Propiedades de la atmósfera

Propiedades de la atmósfera

 Atmósfera

 

 

Detalles de la actividad

 

Variación de la presión con la altitud

presión

Se estima que el peso total de la atmósfera es de unos 6.000 billones de toneladas, lo que significa que el peso que se soporta por cada cm2 de superficie es de algo más de un kilogramo-fuerza. Precisamente a esta relación entre el peso (fuerza) y la superficie es a lo que llamamos presión. A pesar de que esta es una presión considerable no la notamos porque la compensamos con el aire que respiramos.

La presión atmosférica disminuye con la altitud ya que cuanto más alto nos situemos menor será la capa de aire sobre nosotros, pero esta disminución no es lineal sino que es más acentuada en las partes bajas de la atmósfera. Observa en el simulador que sobre los 5000 m de altitud la presión es prácticamente la mitad que al nivel del mar.

En las zonas más bajas de la troposfera la presión atmosférica disminuye a razón de 1 mm Hg por cada 11 metros. Es importante que tengamos en cuenta que la atmósfera no es homogénea y que no todos los puntos de igual altitud tienen la misma presión atmosférica ya que ésta depende de otros factores como la temperatura y la humedad. Por ejemplo, cuando el aire es más húmedo la presión atmosférica es menor ya que el aire húmedo es menos pesado que el aire seco.

Las variaciones de la presión tienen gran influencia en los fenómenos atmosféricos, y el estudio de estas variaciones es fundamental para la predicción del tiempo.

 

Variación de la temperatura con la altitud

Evolución en la troposfera
La temperatura del aire en las zonas bajas de la troposfera se debe tanto a la acción directa del Sol como a la radiación térmica procedente de la superficie terrestre. Al ascender nos alejamos de esta última fuente de calor y eso explica el descenso de la temperatura. Por término medio este descenso es de unos 6,5 ºC por cada kilómetro.

Por supuesto esta relación no es una constante y depende de muchos factores como la localización geográfica, la hora del día, condiciones meteorológicas, las estaciones, etc. Debido a que el aire cálido tiende a subir y el aire fresco tiende a bajar, la troposfera es una zona en la que se producen muchos movimientos del aire o turbulencias, con los consiguientes intercambios térmicos.Por encima de la troposfera se encuentra un zona de transición, la tropopausa, que es fundamentalmente isoterma.

temperatura

Evolución en la estratosfera
En la estratosfera se produce una inversión de la tendencia, aumentando la temperatura con la altitud desde unos -56 ºC en su límite inferior hasta unos pocos grados bajo cero en su zona más elevada.

La causa de este calentamiento es la presencia en la estratosfera de la capa de ozono (O3). El ozono absorbe radiación UV procedente del Sol y se produce un aumento en la agitación térmica de sus moléculas. Este mayor grado de movimiento de las moléculas de ozono se transmite a las otras moléculas presentes en el aire mediante choques, aumentando su temperatura.

Hay que considerar además que en la estratosfera, al encontrarse la zona baja más fría que la alta, no se producen movimientos verticales importantes de las masas gaseosas, dificultándose la transferencia de calor por esta causa.

 

Evolución en la mesosfera
A unos 50 km de altitud volvemos a encontrar otra zona isoterma, la estratopausa. Inmediatamente por encima de ella se encuentra la mesosfera que se extiende aproximadamente hasta los 80-90 km. En la mesosfera vuelve a producirse otra inversión, disminuyendo la temperatura con la altitud hasta alcanzar en su zona más alta un valor aproximado de -90 ºC, siendo esta región la zona más fría de toda la atmósfera.

Aquí no hay capa de ozono para producir calentamiento y, aunque la estratosfera calienta los niveles más bajos de la mesosfera, los flujos de aire por diferencia térmica son insignificantes ya que el 99,9% del aire se encuentra por debajo de la estratopausa: en la mesosfera tanto la densidad del aire como la presión atmosférica son extremadamente pequeñas, rondando sus valores una milésima parte de los respectivos valores en la superficie terrestre.

 

Evolución en la termosfera
Sobre los 85 km, hay una nueva zona isoterma, tras la que comienza de nuevo un aumento de la temperatura con la altitud. En esta zona el oxígeno está absorbiendo radiación ultravioleta con la consiguiente ganancia de energía cinética que aumenta la cantidad de choques entre las escasas moléculas que allí se encuentran.

A partir de unos 90 km comienza la termosfera. Al contrario que en la troposfera y en la estratosfera, la temperatura en la termosfera puede alcanzar centenares de grados debido a la interacción entre los gases atmosféricos y las partículas de alta energía procedentes del Sol.

En esta zona el oxígeno y el nitrógeno se encuentran más en forma atómica que en forma molecular y la temperatura dependerá de la cantidad de actividad solar en cada momento. En la sección sobre la estructura vertical de la atmósfera puedes ampliar conocimientos.

Variación de la densidad con la altitud

Los datos proporcionados por los satélites artificiales y por las sondas que enviamos a las partes altas de la atmósfera para el estudio de sus características, nos indican que el aire disminuye su densidad a medida que nos elevamos, como cabría esperar según las leyes físicas.

densidad

Sin embargo esta disminución es más acentuada en las zonas bajas de la atmósfera. Observa que a unos 17 km de altitud, la densidad es diez veces más pequeña que al nivel del mar. A partir de los 100 km esta disminución se hace mucho más lenta.

La disminución de la densidad hace que también varíe la composición del aire ya que los gases que lo constituyen tienen densidades diferentes. Así, con la altitud, el helio y el vapor de agua aumentan su proporción mientras que el nitrógeno y el oxígeno la disminuyen.

Actualmente sabemos que a a partir de los 100 km de altitud la composición de la atmósfera apenas varía, principalmente porque los fenómenos de mezcla son más acentuados e impiden la estratificación de los gases en función de sus respectivas densidades.

La densidad del aire es directamente proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura, por lo que también resulta importante considerar sus variaciones zonales y estacionales ya que juegan un importante papel en el desarrollo de los vientos.

La densidad del aire tiene mucha importancia en los aspectos relacionados con la navegación aérea, así durante los meses estivales en los paises cálidos, la disminución de la densidad del aire obliga a los aviones a utilizar pistas más largas y limita la carga máxima que pueden transportar.

La densidad de la atmósfera es modificada regularmente por las condiciones climatológicas diarias y estacionales, y de manera muy importante por la insolación.

Los productos que se encuentran en suspensión a bajas altitudes como polvo, humo, etc., no tienen mucha influencia en la densidad, pero sí tienen mucha importancia en la formación de nieblas y en la producción de precipitaciones.

Instrucciones

Mueve el deslizador para cambiar la altitud y observa cómo varían la presión, la temperatura y la densidad del aire.

Fecha de publicación: 06-06-2010

Categoría: Atmósfera

Visto 275698 veces

También te puede interesar

Comentarios (0)

Cargando...