Las Capas de la Atmósfera Terrestre
La envoltura de gas que rodea la Tierra cambia con la altitud desde la superficia. Hay cinco capas diferentes identificadas de acuerdo a las propiedades térmicas (cambios de temperatura), composición química, movimiento y densidad.
Fuente: JetStream
Cada una de las capas estan separadas por “pausas” donde los cambios más grandes de las propiedades mencionadas existen.
Las capas de la atmósfera son las siguientes:
La Troposfera
Conocida como la “atmósfera inferior”, es la capa inferior (más próxima a la superficie terrestre) de la atmósfera de la Tierra. La troposfera comienza en la superficie de la Tierra, pero su altura varía. Tiene una altura de 18 a 20 kilómetros en el ecuador, 9 kilómetros a los 50° de latitud norte y sur, y poco menos de 6 kilómetros en los polos.
A medida que se sube, la densidad de los gases en esta capa disminuye y el aire se vuelve más fino por lo que la temperatura en la troposfera también disminuye con la altitud.
A medida que uno asciende, la temperatura desciende desde un promedio de alrededor de 17 °C hasta -51 °C en la tropopausa.
En la troposfera suceden los fenómenos que componen lo que llamamos tiempo (atmosférico).
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La Estratosfera
La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra. A medida que se sube, la temperatura en la estratosfera aumenta. Esta se extiende desde unos 6-20 km sobre la superficie de la Tierra hasta aproximadamente 50 km de altitud. Esta capa contiene el 19% de los gases de la atmósfera, pero muy poco vapor de agua.
En esta región, la temperatura aumenta con la altitud. El calor se produce durante la formación del ozono (O3), y este calor es responsable del aumento de temperatura, desde un promedio de -51 °C en la tropopausa hasta un máximo de aproximadamente -15 °C en la parte superior de la estratósfera.
Fuente: Wikimedia
Este aumento de temperatura con la altitud significa que el aire más cálido se encuentra por encima del aire más frío. Esto impide la convección, ya que no hay movimiento vertical ascendente de los gases. Por ello, la base de esta capa se puede identificar fácilmente por la forma de yunque en la parte superior de las nubes cumulonimbos.
El ozono es importante pues absorbe la luz peligrosa del Sol (ultravioleta) y la convierte en calor.
La estratosfera está por encima de la troposfera.
La capa de transición en la base de la estratósfera se llama tropopausa.
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La Mesosfera
La mesosfera es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. Se extiende desde aproximadamente 50 km sobre la superficie de la Tierra hasta unos 85 km de altitud.
Los gases que componen esta capa se vuelven cada vez menos densos a medida que se asciende por lo que la temperatura aumenta a medida que se sube, como sucede en la troposfera. Puede llegar a ser hasta de -90° C. ¡Es la zona más fría de la atmósfera!
La mesosfera empieza después de la estratosfera. A veces, se puede distinguir la mesosfera en la orilla de un planeta (como la banda azul oscuro en el extremo derecho de la fotografía).
Los gases en la mesosfera son lo suficientemente densos como para ralentizar los meteoros que entran a gran velocidad en la atmósfera, donde se queman, dejando estelas de fuego en el cielo nocturno. Tanto la estratósfera (la capa inferior) como la mesosfera se consideran parte de la atmósfera media. El límite de transición que separa la mesosfera de la estratósfera se llama estratopausa.
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La Termosfera
La termosfera es la cuarta capa de la atmósfera de la Tierra. Se encuentra arriba de la mesosfera entre unos 85 -600 km desde la superficie
A esta altura, el aire es muy tenue aumentando su densidad según disminuye la altitud. La temperatura cambia con la actividad solar. Si el Sol está activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegar a 1,500° C y ¡hasta más altas! en su parte superior. En la parte inferior las temperaturas pueden bajar hasta -120°C. Estas altas temperaturas son debido a la absorción de radiación ultravioleta muy energética y rayos X del Sol.
A pesar de la alta temperatura esta capa de la atmósfera se sentiría muy fría en nuestra piel. La alta temperatura indica la cantidad de energía absorbida por las moléculas de gases, pero con tan pocas moléculas en esta capa, la cantidad total no sería suficiente para calentar nuestra piel.
La parte inferior de la termosfera es la mesopausa, la transición a la mesosfera.
La termosfera de la Tierra también incluye la región llamada ionosfera.
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La Exosfera
La última capa, la más externa, de la atmósfera de la Tierra es la exosfera. Esta va desde alrededor de 600 km a unos 10,ooo km sobre la Tierra.
Esta es el área donde los átomos de la atmósfera se escapan hacia el espacio y donde la mayoría de los satélites artificiales orbitan nuestro planeta.
La fotografía arriba muestra la Tierra, su atmósfera (es muy probable que las nubes sean de la troposfera y de la estratosfera), el borde del planeta (la curva azul oscuro y la orilla que corresponden a la mesosfera y la termosfera), todo eso terminado por la exosfera (del azul más oscuro a negro) que se continúa en el espacio.
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La Ionosfera
La ionosfera es una parte especial de la atmósfera. No es una capa separada sino que forma parte de la termosfera y se extiende desde unos 60 hasta 300 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
La absorción de radiación en la termosfera también es responsable de la ionosfera, que está compuesta por partículas de gas eléctricamente cargadas (ionizadas).
La ionosfera está dividida en tres regiones o capas: la capa F, la capa E y la capa D. Durante el día, la capa F se divide en dos subcapas, y luego se vuelve a combinar durante la noche.
Dado que la existencia de la ionosfera se debe a la radiación solar que incide en la atmósfera, las tres capas son más densas durante el día. Por la noche, disminuyen en densidad, y la capa D prácticamente desaparece.
La capa E fue la primera en ser descubierta. En 1901, Guglielmo Marconi transmitió una señal entre Europa y América del Norte y demostró que esta tenía que rebotar en una capa conductora de electricidad a unos 100 kilómetros (62 millas) de altitud. En 1927, Edward Appleton nombró a esa capa conductora como la capa (E)léctrica. Las capas conductoras adicionales descubiertas posteriormente fueron nombradas alfabéticamente: D y F.
El rebote de señales de radio en la ionosfera es una propiedad importante y lo que permite que la radio llegue a lugares de todo el mundo.
La comunicación a larga distancia por radio es posible ya que las diferentes regiones de la ionosfera reflejan las ondas radiales de regreso a la Tierra.
A medida que se asciende en la ionosfera, la temperatura aumenta. Aquí es donde suceden las auroras.
Fuente: JetStream
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Nota:
Parte de este material proviene de JetStream la escuela en línea del Servicio Nacional del Tiempo de los E.U.A.