Capa superior de la atmosfera

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Se revisan los conocimientos actuales de la alta atmósfera y se discuten los diversos fenómenos de absorción y emisión. Los temas incluidos son: composición química, ionización, temperaturas, aurora, resplandor nocturno y resplandor crepuscular y diurno. Una breve bibliografía enumera las obras de referencia estándar sobre este material.

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Capas de la atmósfera en orden

Mira hacia arriba. Muy arriba. Las nubes que ves en el cielo, el viento que mueve los árboles o la bandera en el patio de tu colegio, incluso el sol que sientes en tu cara… todo ello es resultado de la atmósfera terrestre.

La atmósfera de la Tierra se extiende desde la superficie del planeta hasta 10.000 kilómetros de altura. A partir de ahí, la atmósfera se funde con el espacio. No todos los científicos se ponen de acuerdo sobre cuál es el límite superior de la atmósfera, pero sí sobre el hecho de que la mayor parte de la atmósfera se encuentra cerca de la superficie de la Tierra, hasta una distancia de entre 8 y 15 kilómetros.

Aunque el oxígeno es necesario para la mayor parte de la vida en la Tierra, la mayor parte de la atmósfera terrestre no es oxígeno. La atmósfera terrestre está compuesta por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno, un 0,9% de argón y un 0,1% de otros gases. El dióxido de carbono, el metano, el vapor de agua y el neón son algunos de los gases que componen el 0,1% restante.

La atmósfera se divide en cinco capas diferentes, en función de la temperatura. La capa más cercana a la superficie de la Tierra es la troposfera, que se extiende desde unos siete y 15 kilómetros (cinco a 10 millas) desde la superficie. La troposfera es más gruesa en el ecuador y mucho más fina en los polos norte y sur. La mayor parte de la masa de toda la atmósfera está contenida en la troposfera, entre el 75 y el 80% aproximadamente. La mayor parte del vapor de agua de la atmósfera, junto con el polvo y las partículas de ceniza, se encuentran en la troposfera, lo que explica que la mayoría de las nubes de la Tierra se encuentren en esta capa. Las temperaturas en la troposfera disminuyen con la altitud.

Estratosfera

Este artículo debe leerse conjuntamente con La atmósfera y la envoltura gaseosa de la Tierra. Sin embargo, difiere al ampliar la descripción de la atmósfera por encima de las capas meteorológicas a altitudes más allá de las cuales cada componente gaseoso actúa como si estuviera solo. Allí, los iones y los electrones se mezclan con el gas neutro, creando una envoltura de plasma alrededor de la Tierra.

La atmósfera se presenta a menudo como una piel de cebolla poco comunicada entre sí (véase La atmósfera y la envoltura gaseosa de la Tierra). Este desglose se estableció considerando esencialmente la evolución de la temperatura. Para el estudio de los ambientes espaciales (véase El clima espacial y sus consecuencias en la Tierra), se suele utilizar otra clasificación [1]. Se trata de un recorrido por la atmósfera desde las capas inferiores de la misma (homosfera) hasta la atmósfera superior (heterosfera), más allá de los 85 km de altitud.

En la atmósfera terrestre, el aire seco está compuesto principalmente por nitrógeno molecular (78%) y oxígeno molecular (21%). La meteorología clásica se refiere a la zona que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altitud media de 12 kilómetros (unos 17 kilómetros en el ecuador y 8 kilómetros en los polos). Esta capa se denomina “troposfera”. El aire se agita constantemente, mezclando sus componentes [2].

Capas de la atmósfera

La atmósfera tiene capas, que se corresponden con la forma en que la temperatura de la atmósfera cambia con la altitud. Si entendemos cómo cambia la temperatura con la altitud, podemos aprender mucho sobre el funcionamiento de la atmósfera. Mientras que el clima tiene lugar en la parte baja de la atmósfera, las cosas interesantes, como las hermosas auroras, ocurren más arriba en la atmósfera.

El aire más caliente y ligero es más flotante que el aire más frío que se encuentra por encima, por lo que se eleva. El aire más frío se hunde hacia abajo, porque es más denso que el aire que tiene debajo. Esto es la convección, que se describió en el capítulo sobre la tectónica de placas.

La propiedad que más cambia con la altitud es la temperatura del aire. A diferencia del cambio en la presión y la densidad, que disminuyen con la altitud, los cambios en la temperatura del aire no son regulares. El cambio de temperatura con la distancia se denomina gradiente de temperatura.

La atmósfera se divide en capas en función de cómo cambia la temperatura en esa capa con la altitud, el gradiente de temperatura de la capa (figura siguiente). El gradiente de temperatura de cada capa es diferente. En algunas capas, la temperatura aumenta con la altitud y en otras disminuye. El gradiente de temperatura de cada capa viene determinado por la fuente de calor de la misma (figura siguiente).