DINÁMICA ATMOSFERICA

 

     

  DINÁMICA ATMOSFÉRICA

La atmósfera, esa masa gaseosa que envuelven a la Tierra y cuyo espesor se estima en unos 1.000 kilómetro, es el objeto de estudio, para las ciencias atmosféricas, tales como por ejemplo, la meteorología y la climatología. Antes de profundizar en algunas definiciones básicas referidas al clima, como principal manifestación de las interacciones entre las geosferas terrestres, veamos las divisiones y composición de la atmósfera.

La troposfera: es la capa de la atmósfera terrestre que está en contacto con la superficie de la Tierra.

Tiene alrededor de 18 km de espesor en el ecuador terrestre y solo 6 km en los polos, y en ella ocurren todos los fenómenos meteorológicos que influyen en los seres vivos, como los vientos, la lluvia y las nieves. Además, concentra la mayor parte del oxígeno y del vapor de agua. En particular este último actúa como un regulador térmico del planeta; sin él, las diferencias térmicas entre el día y la noche serían tan grandes que no podríamos sobrevivir. Es de vital importancia para losseres vivos. La troposfera es la capa más delgada del conjunto de las capas de la atmósfera.

La temperatura en la troposfera desciende a razón de aproximadamente 6,5 ºC por kilómetro de altura, por encima de los 2000 metros de altura.

La estratosfera: es una de las capas más importantes de la atmósfera, esta se sitúa entre la troposfera y la mesosfera, y se extiende en una capa que va desde los 10 hasta los 50 km de altura aproximadamente. La temperatura aumenta progresivamente desde los -55 °C de la tropopausa hasta alcanzar los 0 °C de la estratopausa, aunque según algunos autores puede alcanzar incluso los 17 °C o más.² Es decir, en esta capa la temperatura aumenta con la altitud, al contrario de lo que ocurre en las capas superior e inferior. Esto es debido principalmente a la absorción de las moléculas de ozono que absorben radiación electromagnética en la región del ultravioleta.

En la parte baja de la estratósfera la temperatura es relativamente estable, y en toda la capa hay muy poca humedad.

La estratósfera es una región en donde se producen diferentes procesos radiactivos, dinámicos y químicos. La mezcla horizontal de los componentes gaseosos se produce mucho más rápidamente que la mezcla vertical.

 Mesosfera: la parte de la atmósfera situada por encima de la estratosfera y por debajo de la termosfera. En la mesosfera la temperatura va disminuyendo a medida que se aumenta la altura, hasta llegar a unos -80 °C a los 50 millas aproximadamente. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80 km donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70 °C u -80 °C.

La mesosfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. La temperatura disminuye a medida que se sube, como sucede en la troposfera. Puede llegar a ser hasta de -90° C. Es la zona más fría de la atmósfera.

La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La baja densidad del aire en la mesosfera determinan la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes. La mesosfera es la región donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno aerodinámico. También en esta capa se observan las estrellas fugaces que son meteoroides que se han desintegrado en la termosfera.

La exosfera: es la capa de la atmósfera terrestre en la que los gases poco a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del espacio exterior. Es la última capa de la atmósfera, se localiza por encima de la termosfera, aproximadamente a unas 360 millas de altitud, en contacto con el espacio exterior, donde existe prácticamente el vacío. Es la región atmosférica más distante de la superficie terrestre. En esta capa la temperatura no varía y el aire pierde sus cualidades físico–químicas.

•      Tiempo y clima

Es muy frecuente que en nuestro país, que durante el día las condiciones atmosféricas varíen bruscamente; es común oír en estos casos: este clima si varía… usando erróneamente, los conceptos climatológicos entre el tiempo y clima.

El tiempo atmosférico o meteorológico, refleja el comportamiento de uno o varios elementos físicos como la temperatura, las precipitaciones, el viento, la presión atmosférica, la nubosidad, la velocidad del viento, del lugar de estudio durante un lapso de tiempo, que puede ser una o varias horas. El tiempo atmosférico no es igual durante todo el día, varía frecuentemente, en lapsos de tiempo cortos.

El clima es el promedio de las condiciones del tiempo atmosférico en regiones específicas de un determinado territorio, durante un período de tiempo largo.

Con frecuencia se confunde el tiempo atmosférico y el clima de un lugar.

