ozono se produce por la radiación electromagnética que rompe el enlace O₂ molecular para recombinarse con un átomo de O con el O₂ molecular y formar ozono. También se destruye muy rápido por la radiación ultravioleta formando O₂ molecular y atómico. Este proceso no es una pérdida de ozono porque se inicia de nuevo, evitando las consecuencias de los rayos ultravioletas.

Dinámica Atmosférica y Fenómenos Asociados

Este estudio se basa en la presencia y evolución de las masas de aire en la troposfera, donde en las zonas bajas no es homogéneo por las diferencias en temperatura, humedad y grados de estabilidad debido a la distribución de la radiación solar y la presión en la tierra. Desde el punto de vista termodinámico, hay dos tipos: masas de aire frío y masas de aire cálido que, por su origen, son ártico o antártico, polar, tropical y ecuatorial. Las dos primeras frías y las otras cálidas. Las masas de aire no son estáticas y producen los fenómenos atmosféricos de la troposfera.

Movimientos Verticales de la Atmósfera

Son consecuencia de las variaciones de temperatura que se dan con la altura, por el calentamiento de la superficie a causa de la presión y por la cantidad de vapor de agua que posean las masas de aire:

• Humedad absoluta: Cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire. La cantidad capaz de admitir es hasta un máximo de temperatura donde el aire se satura y se condensa (punto de rocío).
• Humedad relativa: Cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire en relación con la máxima posible. En %. La humedad relativa de 100% es el punto de rocío.

Gradiente Vertical Térmico e Inversión Térmica

El gradiente vertical térmico (GVT) disminuye con la altura de la tropopausa a razón de 6'5º/Km. La representación de estas variaciones son curvas de estado es rectilínea. Cuando la temperatura aumenta con la altura es la inversión térmica, de lo que resulta curva de estado en zigzag. Estas inversiones térmicas se dan en cualquier altura, día del año, hora, y pueden ser:

• Inversiones en altura: producidas por fenómenos de convergencia donde una masa de aire caliente choca con otra y asciende causando un enfriamiento mayor en las capas bajas que en las altas.
• Inversión a nivel de suelo: por radiación de calor a la superficie terrestre calentándose más rápido las capas cercanas al suelo.

Inestabilidad y Estabilidad

• Inestabilidad: el gradiente adiabático seco es menor que el gradiente vertical de temperatura porque al elevarse una masa de aire tiene más temperatura que la del aire ambiente, por tanto, el aire sube originando un núcleo de baja presión. Estas zonas se denominan borrascas y es mal tiempo, ya que el vapor de agua se condensa y forma nubes.
• Estabilidad: el gradiente adiabático seco es mayor que el gradiente vertical de temperatura y al elevarse una masa de aire tiene menos temperatura que el aire ambiente, por tanto, el aire tiende a descender provocando una subida de presión. Se llama anticiclón y es buen tiempo.

Fenómenos Atmosféricos Relacionados con el Agua

Para ellos se necesita que la humedad relativa del agua sea del 100%. Puede ser de dos formas según el enfriamiento del aire:

• Irradiación: enfriamiento del suelo originando una inversión térmica. El agua se condensa sobre la superficie en forma líquida como el rocío o en forma sólida como la escarcha.
• Ascensión adiabática: ascenso de las masas de aire y disminución de presión formando nubes.

Precipitaciones

Forma en la que el agua de la atmósfera retorna de forma líquida a la superficie. Tres tipos:

1. Convectivas: el aire asciende por diferencias de temperatura a causa de un calentamiento local. El aire asciende rápido por diferencias de temperatura formando nubes y dan lugar a tormentas típicas de regiones tropicales y ecuatoriales.
2. Orográficas: una masa de aire se mueve horizontalmente y al llevar una montaña es obligada a ascender, lo que provoca formaciones de nubes en la vertiente de barlovento. Una vez llega a la cumbre, el aire desciende por sotavento calentándose de nuevo, y se llama efecto Foehn.
3. Frontales o ciclónicas: dos masas de aire distintas chocan frontalmente y el desplazamiento de una provoca la ascensión de la otra. Pueden darse tres procesos:

• a) Frente frío: aire frío entra en contacto con aire cálido y al ser más denso el frío se introduce bajo el cálido y forman tormentas y chubascos.
• b) Frente cálido: aire caliente choca con aire frío y se desliza sobre él, origina precipitaciones débiles pero persistentes.
• c) Frente ocluido: frente frío se desplaza más rápido que el cálido, lo alcanza y se eleva.