Estructura y composición de la atmósfera

La atmósfera terrestre se compone principalmente de nitrógeno (78,08%) y oxígeno (20,95%), suponiendo estos gases el 99% del volumen total. Junto a ellos aparecen otros gases en menor cantidad, como el argón (0,93 %) y el dióxido de carbono (0,035%), y finalmente encontramos otros componentes en pequeñas proporciones, como el hidrógeno, el helio y algunos gases nobles, a los que se les conoce como componentes traza y que están presentes en la atmósfera en cantidades inferiores al 0,00001%.

 

L-2-1

 

Merece un tratamiento diferenciado el vapor de agua, que se puede encontrar en proporciones muy variables situándose por lo general entre el 1% y el 4%, decreciendo rápidamente conforme se gana en altitud.

Estructuralmente, la atmósfera se compone de una serie de capas con características claramente diferenciadas que, desde el nivel más bajo al más alto, son las siguientes:

        A.    TROPOSFERA.

Es la capa más cercana a la superficie terrestre, y su espesor desciende desde los 18 km sobre el ecuador, hasta los 9 km de altura sobre los polos, presentando un espesor medio de 12 km.

Es la capa donde se desarrolla la vida y alberga la mayoría de los gases que contiene la atmósfera. En sus primeros 500 metros se concentra la contaminación (gases, vapores, partículas…) y por eso a esta franja se le conoce como “capa sucia”. Esas partículas permiten la condensación sobre ellas del vapor de agua, que pasa a estado líquido produciendo precipitaciones (lluvia), de este modo la troposfera contiene prácticamente todo el vapor de agua atmosférico.

En esta capa se desarrollan fenómenos como el viento o las nubes, que tienen su origen en importantes flujos convectivos de aire, tanto verticales como horizontales, producidos por las diferencias de presión y temperatura que tienen lugar en su interior.

El aire de la troposfera se calienta a causa del calor que irradia la superficie terrestre, siendo máxima la temperatura de la troposfera en su parte inferior (la media se mantiene alrededor de 15 ºC). Conforme gana altura, la temperatura desciende unos 6,5º C por km hasta llegar a los -70 ºC en la tropopausa (límite superior de la troposfera), a esto se le conoce como Gradiente Térmico Vertical (GTV).

        B.    ESTRATOSFERA.

Es la capa que se inicia en la tropopausa y que se extiende hasta los 50 km de altura, hasta el límite con la estratosfera que se conoce con el nombre de estratopausa. Dentro de esta capa ya no hay movimientos verticales de aire (como sucede en la troposfera) pero sigue habiendo movimientos horizontales. 

En esta capa se produce la mayoría del ozono atmosférico, formando la   ozonosfera o capa de ozono, que se extiende entre los 15 y 30 km de altura. Al contrario que en la troposfera, aquí la temperatura sube con la altura hasta situarse en torno a los 0 ºC en la estratopausa. Este aumento se debe a  la absorción de la radiación solar ultravioleta por la capa de ozono, que a su vez actúa como pantalla protectora de la vida frente a los rayos ultravioleta (que son cancerígenos).

       C.    MESOSFERA.

Es la capa que abarca desde la estratopausa hasta los 80 km de altura (mesopausa). En ella baja la temperatura hasta llegar a los -140 ºC, en su límite superior. Los científicos discrepan sobre si es esta capa la responsable de la desintegración de los meteoritos (por el rozamiento con sus partículas) o lo es la termosfera (donde se alcanzan temperaturas muy altas), produciéndose en cualquier caso las estrellas fugaces que podemos observar algunas noches.

       D.    TERMOSFERA O IONOSFERA.

Llamada así porque la gran mayoría de las moléculas presentes en ella están ionizadas debido a que absorben las radiaciones solares de alta energía (rayos X, rayos gamma y parte de los ultravioleta), haciendo que el oxígeno y el nitrógeno pierdan electrones resultando ionizados con carga positiva. Los electrones sueltos originan campos eléctricos por toda la capa y la interacción de los átomos ionizados con las partículas subatómicas (procedentes del Sol) produce los fenómenos luminosos conocidos como auroras polares que tienen lugar cerca de los polos magnéticos (llamada aurora austral en polo sur y aurora boreal en polo norte).

La temperatura de la termosfera sigue subiendo con la altura al absorber sus moléculas esas radiaciones de alta energía, pudiéndose superar incluso los 1000 ºC en su límite superior (termopausa), que se sitúa entre los 600 y los 800 km de altura. En la ionosfera rebotan las ondas de televisión y radio utilizadas en telecomunicación.

        E.    EXOSFERA:

Es la última capa de la atmósfera y abarca desde los 600 u 800 km de altura, hasta cerca de los 10.000 km. La densidad de gases en esta capa es muy baja, incluso similar en su parte más externa a la que hay en el espacio exterior, por lo que aquí el cielo se oscurece al casi no haber materia que absorba la luz. Carece de sentido hablar de temperatura en esta capa, puesto que la temperatura prácticamente no se puede propagar debido a su baja densidad.

 

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