El tiempo atmosférico a una hora específica, por ejemplo, a las doce del mediodía, viene determinado por la temperatura, presión atmosférica, dirección y fuerza del viento, cantidad de nubes y humedad entre otros. Todos estos elementos deben ser registrados en el instante que se considera para definir el tiempo. Estos elementos, pueden cambiar rápidamente, por lo que el tiempo atmosférico también lo hace. Una zona determinada no presenta la misma temperatura a las 12 del mediodía que a las 6 de la mañana.

El tiempo puede ser igual en diferentes lugares, por ejemplo Madrid, París y Caracas, las tres capitales, pueden tener el mismo tiempo en un momento dado, por ejemplo, un dí­a con lluvia en las tres, da lugar a un mismo tiempo lluvioso. Sin embargo, es evidente que estas tres ciudades no tienen el mismo clima, ni siquiera parecido. La diferencia del clima viene dada, entre otros factores, por la vegetación que rodea a cada una de estas ciudades: exuberantemente tropical en Caracas, abundante en bosques y praderas en Parí­s y de tipo estepas y reseca en Madrid. Así pues, el tiempo traduce algo que es instantáneo, cambiante y en cierto modo irrepetible. El clima, en cambio, aunque se refiere a los mismos fenómenos, los traduce a una dimensión más permanente duradera y estable.

El clima
	La definición de clima está dada por la combinación de una serie de fenómenos atmosféricos. La palabra clima proviene del griegoklima, que hace referencia a la inclinación del Sol, el cual es sólo uno de los factores que lo definen. Tiempo y Clima. Con frecuencia se confunde el tiempo atmosférico y el clima de un lugar.
El tiempo atmosférico a una hora específica, por ejemplo, a las doce del mediodía, viene determinado por la temperatura, presión atmosférica, dirección y fuerza del viento, cantidad de nubes y humedad entre otros. Todos estos elementos deben ser registrados en el instante que se considera para definir el tiempo. Estos elementos, pueden cambiar rápidamente, por lo que el tiempo atmosférico también lo hace. Una zona determinada no presenta la misma temperatura a las 12 del mediodía que a las 6 de la mañana.
El tiempo puede ser igual en diferentes lugares, por ejemplo Madrid, París y Caracas, las tres capitales, pueden tener el mismo tiempo en un momento dado, por ejemplo, un dí­a con lluvia en las tres, da lugar a un mismo tiempo lluvioso. Sin embargo, es evidente que estas tres ciudades no tienen el mismo clima, ni siquiera parecido. La diferencia del clima viene dada, entre otros factores, por la vegetación que rodea a cada una de estas ciudades: exuberantemente tropical en Caracas, abundante en bosques y praderas en Parí­s y de tipo estepas y reseca en Madrid. Así pues, el tiempo traduce algo que es instantáneo, cambiante y en cierto modo irrepetible. El clima, en cambio, aunque se refiere a los mismos fenómenos, los traduce a una dimensión más permanente duradera y estable. De esta manera es posible definir el tiempo como "el estado de la atmósfera en un lugar y un momento determinados"; y el clima,"como la sucesión periódica de tipos de tiempo”.
Elementos del Clima. Los principales elementos que definen el clima son: temperatura, presión, humedad, precipitaciones (lluvia, nieve, rocío, niebla, etc.), nubosidad y viento.
Temperatura: La temperatura atmosférica es el indicador de la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire. La temperatura de un lugar se establece mediante promedios. Se habla de temperaturas medias (diarias, mensuales y anuales) y de oscilación o amplitud térmica, que es la diferencia entre el mes más frío y el mes más cálido de un lugar. La temperatura varía en las diferentes regiones de la Tierra y se debe a la inclinación del eje terrestre y a los movimientos de rotación y traslación de la Tierra. La temperatura disminuye desde el Ecuador hacia los polos.
La presión: La presión atmosférica, es el peso de la masa de aire por cada unidad de superficie. Por esto, la presión suele ser mayor a nivel del mar que en las cumbres de las montañas, aunque no depende únicamente de la altitud. Las grandes diferencias de presión se pueden percibir con cierta facilidad. Con una presión alta nos sentimos más cansados, por ejemplo, en un día muy caluroso. Con una presión demasiado baja (por ejemplo, por encima de los 3.000 metros) nos sentimos más ligeros, pero también respiramos con mayor dificultad.
	La presión del aire se mide con el barómetro, que determina el peso de las masas de aire por cm2, se mide en milibares (mbs) y se considera un nivel de presión normal, el equivalente a 1.013 mbs. Las diferencias de presión atmosférica entre distintos puntos de la corteza terrestre, hacen que el aire se desplace de un lugar a otro, originando los vientos. En los mapas del tiempo, los distintos puntos con presiones similares se unen formando unas líneas denominadas isobaras.
La humedad: La humedad indica la cantidad de vapor de agua presente en el aire. La humedad depende en parte de la temperatura, ya que el aire caliente contiene más humedad que el frío.
La humedad relativa: Se expresa en forma de tanto por ciento (%) de agua en el aire. La humedad absoluta: Se refiere a la cantidad de vapor de agua presente en una unidad de volumen de aire y se expresa en gramos por centí­metro cúbico (gr/cm3). La saturación: Es el punto a partir del cual una cantidad de vapor de agua no puede seguir creciendo y mantenerse en estado gaseoso, sino que se convierte en lí­quido y se precipita. En climatología, es de sumo interés el estudio de la humedad ya que debido a ella se suceden las precipitaciones que influyen de manera importante en el clima. La humedad de las masas de aire se mide con el higrómetro, que establece el contenido en vapor de agua. Si el higrómetro marca el 100%, el aire ha llegado al máximo nivel de saturación, si marca más del 50% se considera el aire húmedo y menos del 50% se considera aire seco.
Factores del clima. También el clima depende de la altitud, latitud, relieve, distribución de tierras y mares, las corrientes marinas, la vegetación,... Los factores y elementos climáticos son de dos tipos: matemáticamente constantes como la latitud, variables o inciertos como los vientos predominantes, la influencia marítima y las corrientes marinas. La latitud influye en la modificación de la temperatura desde el Ecuador hacia los polos. También la latitud tiene influencia en las precipitaciones, puesto que en las zonas ecuatoriales las corrientes de aire caliente ascendente provocan las lluvias, mientras que hacia los trópicos, el aire desciende seco. La altitud modifica la temperatura. La altitud respecto al nivel del mar influye en el mayor o menor calentamiento de las masas de aire. Es más cálido el que está más próximo a la superficie terrestre,     disminuyendo su temperatura progresivamente a medida que aumenta la altitud, unos 6,4º C cada 1.000 metros de altitud. Por ejemplo, Mérida a 1.647 metros de altura sobre el nivel del mar tiene unos 15º C de promedio anual de temperatura y el Pico Bolívar a 5.005 metros presenta una temperatura promedio de 0º C. La presión y la temperatura disminuyen con la altura.  Precipitaciones: Las precipitaciones se establecen mediante los totales de agua de lluvia       recogidos en los pluviómetros, las cantidades se suman y determinan el régimen pluviométrico del lugar o zona, estimándose como lugar seco o húmedo, o estación húmeda o de humedad constante.

