Fundamentos de la Atmósfera Terrestre: Composición, Estructura y Dinámica Térmica

1. La atmósfera: definición, composición y estructura

La atmósfera es la capa de aire que envuelve a la Tierra. El aire es una mezcla de gases y de partículas sólidas y líquidas que se encuentran en suspensión.

Composición

• Mezcla de gases: oxígeno, nitrógeno y otros gases (dióxido de carbono, etc.).
• Partículas sólidas: cristales de sal, hollines, pólenes, etc.
• Vapor de agua: en cantidades variables según su localización.

Estructura química

• Homosfera: capa estable hasta los 100 km.
• Heterosfera: superior a los 100 km, no estable.

Capas de la Tierra

Troposfera

Es la capa más baja, en contacto con la superficie terrestre y con un límite superior, la tropopausa, que oscila entre 9 km sobre los polos y 17 km sobre el Ecuador.

Características:

• Acumula el 80% del aire atmosférico.
• Presencia de los fenómenos meteorológicos y climáticos.
• Aire sometido a movimientos verticales (que provocan cambios de temperatura y presión) y horizontales (transferencia de masas de aire en la superficie terrestre y los consiguientes trasvases térmicos y de humedad).
• Gradiente de temperatura: descenso térmico de 0,65 °C/100 m.
• Concentración próxima al 100% del vapor de agua de la atmósfera (precipitaciones y nubosidad).

La estratosfera

Capa situada por encima de la troposfera, con límite inferior en la tropopausa y límite superior, la estratopausa, a 50 km de altitud.

Características:

• Incremento térmico con la altitud (de -50 °C en la parte inferior a 2 °C en la superior) debido a la absorción de cierta parte de la radiación solar por el ozono (muy importante para el desarrollo de la vida en la superficie terrestre).
• Importancia del ozono como escudo protector frente a las radiaciones ultravioleta.

Transmisión del calor

Convección

El calentamiento de un fluido conlleva un trasvase de energía y un transporte de masa. Un aire calentado por contacto con un suelo caliente es menos denso y se eleva, transportando consigo el calor. Cuando se produce un cambio de estado (licuación, congelación, etc.) tiene lugar una adición o pérdida de calor; se trata del calor latente. Así, la evaporación conlleva pérdida de energía de la superficie del agua, se trasvasa masa a la atmósfera en forma de vapor de agua y se transfiere calor a la atmósfera, que lo perderá cuando se produzca la condensación.

Conducción

Proceso de calentamiento por contacto con la consiguiente transferencia de calor entre los átomos de un cuerpo. Ejemplo: introducción de una barra de hierro en una hoguera.