Estructura de la Atmósfera

De acuerdo con sus características físico-químicas, la atmósfera se encuentra estratificada en las siguientes capas:

1. Troposfera

Alcanza una altitud media de 12 km, aunque en el ecuador, debido a la dilatación, puede alcanzar los 18 km. Contiene el 75% de la masa total de la atmósfera y prácticamente todo el vapor de agua y las partículas en suspensión. En ella se desarrollan los fenómenos meteorológicos y los movimientos del aire, tanto horizontales como verticales, que determinan el clima. La temperatura desciende con la altura, lo que se denomina Gradiente Vertical de Temperatura, que tiene un valor de 6,5 ºC por km. En los primeros 500 m existe la denominada capa sucia, donde se concentran las partículas en suspensión.

2. Estratosfera

Alcanza hasta aproximadamente los 50 km, donde se sitúa la estratopausa. Entre los 15 y los 35 km, se encuentra la capa de ozono, que tiene un papel fundamental, ya que absorbe la radiación ultravioleta. Los movimientos del aire son solamente horizontales.

3. Mesosfera

Se extiende entre los 50 y 80 km de altura, donde se sitúa la mesopausa. En esta capa, la temperatura disminuye de nuevo hasta los -80º C y en ella se observan las estrellas fugaces.

4. Termosfera o Ionosfera

Se extiende hasta la termopausa, situada a unos 600 km. En esta capa, los átomos de oxígeno y moléculas de nitrógeno absorben los rayos X y rayos gamma.

5. Exosfera

Es la última capa y su límite viene marcado por una densidad atmosférica similar a la del espacio exterior.

Las Radiaciones Solares y Terrestres

Según la Ley de Planck, la energía de las radiaciones electromagnéticas es inversamente proporcional a la longitud de onda, de manera que a menor longitud de onda, mayor energía y, por tanto, más penetrante, perjudicial para la vida, provocando mutaciones o muerte de fitoplancton.

1. La Radiación Solar

Está formada por un conjunto de radiaciones:

• a) La radiación visible, comprendida entre los 0,4-0,7 micras. La mayor parte atraviesa la atmósfera y llega a la superficie terrestre.
• b) La radiación ultravioleta es la zona del espectro anterior a la luz visible, con l<0,4 mm.
• c) Los rayos X y los rayos (gamma), de l más corta que los UV, absorbidos por la ionosfera.
• d) La radiación infrarroja con una longitud de onda l>0,7 mm (l>700 nm).

2. La Radiación Terrestre

La superficie terrestre, al calentarse, emite radiación infrarroja de onda larga.

Función Reguladora y Protectora de la Atmósfera

• Atmósfera como filtro protector:
  • Las capas altas de la atmósfera funcionan como un filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones de longitud de onda corta y alta energía (rayos X y rayos gamma).
  • En la estratosfera, el ozono absorbe las radiaciones ultravioleta más letales para la vida, llegando solo una mínima cantidad a la superficie terrestre.
• Atmósfera como reguladora del clima:
  • El aumento del albedo provocado por las partículas de polvo en suspensión o nubes en la atmósfera, o bien de nieve y hielo, llevaría a un enfriamiento progresivo de la Tierra.
  • El efecto invernadero natural debido a la presencia en la atmósfera de determinados gases (CO₂, CH₄, N₂O, O₃), capaces de absorber y contrarradiar la radiación infrarroja.
  • La circulación general de la atmósfera (junto con la circulación de las aguas oceánicas) redistribuye la energía solar que llega a la Tierra.

Humedad

La humedad del aire puede medirse de diversas maneras:

• Humedad absoluta: Es la masa de vapor de agua contenido en 1 m³ de aire, se expresa en g/m³. Existe una relación directa entre la cantidad de vapor de agua admitida por el aire y la temperatura a la que se encuentra, de modo que, alcanzado un cierto límite, el aire se satura de humedad y el vapor comienza a condensar.
• Humedad relativa: Es la cantidad de vapor de agua, expresada en %, que hay en 1 m³ de aire, en relación con la máxima posible que podría contener a una temperatura determinada.
• Punto de rocío: Es la temperatura a la que la humedad relativa es del 100% y, por tanto, la temperatura a la que se produce la condensación del vapor de agua.
• La formación de nubes: Cuando una masa de aire se eleva, se expande (al estar sometida a menor presión) y se enfría hasta que llega un momento en que alcanza el punto de rocío, entonces el vapor de agua comienza a condensarse y se empieza a formar una nube constituida por pequeñas gotitas de 0,02 mm. Cuando las pequeñas gotas de agua adquieren un cierto tamaño, no pueden mantenerse en suspensión y caen en forma de precipitaciones líquidas (lluvia) o sólidas (nieve y granizo).

Por tanto, para la formación de nubes es necesario:

1. Una humedad relativa del 100%.
2. Que existan en la atmósfera núcleos de condensación, que pueden ser partículas de polvo, humo, gases como el H₂S, NO_x, NaCl, etc.

• Las nieblas son nubes bajas, a nivel del suelo, formadas por pequeñas gotas de agua en suspensión.