atmósfera terrestre

La Atmósfera Terrestre
La atmósfera es la capa de gas que rodea la Tierra y es retenida por la acción
de la gravedad. Está compuesta de 78% de Nitrógeno y 21% de Oxigeno, también
están presente otros gases y vapores, como CO2, H2O, O3, Ar, agua, etc. aunque en
mucho menor proporción (trazas). Sin embargo varios de estos componentes,
juegan un rol fundamental en el resguardo de la vida en laTierra. Un ejemplo es el
ozono (O3), que nos protege de la radiación ultravioleta.
La atmósfera también regula la temperatura de la Tierra, atemperando las
variaciones térmicas entre el día y la noche. En la Luna, donde no hay atmósfera la
temperatura media de la superficie durante el día es de unos 110ºC y durante la
noche de –150ºC. La presión y densidad de la atmósfera decrece de un modogradual. Sin embargo la temperatura de la misma varía de un modo mucho más
complejo, coma se ilustra en la Fig.1

Figura xx.1 Variación esquemática de la temperatura de la atmósfera terrestre con la altura.
Obsérvese que hay zonas en que la variación de la temperatura con la altura es constante
separada por capas en que la temperatura misma no varía. Las regiones en que el gradiente
detemperatura es constante determina las distintas capas de la atmósfera.

Una observación atenta de la temperatura de la atmósfera en función de la
altura, Fig. xx.1 y xx.2, revela que existen regiones en las que las que el gradiente
térmico (Γ=dT/dz=”Temperature lapse rate”) es aproximadamente constante y

Física de la Atmósfera – S. Gil 2006

1

regiones de transición donde el gradientetérmico tiene cambios significativos pero
donde la temperatura es aproximadamente constante.
Atmosfera de la Tierra
1E+06

700

1E+05

600

1E+04
500

1E+02

400

1E+01
1E+00

300

1E-01

T [K]

P [pa]

1E+03

200

1E-02
100

1E-03

P (Pa)

T (K)

1E-04
0

25

50

75

100

125

0
150

Altura [Km]

Figura xx.2 Propiedades de la atmósferaterrestre a distintas alturas. En la figura de la
izquierda, se indican las distintas capas y su temperatura. A la derecha se observan las
presiones y temperaturas como función de la altura. Hasta unos 150 Km, la presión
desciende exponencialmente, P(z)=P0.exp(-z/h), con h=7.19 Km.

Para estudiar y analizar el comportamiento de la atmósfera, resulta útil
dividirla en capas en las que el gradientetérmico es aproximadamente constante y
en las que predominan diferentes procesos. La mayor parte de la masa de la
atmósfera (aproximadamente unos 75% de ella) está a una altura de menos de
11km, conocida como la troposfera, en esta capa la temperatura decrece con al
altura (dT/dz≈ - 6.5ºC/Km). La vida, las nubes, los vientos, el vuelo de los aviones,
etc. se desarrollan en esta capa. Elespesor de la Troposfera no es constante en
toda la Tierra, sino que en los polos ella tiene casi la mitad de espesor que en los
trópicos. En promedio su espesor es de unos 11km. Las máximas temperaturas en
la Tierra ocurren en esta capa. A una temperatura de unos –56°C, la temperatura se
estabiliza en una zona de transición conocida como la tropopausa.
Arriba de la troposfera y la tropopausa, yhasta una altura de unos 50 km,
tenemos la estratosfera, aquí la presión en muy baja (∼0.1 at), al igual que la
temperatura (Tpromedio ≈–40°C), pero con un gradiente térmico positivo (dT/dz≈+
1.5ºC/Km). En esta región la proporción de ozono es máxima. Si la cantidad total de
ozono en la atmósfera estuviese a 1 at, su espesor seria de sólo unos 3 mm. Sin
embargo, esta capa de ozono es crucialpara la vida en la Tierra, ya que el ozono
absorbe la mayoría de la radiación ultravioleta que viene del Sol que tiene efectos
muy nocivos para los seres vivos. Este mecanismo de absorción de energía esta
asociado al aumento de temperatura en esta zona de la atmósfera.
Entre los 50km y 85 km tenemos la mesosfera (dT/dz≈-3.5ºC/Km). Está es
una capa muy fría (Tpromedio ≈–40°C) y muy poco...