Apuntes sobre meteorología: Atmósfera, troposfera, presiones y temperatura

Antes de realizar actividades al aire libre miramos la previsión meteorológica. Esta es posible, principalmente, gracias a los conocimientos que atesoramos sobre física, los modelos numéricos que realizan las previsiones y la increíble capacidad de computación de las máquinas actuales. En Xiruca, por lo menos de momento, nos centraremos en los conocimientos meteorológicos que nos ayudan a entender el clima y la meteorología.

La atmósfera

Capas de la atmósfera

Lo primero, según nuestro criterio, es conocer un poco el medio donde se producen la mayoría de fenómenos meteorológicos: la atmósfera terrestre y en concreto su capa inferior, la troposfera. La atmósfera es una capa que rodea La Tierra y que está conformada principalmente por partículas gaseosas. Esta capa es de espesor variable y concentra la mayor parte de sus partículas en las cercanías de la superfície terrestre, es decir, a alturas bajas. Esto se debe a que éstas son atraídas por el campo gravitacional que genera la masa de La Tierra y que ejerce una fuerza que las acerca a su superfície.
 
La atmósfera se divide en diversas capas, con diferentes características que influirán directamente en la distribución de la presión atmósferica y las temperaturas. Os mostramos un gráfico extraído de Wikipedia, a la derecha de estas líneas, con las alturas aproximadas de cada capa y los principales fenómenos que nos encontramos en ellas.
 
Como puede observarse en el gráfico anexo, las nubes, frentes, vientos y precipitaciones que nos afectan se localizan principalmente en la troposfera, por lo que nos interesarán las características de ésta. En ella se concentran el 80% de las partículas de toda la atmósfera y tiene una altura que varía mucho en función de la latitud, desde 8 kilómetros de altura en los Polos a los 16 kilómetros sobre el Ecuador (aproximadamente). 
 
Por encima de la troposfera encontramos la estratosfera y una capa más fina que las separa, la tropopausa. En la estratosfera, como principal característica consideramos que es donde se encuentra la capa de ozono. Sobre el resto de capas no haremos mención porque no tienen demasiado interés en el estudio meteorológico más básico. 
 
¿Y por qué explicamos todo esto? No es que estemos convirtiéndonos en un blog de artículos científicos, simplemente es que estas explicaciones nos ayudarán a entender conceptos como la disminución de presiones y temperatura con la altura cuando realizamos una excursión.  
 
Presión y temperatura

Las variables de mayor interés sobre el terreno cuando realizamos una actividad son la presión y la temperatura.

  • La presión atmosférica

La presión atmosférica disminuye siempre con la altura, independientemente de la capa en la que estemos y de las condiciones metereológicas. De esto se sirven los altímetros barométricos (basados en la medidas de un barómetro, que mide la presión atmosférica) para calcular la altura. En la siguiente gráfica podemos ver cómo disminuye la presión con la altura segúa la atmósfera ISA (International Standard Atmosphere, un estándar en el cálculo de presiones teóricas). 

 Presión vs Altura

¿Por qué sucede esto? Para entenderlo debemos saber que la presión atmosférica es una medida de la fuerza que hace la cantidad de atmósfera sobre nosotros por unidad de superfície. Es por ello que cuanto mayor es la cantidad de partículas que hay en el entorno del aire medido mayor es dicha magnitud. Sabiendo entonces que el número de partículas que hay en el aire es mayor cuanto más cerca estamos de la superficie (debido a la atracción gravitatoria de La Tierra) encontramos nuestra explicación.

Por eso, entre otras cosas, en los altímetros hay que fijar la altura y volverlos a calibrar con el tiempo, porque calculan la variación de altura con el cambio de presión. Así, si la presión medida aumenta, el altímetro marca una altura menor porque entiende que hemos descendido a un lugar más bajo donde hay menos presión atmosférica. Por contra, cuando la presión medida disminuye, entiende que estamos ganando altura.  

Por contra, cuando hay importantes cambios de presión debidos a variaciones meteorológicas (llegada de una anticiclón en altura o una depresión), medimos una presión mayor o menor a la que deberíamos ver sólo teniendo en cuenta los cambios de altura y por tanto deberemos recalibrar el altímetro.

  • La temperatura

La variación de la temperatura con la altura varía en función de la capa de la atmósfera en la que nos encontramos. En la estratosfera la temperatura aumenta a medida que ascendemos, debido a las partículas de ozono que hay en esta capa y que absorben radiación ultravioleta.

En el ámbito del excursionismo nunca alcanzaremos la estratosfera, ni siquiera coronando el Everest, por lo que nos regiremos por los cambios producidos en la troposfera. En dicha capa la temperatura disminuye con la altura en la mayor parte de las ocasiones. Como ejemplo os mostramos una gràfica de cómo decrecería la temperatura desde la superficie en condiciones de total estabilidad, considerando aire seco y una temperatura de 15 grados centígrados en la superfície. En estas condiciones podemos considerar que la temperatura desciende casi 10 grados por cada 1000 metros de ascenso. Con humedad alta, este descenso puede ser de unos 6 grados por cada 1000 metros, encontrándose las situaciones reales entre estos dos casos.

Temperatura vs Altura

El descenso de temperatura con la altura se debe a que la fuente principal de calor en esta capa es la superficie terrestre, que transfiere la energía recibida por radiación solar. Es por ello que cuanto más cerca estamos del suelo y de la fuente de calor, mayor es la temperatura. 

Ya conocemos cómo deben variar la presión y la temperatura a medida que ganamos o perdemos altura en condiciones de estabilidad y aire seco. Más adelante veremos cómo influyen en todo esto otras condiciones, como por ejemplo la humedado los anticiclones, provocando fenómenos como la inversión térmica donde a mayor altura registramos mayor temperatura.

Tags: 

Añadir nuevo comentario