Composición de la Atmósfera

El aire es una mezcla de gases. Los mayoritarios son N₂ y O₂, mientras que los minoritarios incluyen CH₄, N₂O, O₃ y vapor de agua (variable). También encontramos aerosoles formados por partículas sólidas y líquidas en suspensión, como partículas salinas, humos, cenizas y microorganismos.

Estructura de la Atmósfera

Troposfera

Alcanza una media de 12 km de altitud, aunque en el ecuador, debido a la dilatación, alcanza los 18 km. Contiene el 75% de la masa total de la atmósfera y todo el vapor de agua y las partículas en suspensión. En ella se desarrollan los fenómenos meteorológicos y los movimientos del aire que determinan el clima. La temperatura desciende con la altura, lo que se denomina gradiente vertical de temperatura, que tiene un valor de 0,65ºC por cada 100m hasta alcanzar los -70ºC en la tropopausa.

En los primeros 500m existe la capa sucia donde se concentran las partículas en suspensión procedentes de los volcanes, desiertos, sales marinas, etc. Este polvo es el responsable del color rojizo del cielo al amanecer y al atardecer.

En esta capa tiene lugar el efecto invernadero originado por CO₂, CH₄, N₂O, CFCs y O₃ que absorben la radiación infrarroja que emite la superficie terrestre y provocan una contrarradiación que calienta el aire.

Estratosfera

Alcanza los 50km donde está la estratopausa. Entre los 15 y 35 km está la capa de ozono que absorbe la radiación ultravioleta. Los movimientos del aire son horizontales. El aumento de temperatura se debe a la absorción de los rayos ultravioleta por las moléculas de ozono.

Mesosfera

Entre los 50 y 80 km donde está la mesopausa y contiene solo el 0,1% de la masa total del aire. La temperatura disminuye de nuevo hasta los -80ºC y en ella se observan estrellas fugaces debido a la entrada a la atmósfera de pequeñas partículas.

Termosfera o Ionosfera

Se extiende hasta la termopausa, a 600km. Los átomos de O₂ y moléculas de N absorben los rayos X y gamma que provocan su ionización. Trae como consecuencia el aumento de temperatura que llega a alcanzar más de 1000ºC.

Exosfera

Es la última capa y su límite viene marcado por una densidad atmosférica similar a la del espacio exterior.

La Atmósfera como Reguladora del Clima

• El aumento del albedo provocado por las partículas de polvo en suspensión que llevaría a un enfriamiento progresivo de la Tierra.
• El efecto invernadero natural debido a la presencia en la atmósfera de determinados gases capaces de absorber y contrarradiar la radiación infrarroja emitida por la Tierra, permite que la temperatura media de la Tierra sea de 15ºC.
• La circulación general de la atmósfera redistribuye la energía solar que llega a la Tierra.

Albedo

Es la relación entre el valor de la radiación reflejada por una superficie y el valor de la radiación que incide sobre ella. Se expresa en %.

Gradiente Vertical de Temperatura (GVT)

Es la variación vertical de la temperatura del aire en condiciones de reposo o estáticas, varía en función de la altura, latitud, estaciones… No es siempre el mismo aunque el valor medio en la troposfera es de 0,65ºC/100m. Si la temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir se produce en ese tramo aéreo una inversión térmica. Se impiden los movimientos de ascenso del aire por convección formándose nubes a ras del suelo (niebla) GVT < 0.

GAS:

Tiene valor fijo 1ºC/100m. Afecta a una masa de aire que contiene agua solo en forma de vapor, por eso es aire seco. Dicha masa de aire se mueve verticalmente por estar en desequilibrio con el aire que la rodea, por ello se ve obligada a moverse verticalmente hasta alcanzar el equilibrio. Esta masa de aire actúa como un sistema aislado ya que no intercambia calor con el aire que la rodea. Sus cambios de temperatura se deben exclusivamente a expansiones y contracciones: aumenta su temperatura si es comprimida, pero si se expande su temperatura disminuye.

GAH:

Cuando la masa de aire anterior alcanza el punto de rocío su vapor de agua se condensa y se forma una nube visible. La condensación implica una liberación de calor. El GAH no tiene un valor constante, varía con la temperatura e influye también la cantidad de vapor de agua inicial cuando la masa de aire tenía un GAS. A mayor cantidad de vapor de agua inicial, mayor liberación de calor en la condensación y por tanto menor será el GAH.

Inversión Térmica

Se presenta cuando en las noches despejadas el suelo se enfría.

• GVT > 0: Situación normal, la temperatura disminuye con la altura.
• GVT < 0: Inversión térmica, la temperatura aumenta con la altura.