Los vientos intervienen igualmente en la modificación de los climas. Los vientos húmedos que vienen del mar, precipitan su humedad al descender su temperatura. Luego se calientan y ascienden regresando al mar para repetir el ciclo. A esto se le llama brisa del mar. Cuando el aire es más frío en tierra éste se dirige hacia el mar y entonces, el aire más caliente desciende sobre la tierra para continuar el ciclo.
Zonas Climáticas. Los climas se describen con arreglo de códigos previamente acordados o con términos descriptivos un tanto imprecisos en su definición, sin embargo resultan útiles. A escala global se habla del clima en términos de zonas, o cinturones, que pueden trazarse entre el ecuador y el polo en cada hemisferio. Para definir estas zonas hay que tomar en consideración la circulación en la capa superior de la atmósfera, o estratosfera, así como en la atmósfera inferior, o troposfera, zona donde se manifiesta el clima.
En condiciones ideales, es posible suponer que el aire caliente asciende a lo largo del ecuador y desciende cerca de los polos. Así pues, el cinturón ecuatorial tiende a ser una región de baja presión y períodos de calma interrumpidos por tormentas eléctricas, asociadas a enormes nubes llamadas cúmulos. Debido a los períodos de calma, este cinturón recibe el nombre de doldrums (estancamiento). Se desplaza ligeramente hacia el norte del ecuador durante el verano boreal y hacia el sur durante el meridional. Por contraste, el aire desciende en las regiones polares. Esto produce una elevada presión atmosférica y vientos secos y helados que tienden a radiar hacia el exterior, desde los polos.