Las capas de la atmósfera

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La atmósfera de la Tierra está formada por varias capas de gases que evitan la Tierra debido a los efectos del campo gravitatorio.

Cada capa tiene una composición específica de gases que se organizan según sus densidades. Los gases más densos se acercan a la superficie de la Tierra mientras que los otros permanecen más alejados del planeta.

Debido a los diferentes atributos que tienen los gases, las capas de la atmósfera tienen sus propias características y juegan papeles específicos en su relación con la Tierra.

Las cinco capas que forman la atmósfera de la Tierra son: troposfera, estratosfera, mesosfera, termósfera y exosfera.

Camadas da Atmosfera

Troposfera

La troposfera es la capa más densa de la atmósfera, y por lo tanto la más cercana a la superficie de la Tierra. Se estima que la masa atmosférica total es de 5×1018 kg, y el 75% de esta cantidad se encuentra en la troposfera.

El grosor de la troposfera varía de 8 a 14 km, dependiendo de la región de la Tierra. Los puntos más finos (donde el grosor alcanza los 8 km) están en los polos norte y sur.

Siendo la capa más baja de la atmósfera, la troposfera es responsable de albergar la vida en el planeta, y es también donde ocurren casi todos los fenómenos climáticos. El término troposfera se deriva del griego tropos (cambio) para reflejar la naturaleza dinámica del cambio climático y el comportamiento de esta capa de la atmósfera.

La región de la troposfera que delimita su final y el comienzo de la estratosfera se llama tropopausa. La tropopausa es fácilmente identificable a través de los diferentes patrones de presión y temperatura de cada capa.

Composición de la troposfera

En términos de volumen, la troposfera está compuesta por 78,08% de nitrógeno, 20,95% de oxígeno, 0,93% de argón y 0,04% de dióxido de carbono. El aire también está compuesto por un porcentaje variable de vapor de agua que entra en la troposfera a través del fenómeno de evaporación.

Temperatura en la troposfera

Al igual que la presión, la temperatura en la troposfera también disminuye a medida que aumenta la altitud. Esto se debe a que el suelo absorbe la mayor parte de la energía solar y calienta los niveles inferiores de la troposfera. Así pues, teniendo en cuenta que la evaporación es mayor en las zonas más cálidas, los vapores de agua están más presentes al nivel del mar y son más raros a mayor altitud.

¿Qué se puede encontrar en la troposfera?

Algunos ejemplos de lo que se puede encontrar en la troposfera son:

  • Clima
  • Lluvia, nieve y granizo;
  • Gases como el nitrógeno, el oxígeno, el argón y el dióxido de carbono
  • Nubes
  • Pájaros

Estratosfera

La estratosfera es la segunda capa más grande de la atmósfera y también la segunda más cercana a la superficie de la Tierra. Se estima que contiene alrededor del 15% de la masa total de la atmósfera de la Tierra.

El grosor de la estratosfera es de 35 km contados desde la tropopausa, lo que significa que se encuentra entre la troposfera y la mesosfera. El término estratosfera se deriva del griego stratum (capa), para designar el hecho de que la propia estratosfera se subdivide en otras capas más pequeñas.

Las capas de la estratosfera se forman debido a la ausencia de fenómenos climáticos que mezclen el aire. Así, hay una clara división entre el aire frío y pesado, que se encuentra abajo, y el aire caliente y ligero, que se encuentra arriba. Así, en términos de temperatura, la estratosfera funciona exactamente de manera opuesta a la troposfera.

Debido a que es una región altamente estable (sin intercambio de aire), los pilotos de aviones tienden a permanecer en la estratosfera temprana para evitar la turbulencia. Es a esta altitud que los aviones y los globos alcanzan su máxima eficiencia.

Avião - EstratosferaAlgunas aeronaves, especialmente los aviones a reacción, suben a la estratosfera para evitar la fricción y los cambios de aire.

La estratosfera también contiene la conocida capa de ozono, responsable de absorber la mayor parte de la radiación ultravioleta emitida por el sol. Sin la capa de ozono, la vida en la Tierra, tal como la conocemos, no sería posible.

Al igual que la troposfera, la estratósfera también tiene una región que delimita su final y marca el comienzo de la mesosfera, llamada estratopausia.

Composición de la estratosfera

La mayoría de los elementos que se encuentran en la superficie de la Tierra y en la troposfera no llegan a la estratosfera. En cambio, es común para ellos:

  • se descomponen en la troposfera
  • son eliminados por la luz del sol
  • son traídos de vuelta a la superficie terrestre por la lluvia u otras precipitaciones

Debido a la inversión de la dinámica de la temperatura entre la troposfera y la estratósfera, casi no hay intercambio de aire entre las dos capas, por lo que los vapores de agua existen sólo en cantidades minúsculas en la estratósfera. Por esta razón, la formación de nubes en esta capa es extremadamente difícil.

En cuanto a los gases, la estratosfera está formada predominantemente por el ozono presente en la capa de ozono. Se cree que el 90% de todo el ozono de la atmósfera se encuentra en esta región. Además, la estratosfera contiene elementos transportados por las erupciones volcánicas como los óxidos de nitrógeno, el ácido nítrico, los halógenos, etc.

Temperatura en la estratosfera

La temperatura en la estratosfera aumenta a medida que aumenta la altitud, oscilando entre -51°C en el punto más bajo (tropopausa) y -3°C en el punto más alto (estratopausa).

¿Qué se puede encontrar en la estratosfera?

Algunos ejemplos de lo que se puede encontrar en la estratosfera son:

  • Capa de ozono
  • Aviones y globos meteorológicos
  • Algunos pájaros

Mesosfera

La mesosfera es la última capa atmosférica en la que los gases aún se mezclan en el aire y no están organizados por su masa. La ciencia considera que es la capa más difícil de estudiar, por lo que hay poca información confirmada al respecto.

