La atmosfera está dividida en cuatro capas:
Troposfera:
La capa más baja, constituye casi tres cuartos de la masa atmosférica y contiene casi todos los componentes hídricos de la atmósfera (vapor, nubes y precipitación). Todos los fenómenos meteorológicos y climáticos que afectan a la superficie del planeta, se van a dar en esta primera capa. El espesor varía con la latitud y la estación. Su límite superior (tropopausa) está aproximadamente a 16,5 km sobre el ecuador y a 8,5 km sobre los polos. No obstante, este espesor es mayor en verano, cuando el aire es más cálido, que en invierno.
Estratosfera:
la temperatura comienza con un lento descenso hasta alcanzar cerca de los 0º C en el límite con la mesosfera, mientras que la presión desciende de forma más lenta hasta 0.001 de su valor al nivel del mar.
Mesosfera:
se caracteriza por un nuevo descenso de la temperatura, hasta alcanzar los -80º C en su límite superior. La presión continúa su descenso cada vez menor hasta alcanzar 0.0001 del valor inicial.
Termosfera:
supone un brusco aumento de la temperatura, mientras que continúa el descenso de la presión hasta valores de 0.00001. A esta enorme altitud el aire está extremadamente rarificado y las moléculas de los gases están muy separadas. Este escaso aire tiene menos calor aunque la temperatura sea alta.
DINAMICA GENERAL DE LA ATMÓSFERA
El viento es aire en movimiento con respecto a la superficie terrestre y con una componente predominante que es una horizontal. Este tiene un papel fundamental en el transporte y distribución de calor a lo largo del planeta; también transporta vapor de agua, y tanto esto como el transporte de calor son de gran importancia en los tipos mundiales de tiempo y de clima, y en el balance calorífico de la Tierra.
El movimiento horizontal se produce como resultado de la existencia de diferencias de presión atmosférica horizontal, consecuencia de las diferentes temperaturas que se registran en la superficie terrestre, pues el sol no calienta siempre igual.
Se dice entonces que la atmósfera sufre un calentamiento diferencial
. Así en los lugares que la superficie se calienta, el aire calentado se eleva, por lo que allí desciende la presión atmosférica. Y viceversa, entonces este descenso provoca en las zonas frías una presión atmosférica más alta. Además, donde el aire asciende y se enfría se va a producir en general condensación y precipitación, y al contrario.
A escala planetaria esto ocurre en la zona ecuatorial, donde el aire se calienta, y las zonas polares, donde el aire permanece más frio.
La rotación de nuestro planeta sobre su eje provoca un desplazamiento en cualquier objeto o fluido que se desplaza sobre su superficie, conocido como el efecto Coriolis.
Este supone que en un desplazamiento horizontal y rectilíneo se produce una desviación hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur, este efecto es máximo en los polos y mínimo en el ecuador.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LOS VIENTOS EN LA TIERRA
El aire cálido del ecuador asciende (bajas presiones) y en altura viaja hacia el norte. A unos 30º de latitud se produce un descenso de este aire enfriado (altas presiones) y en superficie una parte de este aire se mueve hacia el ecuador, generando unos vientos desde el nordeste en el hemisferio norte y desde el sureste en el hemisferio sur, estos son los vientos alisios, y estos convergen alrededor del ecuador en una región denominada zona intertropical de convergencia (ZITC)
, donde el aire asciende hacia el límite de la troposfera.
La otra parte del aire superficial,en las latitudes de 30º, se mueve hacia el norte y hacia el sur, respectivamente en cada hemisferio. La fuerza de Coriolis desvía estos vientos hacia el este en ambos hemisferios, constituyendo los denominados vientos del oeste, estos parten de las zonas subtropicales, y ahí crean una zona de calma conocida como horse latitudes
.
En torno a los 60º de latitud se produce un nuevo ascenso de aire cálido, generando una zona de bajas presiones. En esta zona los vientos del oeste se encuentran con los vientos polares del este, generados en las latitudes de 60º y los polos. La interfaz entre los vientos polares del este y los del oeste es el frente polar, que se traslada a medida que ambas masas de aire se presionan entre sí de un lado a otro.
En altura sobre el frente polar, se observan unas fuertes corrientes de aire del oeste, producido por los fuertes gradientes horizontales de temperatura que existe en esta zona. Este viento se llama Jet Polar o corriente de chorro
. Debido q inestabilidades hidrodinámicas acostumbra a estar fuertemente ondulado. Estos vientos son utilizados a veces por los aviones comerciales en su viaje desde América hacia Europa para ahorrar combustible. El jet polar tiene una importancia muy relevante en el control de los tipos de tiempo sobre latitudes medias. Existe también un jet subtropical, en torno a los 30º aunque es mucho menos activo y tiene menos importancia meteorológica.
ANTICICLONES Y DEPRESIONES
Los anticiclones:
En un anticiclón asciende la presión y desciende el aire (llamado descendente). Este aire impide la formación de nubes, por lo que, en general, el clima es agradable.
De forma muy esquemática, existen dos zonas de altas presiones permanentes en cada hemisferio: la primera se sitúa siguiendo la vertical de los polos y la segunda en las latitudes subtropicales.
Los anticiclones polares, generados por el aire frío, denso y estable que domina por encima de los polos, son poco densos, ya que desaparecen hacia los 1500 m de altitud y se intensifican en invierno. Los anticiclones tropicales, forman un cinturón especialmente estable sobre los océanos; por encima de los continentes se intensifican en invierno (el aire frío, más denso, combina su efecto con el de la subsidencia dinámica) y se atenúan en verano, cuando las capas bajas se calientan bajo el efecto de los rayos solares.
Las depresiones
Las depresiones, o zonas de bajas presiones, son móviles y versátiles. En ellas el aire es, en general, ligero, y por lo tanto ascendente. A nivel del ecuador, y también hacia los 500 o 600 de latitud de cada hemisferio se sitúan unas zonas de bajas presiones casi de forma permanente. En el primer caso, corresponden al calentamiento de las capas bajas de la atmósfera. En las latitudes medias, hay bajas presiones y se sitúan aproximadamente bajo el jet-stream subtropical.
Las depresiones, de origen dinámico, pueden adquirir mayor intensidad al pasar por encima de corrientes marinas cálidas. Son extraordinariamente móviles y se desplazan a partir del noroeste en el hemisferio norte y del suroeste en el hemisferio sur. Por otra parte, en verano se forman depresiones estacionales a causa de la ascendencia térmica del aire en los continentes cálidos de latitudes tropicales y templadas, y, durante la estación cálida, por encima de los océanos de la zona intertropical (son las causantes de los ciclonestropicales).