El Sol: No tiene una superficie definida como la de la Tierra, sino que posee una capa de atmósfera solar llamada fotosfera. Está a unos 5.000 °C, y es por ello por lo que emite luz. La luz solar transporta energía que calienta la Tierra y es la fuerza impulsora que está detrás del clima y del tiempo atmosférico.

El Efecto Invernadero Natural

Las nubes de la atmósfera terrestre filtran parte de la luz solar antes de llegar al suelo, reduciendo así la pérdida de calor hacia el exterior, manteniendo la superficie terrestre más templada y permitiendo temperaturas aptas para la vida.

Capas de la Atmósfera Terrestre

En la atmósfera podemos distinguir tres capas principales:

Troposfera

Es la capa más próxima a la superficie. Su espesor oscila entre los 9 km en los polos y los 18 km en el ecuador. Se caracteriza por la existencia de un gradiente térmico vertical: la temperatura en esta capa desciende 1 °C cada 150 m de altura.

En esta capa se producen movimientos convectivos de las masas de aire. La convección es el proceso por el cual el aire caliente asciende y el aire frío desciende. El resultado es una circulación continua de aire que asciende caliente y desciende frío, un movimiento circulatorio que se denomina convección.

En esta capa también se producen movimientos horizontales de masas de aire debido a las diferencias de presión en distintas zonas, originándose así los vientos.

De todas las capas de la atmósfera, esta es la que contiene la mayor cantidad de vapor de agua. La capacidad del aire para retener el vapor de agua depende en gran medida de su temperatura, siendo menor en el aire frío que en el caliente. Cuando el aire húmedo y caliente asciende, se enfría y ya no puede retener tanto vapor de agua como antes. El exceso de vapor de agua se expulsa en forma de diminutas gotitas que forman las nubes. Si el enfriamiento del aire es aún mayor, lo expulsa en forma de gotas más grandes, originando la lluvia.

En esta capa también hay polvo en suspensión debido a la contaminación atmosférica, que se acumula sobre todo en los primeros 500 m. Esta franja más cercana al suelo se denomina Capa Sucia.

La troposfera termina en la tropopausa, donde la temperatura es de -60 °C.

Esta es la capa de la atmósfera que interacciona con la corteza terrestre, moldeando y modelando el relieve.

Estratosfera

Va desde la tropopausa hasta la estratopausa, que se encuentra a unos 60 km de altura. En esta capa no se producen movimientos verticales de las masas de aire, pero sí movimientos horizontales cuya velocidad alcanza los 200 km/h.

En esta capa no se forman nubes porque apenas hay vapor de agua. A medida que se asciende en la estratosfera, la temperatura va aumentando, sobre todo en la mitad superior, variando desde los -60 °C hasta los 80 °C. El aumento de la temperatura se debe a que es una zona donde se concentra el mayor porcentaje de ozono; esta zona también se denomina ozonosfera.

El ozono absorbe gran parte de la radiación ultravioleta procedente del Sol. Esta absorción de energía provoca el aumento de la temperatura.

Mesosfera

Llega hasta los 80 km de altura, donde termina en la mesopausa. La densidad del aire es muy pequeña. Es la zona donde se producen los fenómenos de las estrellas fugaces, que son el producto de meteoritos que entran en la atmósfera y se desintegran al interactuar con las pocas partículas presentes en esta zona.

La temperatura en esta capa vuelve a descender hasta aproximadamente los -80 °C. Sin embargo, al terminar esta capa, las temperaturas vuelven a aumentar, alcanzando en algunos puntos los 1000 °C, ya que los gases presentes en esa zona absorben radiaciones muy potentes del Sol, como los rayos X y los rayos gamma, frenando estas radiaciones que, de llegar a la Tierra, impedirían la vida.

Composición General de la Atmósfera

La atmósfera es donde se encuentran la mayor parte de los gases, entre los que destacan, con un porcentaje muy alto, el nitrógeno, el oxígeno (en menor porcentaje), el argón (en menor porcentaje) y otros gases en muy pequeñas proporciones. También contiene vapor de agua y polvo en suspensión.

Que una masa de aire de esta capa sea más o menos húmeda, esté o no saturada de vapor de agua, o por el contrario esté seca, o que tenga una temperatura alta o baja, son factores que determinan si esa masa de aire puede ascender, descender o estabilizarse. Esto, a su vez, define si la atmósfera es estable o inestable, lo que propicia la formación de los siguientes tipos de fenómenos meteorológicos:

Sistemas de Presión y Fenómenos Meteorológicos

Anticiclón Térmico

Se produce cuando el aire frío desciende, lo que provoca un aumento de presión y, por ende, estabilidad atmosférica.

