Dinámica Atmosférica y Clima: Gradientes, Capas y Fenómenos Meteorológicos

Introducción al Gradiente Atmosférico

El gradiente se define como la diferencia entre dos puntos en alguno de los parámetros atmosféricos (temperatura, humedad o presión). La existencia de un gradiente entre dos puntos a cierta distancia genera un movimiento de circulación del fluido donde se amortiguan las diferencias entre los extremos. En la atmósfera se traduce en viento, y en la hidrosfera en corrientes oceánicas.

Capas de la Atmósfera

La atmósfera terrestre se divide en varias capas principales según sus características de temperatura y comportamiento:

• 1º Troposfera: Su espesor es mínimo en los polos y máximo en el ecuador. Su frontera superior es la tropopausa. La temperatura disminuye con la altura. En esta capa suceden el clima y el efecto invernadero, y se producen los movimientos verticales del aire.
• 2º Estratosfera: Se sitúa entre los 50 y 60 km de altura. La temperatura aumenta y predominan los movimientos horizontales del aire. Contiene la capa de ozono y termina en la estratopausa.
• 3ª Mesosfera: Se extiende hasta los 80 km, con temperaturas que alcanzan los -80 ºC. Es donde se desintegran las estrellas fugaces y finaliza en la mesopausa.
• 4ª Ionosfera o Termosfera: Presenta temperaturas gigantescas y se extiende hasta los 600 km. En ella se producen las auroras y se localiza el campo magnético.
• Exosfera: Es la capa más alejada, donde comienza el espacio vacío.

Dinámica Atmosférica

Movimientos Verticales

Los movimientos verticales se denominan corrientes de convección y responden a tres causas principales: temperatura, humedad y presión.

• Temperatura: Da lugar a la convección térmica debido al contraste de temperatura del aire en contacto con la tierra. El aire frío desciende y el aire caliente asciende.
• Humedad: El aire húmedo es menos denso que el aire seco, lo que origina corrientes de convección. Se divide en:
  • Humedad absoluta: Cantidad de agua en un volumen determinado de aire; depende de la temperatura.
  • Humedad relativa: Cantidad de vapor de agua en porcentaje dentro de un metro cúbico de aire en relación al máximo que admite a esa temperatura.
  • Punto de rocío: Temperatura a la que llega una masa de aire al ascender cuando se enfría y el vapor de agua se condensa, formando las nubes.
• Presión: A nivel del mar equivale a 1 atmósfera (1 atm). Las líneas que unen zonas de igual presión se denominan isobaras. La presión varía según la temperatura y la humedad, dando lugar a anticiclones y borrascas.

Inversión Térmica

Es una situación atmosférica donde se invierte el descenso normal de temperatura con la altura; una capa de aire caliente se superpone a otra fría, impidiendo el movimiento vertical del aire. Es un fenómeno típico en valles de montaña y durante el invierno.

Movimientos Horizontales

Los vientos se desplazan horizontalmente condicionados por fuerzas físicas fundamentales.

Efecto Coriolis

Debido al movimiento de rotación terrestre, los vientos se desvían hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Su efecto es máximo en el ecuador y mínimo en los polos. El viento circula desde los anticiclones hacia las borrascas; sin embargo, al ser desviado por la fuerza de Coriolis, el resultado es un giro en sentido horario en los anticiclones y antihorario en las borrascas en el hemisferio norte, ocurriendo lo contrario en el hemisferio sur.

Fenómenos Climáticos Globales

El Niño

Consiste en un excesivo calentamiento de las aguas del Pacífico en la costa de Perú, que ocurre cada 3 a 5 años (con un máximo hacia Navidad). Los vientos alisios se calman, por lo que no arrastran las aguas superficiales del océano Pacífico hacia el oeste, provocando su calentamiento y la formación de borrascas en Perú. Además, se detiene el afloramiento de aguas profundas, lo que causa la caída de la riqueza pesquera, mientras que en Oceanía se producen graves incendios.

La Niña

Representa una exageración de la situación normal. Los vientos alisios soplan con mayor intensidad de lo habitual, la temperatura de los océanos es más fría y se producen afloramientos constantes de agua profunda rica en nutrientes.

Clima y Formación de Precipitaciones

El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el tiempo atmosférico en una zona determinada de la Tierra.

Tipos de Nubes y Precipitaciones

• Nubes de convección térmica: El aire cálido y húmedo asciende hasta alcanzar el nivel de condensación, formando un cúmulo. Si hay suficiente humedad y calor, se agrupan varios formando un cumulonimbo. Debido a su gran tamaño, se producen contrastes térmicos que originan corrientes ascendentes y hacen que las gotas de agua choquen entre sí. Al llover, las nubes desaparecen.
• Nubes de ascenso orográfico: Una masa de aire cálido choca contra una montaña y asciende hasta condensarse. Estas nubes, llamadas estratos, originan precipitaciones. Al rebasar la cima, el aire desciende seco y se calienta, un proceso conocido como efecto Föehn.
• Nubes de convección de frente: Se forman en la zona de contacto entre dos masas de aire con distinta temperatura que chocan, liberando energía en forma de viento y lluvia (siempre en dirección oeste-este). Se dividen en tres tipos:
  • 1º Frente frío
  • 2º Frente cálido
  • 3ª Frente ocluido