Actividade 10: Gradiente vertical de temperatura en la atmósfera.

La presión atmosférica disminuye con la altitud ya que cuanto más alto nos situemos menor será la capa de aire sobre nosotros, pero esta disminución no es lineal sino que es más acentuada en las partes bajas de la atmósfera

Evolución en la troposfera
La temperatura del aire en las zonas bajas de la troposfera se debe tanto a la acción directa del Sol como a la radiación térmica procedente de la superficie terrestre. Al ascender nos alejamos de esta última fuente de calor y eso explica el descenso de la temperatura. Por supuesto esta relación no es una constante y depende de muchos factores como la localización geográfica, la hora del día, condiciones meteorológicas, las estaciones, etc. Debido a que el aire cálido tiende a subir y el aire fresco tiende a bajar, la troposfera es una zona en la que se producen muchos movimientos del aire o turbulencias, con los consiguientes intercambios térmicos.Por encima de la troposfera se encuentra un zona de transición, la tropopausa, que es fundamentalmente isoterma.

Evolución en la estratosfera
En la estratosfera se produce una inversión de la tendencia, aumentando la temperatura con la altitud desde unos -56 ºC en su límite inferior hasta unos pocos grados bajo cero en su zona más elevada.

La causa de este calentamiento es la presencia en la estratosfera de la capa de ozono (O3). El ozono absorbe radiación UV procedente del Sol y se produce un aumento en la agitación térmica de sus moléculas. Este mayor grado de movimiento de las moléculas de ozono se transmite a las otras moléculas presentes en el aire mediante choques, aumentando su temperatura.

Hay que considerar además que en la estratosfera, al encontrarse la zona baja más fría que la alta, no se producen movimientos verticales importantes de las masas gaseosas, dificultándose la transferencia de calor por esta causa.

Evolución en la mesosfera
A unos 50 km de altitud volvemos a encontrar otra zona isoterma, la estratopausa. Inmediatamente por encima de ella se encuentra la mesosfera que se extiende aproximadamente hasta los 80-90 km. En la mesosfera vuelve a producirse otra inversión, disminuyendo la temperatura con la altitud hasta alcanzar en su zona más alta un valor aproximado de -90 ºC, siendo esta región la zona más fría de toda la atmósfera.

Aquí no hay capa de ozono para producir calentamiento y, aunque la estratosfera calienta los niveles más bajos de la mesosfera, los flujos de aire por diferencia térmica son insignificantes ya que el 99,9% del aire se encuentra por debajo de la estratopausa.

Evolución en la termosfera
Sobre los 85 km, hay una nueva zona isoterma, tras la que comienza de nuevo un aumento de la temperatura con la altitud. En esta zona el oxígeno está absorbiendo radiación ultravioleta con la consiguiente ganancia de energía cinética que aumenta la cantidad de choques entre las escasas moléculas que allí se encuentran.

A partir de unos 90 km comienza la termosfera. Al contrario que en la troposfera y en la estratosfera, la temperatura en la termosfera puede alcanzar centenares de grados debido a la interacción entre los gases atmosféricos y las partículas de alta energía procedentes del Sol.

En esta zona el oxígeno y el nitrógeno se encuentran más en forma atómica que en forma molecular y la temperatura dependerá de la cantidad de actividad solar en cada momento. En la sección sobre la estructura vertical de la atmósfera puedes ampliar conocimientos.