Borrasca Térmica

Cuando el aire se ha calentado mucho, asciende, lo que hace que la presión baje, provocando inestabilidad.

Borrasca Dinámica

El aire frío y el aire caliente tienden a no mezclarse. Cuando se encuentran en la superficie, muy cerca del suelo, el aire frío empuja hacia arriba el aire caliente, lo cual hace que descienda la presión y provoca inestabilidad.

Anticiclón Dinámico

El aire frío y caliente se encuentran no en la superficie, sino a bastante altura. Esto provoca una convergencia (el aire frío desciende), lo que aumenta la presión y produce estabilidad.

La zona donde se encuentran el aire frío y el caliente se denomina frente. En un frente se pueden distinguir varios tipos de nubes dependiendo de su altura:

• Nubes altas: los cirros, los cirrocúmulos, los cirroestratos.
• Nubes medias: los altoestratos y los altocúmulos.
• Nubes bajas: los cúmulos, los estratos, los nimboestratos y los cumulonimbos.

Las nubes de desarrollo vertical, como los cumulonimbos, forman las tormentas. Las nubes medias pueden generar lloviznas débiles. Algunas nubes bajas pueden dar lugar a nieblas húmedas o lloviznas. Las nubes que más provocan lluvias son los nimboestratos (nubes de nivel bajo a medio) y los cumulonimbos (nubes de desarrollo vertical).

Los Vientos

La presión del aire no es uniforme, pero siempre tiende a serlo. De esta manera, las masas de aire se mueven para equilibrar estas diferencias de presión, lo que ocasiona los vientos. Son tanto más fuertes cuanto mayor sea la diferencia de presión y siempre se desplazan desde las zonas de altas presiones hacia las bajas presiones.

Existen unas líneas denominadas isobaras, que unen los puntos de igual presión. Cuando las isobaras están muy próximas entre sí, significa que las zonas con diferente presión están cercanas, lo que indica vientos más fuertes.

Las diferencias de presión pueden ser regionales, pero también locales, y estas últimas son las que generan las brisas. Los vientos locales generados por las brisas térmicas se deben a la existencia de dos lugares diferenciados con temperaturas distintas, como pueden ser la tierra y el mar.

Brisas Marinas

Se caracterizan porque, durante el día, la tierra se comporta como una zona cálida, ya que se calienta más rápido que el mar. El aire caliente sobre la tierra asciende, dejando espacio al aire más frío que proviene del mar. Por lo tanto, a nivel de la superficie, el aire circula desde el mar hacia la tierra. Por la noche, la zona más cálida es el mar. El aire sobre el mar asciende, dejando espacio al aire más frío que proviene de la tierra, y de esta forma, en la superficie, el aire circula desde la tierra hacia el mar.

Brisas de la Montaña

Durante el día, la cima se comporta como una zona cálida; el aire asciende y deja espacio al aire más frío que proviene del valle. En la superficie, durante el día, el aire circula desde el valle hacia la cima. Por la noche, la zona más cálida es el valle, y es aquí donde el aire asciende, dejando paso al aire más frío que proviene de la cima. Por lo tanto, en superficie, el aire circula desde la cima hacia el valle.

Las latitudes bajas son cálidas y las latitudes altas son frías. Las estaciones se deben a la variación estacional de la insolación, causada por la inclinación del eje terrestre.

La Continentalidad

La distribución de las temperaturas, y sobre todo su contraste, está muy relacionada con la distribución de las masas de agua y las tierras. En las regiones cercanas a grandes masas de agua, las temperaturas son más constantes, ya que el agua absorbe calor y lo desprende más despacio que la tierra, siendo responsable de templar el ambiente.

Se denomina continentalidad a la ausencia de este mecanismo, es decir, a la lejanía de las grandes masas de agua. Esta continentalidad es otro factor fundamental que define el clima, ya que la lejanía de las grandes masas de agua dificulta la llegada de aire húmedo. Así, en estas zonas se observa, por un lado, un descenso de las precipitaciones y, por otro, un aumento de la amplitud térmica.

La amplitud térmica es la diferencia de temperaturas entre la más cálida y la más fría a lo largo de un período (día, mes, año).