LA ATMÓSFERA

La atmósfera es una capa de aire formada por la mezcla de varios gases y partículas sólidas (aerosoles) y líquidas en suspensión de origen natural y artificial.

Entre las de origen natural podemos citar: polvo levantado del suelo por el viento, humos y cenizas de combustiones naturales (incendios y erupciones volcánicas), partículas salinas de origen marino, esporas y pólenes y las partículas sólidas y líquidas de agua que forman las nubes.

Entre las de origen artificial: partículas formadas por combustiones y otros procesos derivados de la actividad humana, principalmente urbana o industrial. El conjunto de estas últimas es lo que se denomina contaminación atmosférica.

La atmósfera protege la vida de la Tierra absorbiendo por medio de la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche. También actúa como escudo protector contra los meteoritos y contiene el oxígeno tan necesario para la vida en la Tierra. El 75 % de la atmósfera se encuentra en los primeros 11 km de altura desde la superficie planetaria.

Planeta Tierra

Para comprender bien el comportamiento de las situaciones meteorológicas es necesario conocer algunos fundamentos básicos de la atmósfera ya que es aquí donde se forman la mayoría de los fenómenos relacionados con la meteorología.

Podemos apreciar fácilmente la calidad del aire que forma la atmósfera según el color del cielo, cuanto más lechoso más partículas se encontrarán en suspensión en ese día. Se podrá apreciar después de un día de viento o precipitación acusado el color azul mucho más marcado ya que contendrá un menor índice de partículas ya que han sido arrastradas o depositadas.

La atmósfera

Partes

La atmósfera como todos los demás cuerpos se ve unida a la tierra por la acción gravitatoria. Su espesor es algo complicado de establecer ya que la densidad va disminuyendo progresivamente, pero aún así se ha establecido generalmente como los 10000 km de altitud su límite exterior. Sus partes son las siguientes:

Partes de la atmósfera

1-Troposfera: en nuestra latitud se extiende desde el nivel del mar hasta una altura de 12 km. Contiene el 80% de la masa total de la atmósfera. En esta zona se concentra la mayor actividad del viento y los meteoros de los que dependen la vida. La temperatura desciende según se gana altitud alcanzando valores próximos a los -65 ºC en los 8.000 m con vientos que pueden llegar normalmente a los 200 km/h.

2-Estratosfera: su espesor va desde los 12 km hasta los 50. Contiene el 20% de la masa atmosférica, su temperatura es estacionaria y los vientos se encuentran en calma. Esta franja atmosférica es la que origina el color azul característico del cielo al dispersar la luz solar.

3-Ozonosfera: se trata de una franja de límites no muy definidos en la que la concentración de gas ozono es mayor. Aunque este gas es nocivo y venenoso para los seres humanos y otros animales a esta altitud es beneficioso, ya que se encarga de absorber y eliminar la mayoría de los rayos ultravioleta nocivos y destructores para los tejidos vivos.
El ozono comienza a aparecer de manera notable a partir de los 20-30 km de altitud para ir aumentando su proporción hasta los 50 km donde se encuentra con mayor densidad, después disminuye progresivamente hasta los 80 km de altitud.

Partes de la atmósfera

4-Mesosfera: se define entre los 50 y 90 km de altura y es mas bien una transición entre la estratosfera y la termosfera. Aquí la temperatura asciende a 0 ºC, pero a los 75 km comienza a descender otra vez hasta llegar a -80 ºC. Los vientos son de carácter estacional , soplando del este en verano y del oeste en invierno.

A una altura aproximada de entre 70 y 85 km aparecen raramente las "nubes noctilucientes", se tratan de nubes de polvo o cristales de hielo que debido a la gran altitud a la que se encuentran todavía están iluminadas por el sol ya de noche.

5-Ionosfera: es una región bastante interesante comprendida entre los 90 y 300 k de altitud. En esta franja se reflejan las ondas de radio cortas y ultracortas (2) posibilitando la comunicación a largas distancias.

Entre una altitud de 80 y 120 km se sucede otro fenómeno conocido vulgarmente como "estrellas fugaces". Esto ocurre cuando alguna partícula de material meteórico o basura espacial penetra en la atmósfera provocando un rozamiento o resistencia, en la mayoría de casos resulta destruida y en raras ocasiones puede llegar a la superficie.

