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Atmósfera

Conceptos generales en meteorología

La meteorología es la ciencia que estudiala atmósfera, concretamente los fenómenos físicos que ocurren en la baja atmósfera. Estos fenómenos están relacionados con la presión atmosférica y la temperatura, que determinan el comportamiento del resto de sus componentes.

Los gases que componen la atmósfera tienen masa y, como consecuencia de la atracción gravitatoria que ejerce la Tierra, tienen peso. La presión atmosférica sobre un centímetro cuadrado de superficie es el resultado del peso de la columna de aire, de un centímetro de sección, que se encuentra sobre ella.

Los aparatos que miden la presión atmosférica se denominan Barómetros. El siguiente se denomina Barómetro de mercurio, leyéndose la presión en milímetros de mercurio. A nivel del mar, la presión media es de 760 milímetros de mercurio. Otra medida de la presión de la atmósfera es el milibar, mb, y la correspondencia con la anterior medida es:

El primer experimento conocido para medir la presión atmosférica fue realizado en 1643 por Evangelista Torricelli. Llenó un tubo de vidrio de un metro de largo con mercurio y, dándole la vuelta, lo situó sobre una cubeta que contenía el mismo metal. El mercurio descendió de nivel hasta llegar a unos 76 centímetros de la superficie de la cubeta. En ese punto, la presión que la atmósfera ejercía sobre el contenido de la cubeta fue igual al que ejercía la columna de mercurio dentro del tubo. Al variar la presión atmosférica, la columna de mercurio ascendía o descendía.

Otro barómetro es el aneroide, consistente en una cápsula hueca que tiene una de sus paredes formadas por una membrana elástica y en cuyo interior se ha hecho parcialmente el vacío. Cuando la presión atmosférica varía, la membrana se dilata o contrae. En esta membrana se fija una aguja, que marca los ascensos y descensos de la membrana en una escala graduada.

En la atmósfera, la presión disminuye rápidamente con la altura. A 6 kilómetros la presión es aproximadamente la mitad que la que hay a nivel del mar. A 16 kilómetros la presión disminuye a la décima parte, mientras que a 40 kilómetros es prácticamente cero.

La temperatura es una medida del movimiento de las partículas del medio. Un objeto tiene más o menos dependiendo de la velocidad de movimiento, o frecuencia de vibración, de las partículas que lo componen. Temperatura y calor no son sinónimos, sino conceptos relacionados. Mientras que el primero se mide en grados, centígrados o Fahrenheit, el calor se mide en calorías o julios. En física, el calor es la energía que se transmite de un medio otro, o bien que un cuerpo cede a otro.

La variación de la temperatura, en contra de lo que se podría pensar, no desciende conforme se adquiere altura en la atmósfera. En la troposfera disminuye de manera constante con la altitud, a razón de unos 6.4ºC cada 1000 metros. A esto se le denomina gradiente vertical de temperatura. Al llegar a la altura de 14 kilómetros, donde se encuentra el límite de esta capa o tropopausa, la temperatura deja de descender bruscamente y aumenta. Ya en la estratosfera, la temperatura aumenta hasta los 0ºC al llegar a 50 kilómetros de altura, lugar donde se encuentra la estratopausa. A partir de aquí empieza la mesosfera, donde la temperatura vuelve a descender hasta los -80ºC, hasta llegar a la mesopausa. A partir de aquí empieza la termosfera, donde la temperatura vuelve a ascender.

La temperatura se mide gracias a los termómetros, de los que existen muchos tipos y de composición diversa. Entre ellos hay dos muy utilizados en meteorología. El termómetro de máximas y mínimas consiste en dos termómetros en el que uno registra la temperatura máxima diaria y el otro la mínima. Otro es el termógrafo, pudiendo ser analógico o digital, registrando de manera continuada la variación de temperatura del lugar donde esté situado. La temperatura se mide en grados Celsius o centígrados ºC, y grados Fahrenheit ºF. La correspondencia entre ambas unidades de medida se muestra en el siguiente gráfico.

La temperatura del aire atmosférico está condicionada por que además varía con la latitud geográfica, razón por la cual los polos suelen ser más fríos que el ecuador o los tróor el calor recibido del Sol.Éste no sólo no es el mismo a lo largo del año, sinpicos. Además, debido a la inclinación del eje terráqueo, las zonas a ambos lados del ecuador reciben una cantidad de radiación diferente en determinadas épocas del año.Los meteorólogos prestan especial importancia a determinados conceptos relacionados con las temperaturas, siendo usados para definir, entre otras cosas, los distintos tipos de climas de un lugar determinado. Las temperaturas máximas y mínimas registradas un día concreto se usan para establecer la temperatura media diaria, sumando ambas y dividiendo el resultado entre dos. El promedio de las temperaturas medias diarias indica la temperatura media de un mes, así como el promedio de las temperaturas medias mensuales indica la temperatura media anual. Estos conceptos son importantes cuando, tratando cuestiones sobre el cambio climático, se habla de un aumento global de las temperaturas medias. El aumento hace referencia a las temperaturas medias anuales, lo que implica que los valores extremos, máximos o mínimos, aumentarían mucho más.

El viento se define, de manera general, como aire en movimiento. La velocidad del mismo se mide mediante dispositivos conocidos como anemómetros. Los vientos se designan según su procedencia. Si un viento viene del Este se dice que tiene componente Este, aunque se dirija hacia el Oeste.

Otro factor importante en meteorología es la humedad, que es la cantidad de vapor de agua que se encuentra contenida en el aire. Un mismo volumen de aire puede contener mayor cantidad de vapor cuanto mayor sea su temperatura. Para una temperatura determinada, el aire puede albergar una cantidad máxima de vapor de agua. Llegado a este punto se dice que el aire está saturado de humedad, y a este valor máximo se denomina punto de saturación.

La cantidad de vapor de agua en el aire se mide calculando la relación que existe entre la cantidad de vapor que tiene y la cantidad máxima que puede contener a esa misma temperatura. Este valor se denomina humedad relativa del aire y se expresa en tantos por ciento.

La humedad relativa de un volumen determinado de aire puede cambiar. Puede aumentar si está en contacto con una masa de agua en evaporación, como un río, un lago o el mar. También cambia con la temperatura. En una masa de aire, sin contacto con una fuente de vapor, es decir, con una cantidad de vapor de agua finita, su humedad relativa disminuye si aumenta su temperatura, debido a que el aire cálido tiene mayor capacidad de contener vapor. Por el contrario, su humedad relativa aumenta si disminuye su temperatura, ya que mientras más frío esté el aire menos cantidad de vapor de agua puede contener. Si la temperatura sigue descendiendo llegará un momento que el aire esté saturado de humedad, es decir, con una humedad relativa del 100%. Es el punto de rocío, a partir del cual si la temperatura sigue descendiendo el vapor de agua se condensa en pequeñas gotas.

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