El gradiente térmico vertical en la atmósfera

Atmósfera

En general, sabemos que la temperatura disminuye con la altura. A esta variación se la conoce por el nombre de gradiente térmico vertical, y es debido a que la fuente de calor que está irradiando la atmósfera proviene del suelo. Así, cuanto más se aleja de la fuente, el aire estará más frío.

Este gradiente se puede ver alterado por varios procesos: bajada o subida brusca de la temperatura del suelo o fuertes vientos. Para entenderlo mejor, en este especial veremos cuál es la estructura de la atmósfera y por qué cambia la temperatura según vamos ascendiendo.

Estructura de la atmósfera

Estructura de la atmósfera

La atmósfera está compuesta por 5 capas: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera.

  • Troposfera: es en la que nos encontramos nosotros, y tiene una altitud de unos 12km. Ahí es donde se forman las nubes, viven las plantas y los animales, encontramos el océano y los desiertos, etc.
  • Estratosfera: situada entre los 12 y los 50km de altitud, ahí veremos los aviones supersónicos.
  • Mesosfera: situada entre los 50 y los 80km de altitud. Aquí es donde ‘navegan’ las ondas de radio, y donde llegan los rayos cósmicos.
  • Termosfera: entre los 80 y los 690km de altitud aparecerán las auroras boreales, además de las naves en órbita terrestre.
  • Exosfera: y por último, a partir de los 690km de altitud encontraremos al Sputnik I.

Gradiente térmico vertical

Los Andes

Como decíamos, la temperatura normalmente disminuye con la altura. En la troposfera tiene un valor aproximado de seis grados por kilómetro. Esto significa que si, por ejemplo, la temperatura al nivel del mar es de 15 grados, a la altitud de cinco kilómetros, aproximadamente, alcanzará el valor de -15 grados (una disminución de 30 grados).

Los rayos solares no llegan igual a todas las partes del globo, y tampoco en las estaciones. Así, en las zonas templadas el gradiente térmico es mucho mayor que en la zona tropical, 1ºC por cada 155m de altitud, debido a la menor insolación que recibe y al menor espesor de la atmósfera. También en estas mismas zonas se producen diferentes variaciones como consecuencia de la orientación del relieve y de la distancia a la que se encuentre de la línea del ecuador, así como de los polos.

En la zona intertropical la temperatura disminuye un grado por cada 180m de altitud aproximadamente, ya que la atmósfera es más espesa y está muy próxima a la línea ecuatorial. A ello sumado al propio movimiento de rotación del planeta se genera un clima cálido.

Inestabilidad en la atmósfera con la altura

Pero en algunas regiones de la atmósfera ocurre justo lo contrario, es decir, que la temperatura aumenta con la altura. En este caso se dice que el gradiente térmico vertical es negativo. Por ejemplo: si la temperatura aumenta 21 grados para un desnivel de 1 km, se dice que el gradiente térmico vertical es igual a -2ºC por km. Incluso en algunas capas de la troposfera puede pasar, produciéndose lo que se llama una inversión de temperatura.

También se producen inversiones de temperatura en la parte superior de la estratosfera. Por el contrario, en la mesosfera la temperatura disminuye por término medio cuando se asciende, es decir: el gradiente térmico vertical es positivo.

En la termosfera, la temperatura crece con la altura y, por lo tanto, el gradiente térmico vertical vuelve a ser negativo en esta región de la atmósfera.

¿Qué es la inversión térmica?

Fenómeno de inversión térmica

Este es un fenómeno que ocurre cuando el suelo se enfría rápidamente por radiación, que a su vez enfría el aire que está en contacto con él. Y, a su vez, el aire más frío y pesado que está en la capa superior se enfría aún más. De esta manera, la velocidad con la que las dos capas de aire se mezclan disminuye bruscamente.

Suele ocurre especialmente en invierno, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Si bien al cabo de unas horas la inversión térmica se suele romper, en condiciones desfavorables puede permanecer durante varios días hasta que el aire que está en contacto con el suelo se recalienta y restablece la circulación en la troposfera.

Un ejemplo muy claro de inversión lo podemos ver en Lima, debido a la corriente de Humboldt. Esta corriente oceánica enfría la costa, y las capas superiores, que están más calientes, hacen que el cielo esté muy nuboso y que en la zona haya un clima más fresco y más seco de lo que debería de haber teniendo en cuenta su latitud.

Aún así, si no hay cambios en las masas de aire, es decir, si no hay una inestabilidad en la atmósfera o no hay frentes activos, la temperatura aumentará con relación a la altura, en algunos lugares más que en otros.

¿Sabías qué era el gradiente térmico vertical y en qué consistía? ¿Te ha resultado útil?

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Meteorología

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4 comentarios

  1.   Agustina Picazo dijo

    gracias me ha ayudado mucho

  2.   Saboyano dijo

    Buena info. Aunque me hubiera gustado saber más del tema.

  3.   Gerardo dijo

    Hay algo que me queda duda o se equivocaron cuando dice “el suelo se enfría rápidamente por radiación” el suelo se puede enfriar por convección, por entrar en contacto con una masa de aire fría. Por radiación sería la radiacion solar y en ese caso se calentaría, sería asi como mi comentario?, muchas gracias!

  4.   Koelreuterio dijo

    El Sol no es el único cuerpo que emite radiación. Todos los cuerpos por el solo hecho de estar a una temperatura emiten radiación. La superficie terrestre recibe durante el día más radiación de la que emite y se calienta, y por la noche ocurre lo contrario, emite más radiación de la que recibe y se enfría. El aire es mal conductor del calor y en general es un aislante térmico. Cuando el aire se mueve transporta mejor el calor (convección) pero este mecanismo solo funciona cuando la superficie terrestre está caliente y el aire próximo a ella se calienta y al ser más ligero que el aire arriba tiende a elevarse.

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