Aquí también se forman las "auroras polares" al interaccionar los electrones transportados por el viento solar con el campo magnético terrestre. A partir de los 400 km de altura la temperatura asciende hasta alcanzar los 2000 ºC por el día y los 300 ºC por la noche debido a la radiación ultravioleta que ya no es retenida en gran parte por la ionosfera. El nitrógeno ionizado es abundante y los vientos alcanzan 150 km, esta zona es frecuentada por los transbordadores espaciales (5) y satélites de órbita baja.

Capas de la atmósfera

6-La exosfera o geocorona: parte de los 600-800 km hasta los límites de la atmósfera. Se encuentra formada principalmente por una gran cantidad de hidrógeno. Esta enorme cantidad de hidrógeno que compone la geocorona proviene de un mecanismo originado por la evaporación del agua de los océanos que libera gran cantidad de vapor de agua a la atmósfera. Las moléculas de vapor de agua se rompen a gran altura por la radiación solar aportando gran cantidad de oxígeno a la atmósfera y de hidrógeno más volátil a esta altitud. Aquí se encuentran el gran resto de satélites artificiales además de basura y chatarra espacial...

Imagen de la estratosfera

Composición

El aire que forma la atmósfera es una mezcla de gases que además contiene partículas sólidas y líquidas en suspensión. Éstos son algunos de sus componentes más destacados:

1-Nitrógeno: representa el 78% del aire atmosférico. Está formado por moléculas que tienen dos átomos de nitrógeno, de manera que su fórmula es N2. Es un gas inerte, lo que conlleva a que no suele reaccionar con otras sustancias.

2-Oxígeno: representa el 21% del volumen del aire. Está formado por moléculas de dos átomos de oxígeno y su fórmula es O2. Es un gas muy reactivo y la mayoría de los seres vivos lo necesita para respirar.

Composición de la atmósfera

3-Otros gases: del resto de los gases de la atmósfera, el más abundante es el argón(Ar), que contribuye el 0,9% del volumen del aire. Es un gas noble que no reacciona con ninguna sustancia.

4-Dióxido de carbono: está constituido por moléculas de un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno, de modo que su fórmula es CO2. Representa el 0,03% del volumen del aire y participa en procesos muy importantes. Las plantas lo necesitan para realizar la fotosíntesis, y es el residuo de la respiración y de las reacciones de combustión. Este gas, muy por detrás del vapór de agua, ayuda a retener el calor de los rayos solares y contribuye a mantener la temperatura atmosférica dentro de unos valores que permiten la vida.

5-Ozono: es un gas minoritario que se encuentra en la estratosfera. Su fórmula es O3, pues sus moléculas tienen tres átomos de oxígeno. Es de gran importancia para la vida en nuestro planeta, ya que absorbe la mayor parte de los rayos ultravioletas procedentes del Sol.

6-Vapor de agua: se encuentra en cantidad muy variable y participa en la formación de nubes. Es el principal causante del benéfico efecto invernadero

7-Partículas sólidas y líquidas: en el aire se encuentran muchas partículas sólidas en suspensión, como por ejemplo, en polvo que levanta el viento o el polen. Estos materiales tienen una distribución muy variable, dependiendo de los vientos y de la actividad humana. Entre los líquidos, la sustancia más importante es el agua en suspensión que se encuentra en las nubes.

La parte de la atmósfera que mas nos concierne es la troposfera, la más delgada y la más densa. En ella se forman la mayor parte de los meteoros y fenómenos que nos afectan. Su composición química aproximada se puede ver en esta relación:

-Nitrógeno-78,1%
-Oxígeno-21%
-Argón-0,9%
-CO2 y otros gases-cantidad poco apreciable


Composición de la atmósfera

Así que cada vez que respiramos estamos inhalando estos porcentajes de gases en cada bocanada, sin contar además el vapor de agua que se puede encontrar en un 4%...Estos porcentajes se mantienen idénticos a lo largo de toda la Troposfera y algo más.

El efecto invernadero

Se denomina efecto invernadero al fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera, retienen la energía que el suelo terrestre emite y una parte de la misma la reemiten a la superficie de la Tierra.

Este fenómeno, en principio beneficioso y normal en la dinámica de nuestro planeta, evita que gran parte de la energía emitida por la Tierra se trasmita directamente al espacio, lo que provocaría un continuo enfriamiento de la superficie terrestre e impediría la vida.

Sin embargo, actualmente el efecto invernadero se está viendo acentuado por la emisión de ciertos gases debidos a la actividad humana, como el dióxido de carbono y el metano, lo cual está produciendo un calentamiento en la Tierra. Hay un consenso prácticamente unánime en la comunidad científica sobre que este calentamiento se está produciendo por esta causa.

