Estructura y Composición de la Atmósfera

Esta envoltura gaseosa que rodea la tierra ha tardado millones de años en alcanzar la estructura y composición actual que hace posible la vida, ya que protege al ser vivo de los efectos nocivos de las radiaciones solares ultravioleta. Constituye el principal mecanismo de defensa de las distintas formas de vida. Los gases atmosféricos forman la mezcla que conocemos por aire. Ya en la antigüedad se consideraba el “aire” como uno de los principales elementos o sustancias elementales junto con el fuego, el agua y la tierra.

Pero fue a finales del XIX y principios del XX, cuando los científicos y meteorólogos fueron capaces de encontrar la forma y el material necesario para estudia la atmosfera a grandes alturas y realizar las mediciones oportunas, hasta los 12-16 km. En 1920 se desarrolló el primer espectrómetro, lo que permitió a los científicos encontrar otros gases que se encontraban en la atmosfera a concentraciones mucho menores como el dióxido de carbono y el ozono. Se observó también que la concentración de estos gases era variable dependiendo del lugar.

La atmosfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra y se mantiene “unida” a ella por atracción gravitacional. Su espesor es pequeño, ya que su masa (aproximadamente el 99%) se concentra en los primeros 30 kilómetros desde la superficie terrestre. La mayor parte de la atmosfera está compuesta por una serie de gases que mantienen una concentración más o menos constante: nitrógeno (78%) y oxígeno (21%), el 1% restante se compone de un conjunto de gases: argón (A), anhídrido carbónico (CO2), Neón (Ne) y Helio (HE) Además de estos gases existen otros en concentración variable, como el vapor de agua (H2 Ov).

El nitrógeno y el oxígeno, son esenciales para la vida humana, pero tienen menor efecto en los procesos atmosféricos y en el clima, siendo los componentes variables los que tienen mayor influencia.

Teniendo en cuenta la Estratificación vertical de temperatura se distinguen:

1. Troposfera:

   • Capa cuya extensión es de unos 10 Km en los polos, llegando a los 18 en el ecuador.

   • Varía en función de la estación, alcanzando mayor altura en verano.

   • Al aumentar en altura disminuye la temperatura: se produce un gradiente térmico de unos 65ºC cada 100m legando a alcanzar los -70º.

   • En esta capa se concentran el 80% de los gases atmosféricos, y en ella se produce una mezcla de componentes y la dispersión de contaminantes: por convección, turbulencias e interferencia de movimientos verticales (ascendentes y descendentes), también es donde se forman las nubes y donde se producen los fenómenos atmosféricos.

   • En ella tiene lugar el efecto invernadero.

   • Tropopausa: fase intermedia entre la troposfera y la estratosfera, Se produce una inversión de temperatura que dificulta los movimientos verticales, la tropopausa muestra discontinuidades, en ella se producen corrientes en chorro.

2. Estratosfera:

   • Esta capa llega hasta los 50-60 Km.

   • En ella la temperatura aumenta progresivamente al aumentar en altura, fenómeno que se le atribuye a la presencia del ozono (el ozono presente absorbe los rayos Ultravioleta (UV) y se calienta) En esta capa los gases se disponen en estratos, los movimientos que en ella se producen son horizontales, la mezcla vertical es muy lenta.

   • El ozono es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno, que solamente se mantiene estable en determinadas condiciones de temperatura y presión, de ahí su espesor variable.

   • Esta capa contiene alrededor del 90% del ozono total de la atmósfera. Actúa de filtro absorbiendo la radiación ultravioleta de alta frecuencia.

3. Mesosfera:

   • Se extiende hasta los 80 Km.

   • La temperatura disminuye de nuevo hasta -100º C.

   • Es una capa de muy baja densidad.

   • Esta capa contiene solamente alrededor del 1% de la masa total de la atmósfera.

   • En ella se produce la desintegración de meteoritos.

   • La mesopausa es su límite superior.

4. Termosfera o Ionosfera:

   • Se extiende hasta los 600 Km.

   • La temperatura aumenta hasta los 1000 ºC. Es una capa en que la temperatura aumenta nuevamente con la altura.

   • Su composición consiste principalmente en hidrógeno.

   • Contiene capas formadas por iones: partículas cargadas eléctricamente.

   • En ella se producen fenómenos luminosos muy interesantes las auroras boreales, en el hemisferio Norte y auroras australes en el hemisferio Sur.

   • Su límite es la termopausa, donde se registra una temperatura de 1.500ºC.

5. Exosfera:

   • Se trata de la capa externa se extiende hasta los 9.600 kilómetros de altura.

   • Formada principalmente por partículas de hidrógeno y helio.

   • Su densidad es bajísima, es tan pequeña que no refleja la luz.

   • En esta zona se encuentran los Cinturones De Van Allen (1958), que tienen gran importancia a la hora de conocer los elevados índices de radiactividad que debían soportar los equipos en los viajes espaciales.