El grosor de la mesosfera es también de 35 km, contados desde la estratosfera, lo que significa que se encuentra entre la estratosfera y la termosfera. El término mesosfera viene del griego mesos (medio), ya que es la tercera de las cinco capas de la atmósfera de la Tierra

Los globos meteorológicos y los aviones no son capaces de llegar tan alto como la mesosfera. Al mismo tiempo, los satélites sólo pueden orbitar por encima de ella, por lo que no pueden medir adecuadamente las características de la capa. La única forma de estudiar la mesosfera hoy en día es a través del uso de cohetes sónicos que recogen poca información por misión.

Es en la mesosfera donde se produce la combustión de los cuerpos celestes que entran en la atmósfera de la Tierra, dando lugar a fenómenos como las lluvias de meteoros.

Chuva de MeteorosLa lluvia de meteoritos ocurre cuando un cuerpo celeste entra en la atmósfera de la Tierra. Debido a la temperatura muy alta, el cuerpo celeste se quema y generalmente se disuelve en varios pedazos más pequeños.

Composición de la mesosfera

El porcentaje de oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono en la mesosfera es esencialmente el mismo que en las capas inferiores. Los vapores de agua son aún más raros que en la estratosfera, que a su vez transfiere una porción de ozono a la mesosfera.

La mesosfera también tiene material de meteoritos que se vaporizan al entrar en la atmósfera. Así pues, la mesosfera también está compuesta por una porción relativamente alta de hierro y otros metales.

Temperatura en la mesosfera

La temperatura en la mesosfera disminuye a medida que aumenta la altitud, oscilando entre -3°C en el punto más bajo (estratopausa) y -143°C en el punto más alto, la mesopausa, la región más fría de toda la atmósfera terrestre.

¿Qué se puede encontrar en la estratosfera?

Algunos ejemplos de lo que se puede encontrar en la estratosfera son:

  • Los meteoritos en la combustión
  • Nubes noctilucentes (un tipo especial de nubes que brillan por la noche)

Termosfera

La termosfera está situada por encima de la mesosfera y por debajo de la exosfera. Su grosor es de aproximadamente 513 km, que es mucho mayor que el de todas las capas inferiores combinadas.

Aunque la termosfera se considera parte de la atmósfera de la Tierra, la densidad del aire es tan baja que la mayor parte de la capa se considera erróneamente como espacio exterior. Esta idea se ve reforzada por el hecho de que la capa no tiene suficientes moléculas para que las ondas de sonido viajen.

En la termosfera, la radiación ultravioleta provoca el fenómeno de fotoionización de las moléculas, es decir, la creación de iones por contacto entre un fotón y un átomo. Este fenómeno es el responsable de la creación de la ionosfera, situada en el interior de la termosfera. La ionosfera desempeña un papel importante en la propagación de las ondas de radio a regiones distantes de la Tierra.

Es en la termosfera donde los satélites y la Estación Espacial Internacional (ISS) orbitan. Además, es en la termosfera donde se produce la aurora boreal.

Aurora BorealLa aurora boreal se produce con la colisión de las partículas solares con la densidad atmosférica terrestre.

La palabra termosfera viene del griego thermos (calor), reflejando el hecho de que las temperaturas son extremadamente altas en esta capa.

El límite entre la termosfera y la exosfera se llama termopausa.

Composición de la termosfera

A diferencia de las capas inferiores, en las que se mezclan los gases, en la termosfera las partículas rara vez colisionan, lo que da lugar a una división uniforme de los elementos. Además, la mayoría de las moléculas presentes en la termósfera se descomponen por la luz solar.

En las partes superiores de la termósfera se componen de oxígeno atómico, nitrógeno atómico y helio.

Temperatura en la termosfera

La temperatura en la termosfera puede variar entre 500ºC y 2000ºC. Esto ocurre porque gran parte de la luz solar es absurda en esta capa.

¿Qué se puede encontrar en la termosfera?

Algunos ejemplos de lo que se puede encontrar en la termosfera son:

  • Satélites
  • Anteriormente, el transbordador espacial
  • ISS
  • Aurora boreal
  • Ionosfera

Exosfera

La exosfera es la capa más grande y más externa de la atmósfera de la Tierra. Se extiende a lo largo de 600 km hasta que se sintoniza y se mezcla con el espacio interplanetario. Eso hace que tenga 10.000 kilómetros de espesor. El borde más lejano de la exosfera llega hasta la mitad de la luna.

El término exosfera proviene del griego exo (exterior), marcando el hecho de que esta es la última capa atmosférica antes del vacío del espacio.

Composición de la exosfera

Las partículas de la exosfera están extremadamente distantes y, por lo tanto, no se clasifican como gases porque la densidad es demasiado baja. Es posible que una partícula viaje cientos de kilómetros hasta que colisione con otra. Tampoco se consideran plasma porque no están cargados eléctricamente.

En las regiones más bajas de la exosfera, es posible encontrar hidrógeno, helio, dióxido de carbono y oxígeno atómico, manteniéndolos mínimamente unidos a la Tierra por el campo gravitatorio.

Temperatura en la exosfera

Debido a que la exosfera está casi al vacío (por la ausencia de interacción entre las moléculas) la temperatura en la capa es constante y fría.

¿Qué se puede encontrar en la exosfera?

Algunos ejemplos de lo que se puede encontrar en la exosfera son:

  • Telescopio Espacial Hubble
  • Satélites

Ver también:

  • Atmósfera
  • Troposfera
  • Estratosfera
  • Satélite
  • Vacío