Este efecto tiene cierta similitud al calentamiento que se produce en un invernadero, aunque el proceso es diferente.

El efecto invernadero

Aunque la atmósfera seca está compuesta prácticamente por nitrógeno (78,1%), oxígeno (20,9%) y argón (0,93%), son gases muy minoritarios en su composición como el dióxido de carbono (0,035%), el ozono y otros los que desarrollan esta actividad reemisora. Además, la atmósfera contiene vapor de agua (1%) que también es un gas activo, siendo con diferencia el gas natural invernadero más importante. El dióxido de carbono ocupa el segundo lugar en importancia.

El efecto invernadero es esencial para la vida del planeta: sin CO2 ni vapor de agua (sin el efecto invernadero) la temperatura media de la Tierra sería unos 33ºC menos, del orden de 18ºC bajo cero, lo que haría inviable la vida.

Actualmente el CO2 presente en la atmósfera está creciendo de modo no natural por las actividades humanas, principalmente por la quema de combustibles fósiles y la destrucción de la selva pluvial. Por tanto es preciso diferenciar entre el efecto invernadero natural del originado por las actividades de los hombres (o antropogénico).

La población se ha multiplicado y la tecnología ha alcanzado una enorme y sofisticada producción de forma que se está presionando muchas partes del medio ambiente terrestre siendo la Atmósfera la zona más vulnerable de todas por su delgadez. Dado el reducido espesor atmosférico la alteración de algunos componentes moleculares básicos que también se encuentran en pequeña proporción supone un cambio significativo. En concreto, la variación de la concentración de CO2, el más importante de los gases invernadero de la Atmósfera.

El cambio climático está sucediendo y los humanos contribuimos diariamente a incrementarlo. En los 100 años últimos la temperatura media global del planeta ha aumentado 0,7 °C, siendo desde 1975 el incremento de temperatura por década de unos 0,15 °C . En lo que resta de siglo, según el IPCC, la temperatura media mundial aumentará en 2-3 °C . Este aumento de temperatura supondrá para el planeta el mayor cambio climático en los últimos 10.000 años y será difícil para las personas y los ecosistemas adaptarse a este cambio brusco.

En los 400.000 años anteriores, según conocemos por los registros de núcleos de hielo, los cambios de temperatura se produjeron principalmente por cambios de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. En el tiempo actual, los cambios de temperatura se están originando por los cambios en el dióxido de carbono de la atmósfera. En los últimos 100 años, las concentraciones atmosféricas de CO2 han aumentado en un 30% debido a la combustión antropogénica de los combustibles fósiles. El aumento constante del CO2 atmosférico ha sido el responsable de la mayor parte del calentamiento.

La Tierra, un medio que es necesario proteger

Las consecuencias del cambio climático provocado por las emisiones de GEI se estudian en modelos de proyecciones realizados por varios institutos meteorológicos. Algunas de las consecuencias recopiladas por el IPCC son las siguientes:

1.En los próximos veinte años las proyecciones señalan un calentamiento de 0,2ºC por decenio.

2.Las proyecciones muestran la contracción de la superficie de hielos y de nieve. En algunas proyecciones los hielos de la región ártica prácticamente desaparecerán a finales del presente siglo. Esta contracción del manto de hielo producirá un aumento del nivel del mar de hasta 4-6 m.

3.Habrá impactos en los ecosistemas de tundra, bosques boreales y regiones montañosas por su sensibilidad al incremento de temperatura; en los ecosistemas de tipo Mediterráneo por la disminución de lluvias; en aquellos bosques pluviales tropicales donde se reduzca la precipitación; en los ecositemas costeros como manglares y marismas por diversos factores.

4.Disminuirán los recursos hídricos de regiones secas de latitudes medias y en los trópicos secos debido a las menores precipitaciones de lluvia y la disminución de la evapotranspiración, y también en áreas surtidas por la nieve y el deshielo.

5.Se verá afectada la agricultura en latitudes medias, debido a la disminución de agua.

6.La emisión de carbono antropógeno desde 1750 está acidificando el océano, cuyo pH ha disminuido 0,1. Las proyecciones estiman una reducción del pH del océano entre 0,14 y 0,35 en este siglo. Esta acidificación progresiva de los océanos tendrá efectos negativos sobre los organismos marinos que producen caparazón


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