Estructura y Dinámica de la Atmósfera Terrestre: Troposfera y Ozonosfera
Troposfera
Es la capa inferior de la atmósfera, en contacto con la superficie terrestre. Su altitud varía: aproximadamente 9 km en los polos y 16 km en el ecuador. Esta variación se debe también a la expansión de los gases por el calor.
Características de la Troposfera
Densidad y Presión
- Es la zona de máxima densidad, concentrando el 80% de los gases atmosféricos.
- La presión atmosférica desciende bruscamente en esta capa, pasando de 1013 mbar a 200 mbar.
La Capa Sucia y el Polvo en Suspensión
Los primeros 500 metros se denominan la capa sucia, donde se concentra el polvo en suspensión (procedente de desiertos, volcanes, sal marina y actividad industrial).
El polvo en suspensión actúa como núcleo de condensación, lo que favorece la formación de nubes y es responsable de la coloración rojiza de atardeceres y amaneceres.
Temperatura y Gradiente Vertical
- La temperatura disminuye desde una media de 15 ºC en la superficie terrestre hasta -70 ºC en la tropopausa.
- El aire se calienta desde abajo por la radiación infrarroja.
- Esta disminución tiene un valor medio de 0.65 ºC/100 m, conocido como Gradiente Vertical de Temperatura (GVT).
Rol Climático
Se considera la capa del clima porque en ella tiene lugar el efecto invernadero, provocado por ciertos Gases de Efecto Invernadero (GEI) que absorben la radiación infrarroja del Sol. Es un importante regulador de la temperatura de la troposfera y alberga los fenómenos meteorológicos:
- Formación de nubes y precipitaciones.
- Movimientos del aire.
- Dispersión de los contaminantes y el polvo en suspensión.
Ozonosfera
El ozono es una molécula gaseosa, formada por 3 átomos de oxígeno (O₃). La mayor parte se concentra entre los 15 y 30 km de altura, dentro de la estratosfera.
Características del Ozono Estratosférico
- Su espesor es variable: máximo en el ecuador y mínimo en los polos.
- Su forma varía y se destruye constantemente.
Formación del Ozono (2 etapas)
- Fotólisis del oxígeno: O2 + radiación UV → O + O (oxígeno atómico, muy reactivo)
- Formación del ozono: O + O2 → O3 + calor (provoca el aumento de temperatura)
Destrucción del Ozono (2 mecanismos)
- Por fotólisis del ozono: O3 + radiación UV → O2 + O
- Por reacción con oxígeno atómico: O3 + O → O2 + O2
El Equilibrio Dinámico del Ozono
En condiciones normales, estas reacciones están en equilibrio (el ozono se forma y se destruye simultáneamente). Gracias a este proceso:
- El 90 % de los rayos UV quedan retenidos.
- El calor liberado aumenta la temperatura de esta capa.
El equilibrio formación/destrucción del ozono solo puede ocurrir por encima de los 30 km, y el proceso es más intenso cuanto más cerca de la estratopausa.
Sin embargo, por debajo de los 30 km, gran parte de los rayos UV ya han sido absorbidos. Los pocos que llegan no son capaces de provocar la fotólisis del O3, de forma que el equilibrio se rompe (formación > destrucción), lo que provoca que el ozono se acumule.