Conceptos Básicos de la Atmósfera y el Clima
Gradiente: Diferencia existente entre dos puntos en temperatura, humedad o presión. Cuanto mayor sea, más vigorosa será la circulación del viento o de las corrientes oceánicas. Por ejemplo, cuando haya un gradiente térmico se producirá un movimiento que transporta calor de un extremo a otro.
- Movimientos verticales: Dependen de la temperatura a la que estén, además afecta a la densidad.
- Movimientos horizontales: El desplazamiento de los vientos, por ejemplo, amortiguará las diferencias térmicas entre los polos y el ecuador terrestre.
Componentes atmosféricos: Nitrógeno (N), Oxígeno (O), Argón (Ar).
Estructura y Función de la Atmósfera
Troposfera
Capa interior de la atmósfera que termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud (9, 12, 16 km) y las estaciones (más en verano que en invierno). Tiene gases que posibilitan la vida y estos hacen que la presión atmosférica descienda en esta capa. También disminuye la temperatura; a esto se le llama gradiente vertical de temperatura. Aquí tiene lugar el efecto invernadero y los cambios meteorológicos (nubes, precipitaciones, etc.).
Estratosfera
Va desde la tropopausa hasta la estratopausa, a 50 km de latitud. En ella el aire es muy tenue y hay movimientos horizontales, pero no verticales. Entre los 15-30 km se encuentra la capa de ozono. La temperatura alcanza su valor máximo en la estratopausa.
Mesosfera
Va hasta la mesopausa. Tiene una densidad del aire muy reducida, pero pueden producirse estrellas fugaces. Aquí la temperatura vuelve a descender.
Termosfera
La temperatura aumenta muchísimo debido a las radiaciones solares de ondas (rayos X y gamma) producidas por las moléculas de N y O. Aquí también se producen las auroras boreales y las australes.
Exosfera
Es la última capa y tiene baja densidad atmosférica. Tiene aire tenue y por eso no capta la luz solar y el cielo es negro.
La Capa de Ozono
La mayor parte del ozono (O3) se encuentra en la estratosfera. La capa presenta un espesor variable, máximo en los polos y mínimo en el ecuador.
Función Reguladora de la Atmósfera
El balance de radiación solar depende de la estructura física y de la composición química de la atmósfera, que dan lugar a las condiciones térmicas especiales del planeta.
Borrascas y Anticiclones
- Borrasca: Masa de aire poco densa en contacto con la superficie terrestre que se eleva por unas corrientes térmicas ascendentes. Por esto se crea un vacío y el aire pesa menos, por ello se origina un viento desde el exterior al centro de la borrasca.
- Anticiclón: Aire frío que desciende hasta contactar con el suelo. Ahí se acumula mucho aire y el viento sale desde el centro al exterior.
Gradientes y Estabilidad Atmosférica
Gradiente vertical: Diferencia de temperatura entre dos puntos con diferencia de altitud de 100 m.
GVT (Gradiente Vertical de Temperatura): Representa la variación de temperatura del aire en reposo.
Inversión térmica: Espacio aéreo en el que la temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir. Estas impiden los movimientos verticales del aire.
GAS (Gradiente Adiabático Saturado): Lleva agua en forma de vapor. Este es dinámico porque afecta a una masa de aire que está realizando un movimiento vertical por estar en desequilibrio, por ello asciende para alcanzar el equilibrio. Durante los ascensos disminuye la presión atmosférica y la temperatura y aumenta su volumen.
- Diabático: Puede atravesar o traspasar.
- Adiabático: No es posible el intercambio térmico entre exterior e interior.
GAH (Gradiente Adiabático Húmedo): Cuando la masa ascendente del GAS alcanza el punto de rocío.
Condiciones de Inestabilidad
Existen movimientos ascendentes de una masa de aire cuya temperatura interior varía conforme al gradiente dinámico GAS, cuyas variaciones térmicas verticales se correspondan con el GVT. Para que el ascenso sea posible, el aire exterior se tiene que enfriar más deprisa que el interior. Esto formará una borrasca.
Condiciones de Estabilidad
Se formará un anticiclón. Será estable cuando el GVT sea positivo y menor que el GAS, y cuando el GVT sea negativo. Las subsidencias se producen en invierno con las noches largas y la atmósfera fría.
Dinámica de las Masas Fluidas
Dinámica Atmosférica
Si un anticiclón (A) y una borrasca (B) están cerca, el viento superficial sopla desde los anticiclones hasta las borrascas, mientras que el viento de altura lo hace en sentido contrario.
Circulación de la Atmósfera
En las zonas ecuatoriales, el calentamiento es intenso, por lo que el aire en contacto con la superficie tenderá a ascender, dando lugar a borrascas (B). En las zonas polares, se producirá un anticiclón (A) por las bajas temperaturas que provocan el aplastamiento del aire contra el suelo.
Dinámica de la Hidrosfera
Actúa como regulador térmico. Debido a ello, los lugares junto al mar tendrán menos amplitud térmica que los situados en el interior del continente. Y debido a la lejanía de los océanos, en el interior del continente se presenta una amplitud térmica elevada que suele originar anticiclones permanentes y, por ello, hay heladas.
- Corrientes superficiales: Las principales corrientes oceánicas que recorren el centro de los océanos realizan una trayectoria condicionada por el giro del viento en torno a anticiclones y, a la vez, arrastran las nubes y precipitaciones.
- Corrientes profundas: Se originan por la diferencia en la densidad del agua, que es mayor cuanto más fría o salada esté, tendiendo a hundirse para formar la circulación termohalina. Esto comienza con el enfriamiento de la capa superficial que provoca un afloramiento del agua más profunda y cálida para ocupar su lugar.