Estructura de la atmosfera

Estructura de la atmosfera

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La atmósfera de la Tierra se divide en cuatro capas distintas en función de sus características térmicas (cambios de temperatura), su composición química, su movimiento y su densidad (Figura \(\PageIndex{2})). La troposfera es la capa más baja, que se extiende desde la superficie hasta aproximadamente 18 km por encima de la superficie, dependiendo de la ubicación (varía desde 6 km hasta 20 km). Hay un flujo y un remolino continuos de aire a través de corrientes de convección que redistribuyen el calor y la humedad por todo el planeta. Esto da lugar a los patrones locales y de corta duración de la temperatura y la humedad que llamamos clima. Debido a que la gravedad mantiene la mayoría de las moléculas de aire cerca de la superficie de la Tierra, la troposfera es la más densa de todas las capas, ya que contiene alrededor del 75% de la masa total de la atmósfera. La densidad de los gases de esta capa disminuye con la altura, por lo que el aire se vuelve más fino. En consecuencia, la temperatura de la troposfera también disminuye con la altura. A medida que se asciende, la temperatura desciende desde una media de unos 17°C (62°F) al nivel del mar hasta unos -51°C (-60°F) en la tropopausa, un límite nítido en la parte superior de la troposfera que limita la mezcla entre la troposfera y las capas superiores.

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La luz azul se dispersa más que otras longitudes de onda por los gases de la atmósfera, rodeando la Tierra en una capa visiblemente azul cuando se ve desde el espacio a bordo de la ISS a una altura de 335 km (208 mi)[1].

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Composición de la atmósfera terrestre por recuento molecular, excluyendo el vapor de agua. La tarta inferior representa los gases traza que, en conjunto, componen alrededor del 0,0434% de la atmósfera (0,0442% en las concentraciones de agosto de 2021[2][3]). Las cifras son principalmente del año 2000, con el CO2 y el metano de 2019, y no representan ninguna fuente única[4].

La atmósfera de la Tierra, comúnmente conocida como aire, es la capa de gases retenidos por la gravedad de la Tierra que rodea el planeta y forma su atmósfera planetaria. La atmósfera de la Tierra protege la vida en la Tierra creando una presión que permite la existencia de agua líquida en la superficie terrestre, absorbiendo la radiación solar ultravioleta, calentando la superficie mediante la retención de calor (efecto invernadero) y reduciendo las temperaturas extremas entre el día y la noche (la variación de temperatura diurna).

estructura del diagrama de la atmósfera

La atmósfera, la envoltura gaseosa de la Tierra, está formada principalmente por nitrógeno (~78%) y oxígeno (~21%), vapor de agua y otros gases. El diagrama que se muestra a continuación presenta la curva de temperatura media de la atmósfera e indica claramente que la atmósfera está formada por diferentes capas con características distintas.

La troposfera contiene, con mucho, la mayor proporción de la masa atmosférica. Dado que las masas de aire se calientan con el calor emitido por la superficie terrestre, la temperatura disminuye por término medio al aumentar la altitud (y, por tanto, la distancia a la superficie terrestre). Como el aire frío es más denso y, por tanto, más pesado que el aire caliente con el mismo volumen, los paquetes de aire frío se hunden mientras que las masas de aire calentadas por la superficie terrestre suben. Este intercambio turbulento de masas de aire entre las capas superiores e inferiores de aire se conoce como convección. La convección es una de las propiedades importantes de la troposfera, responsable de que la actividad meteorológica se desarrolle principalmente en esta capa. La troposfera está limitada desde arriba a una altura de unos 10-15 km por la tropopausa. Entre este límite y la estratosfera, la temperatura vuelve a aumentar (a -50°C aquí); esto da lugar a una estratificación estable en la que los movimientos verticales de las masas de aire se detienen rápidamente.

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Los gases atmosféricos que rodean a la Tierra dispersan la luz azul (longitudes de onda más cortas) más que la luz hacia el extremo rojo (longitudes de onda más largas) del espectro visible; por ello, cuando se observa la Tierra desde el espacio exterior se aprecia un resplandor azul sobre el horizonte.

La atmósfera de la Tierra está compuesta por nitrógeno (78%), oxígeno (21%), argón (0,9%), dióxido de carbono (0,04%) y gases traza[2] La mayoría de los organismos utilizan el oxígeno para la respiración; los rayos y las bacterias realizan la fijación del nitrógeno para producir amoníaco que se utiliza para fabricar nucleótidos y aminoácidos; las plantas, las algas y las cianobacterias utilizan el dióxido de carbono para la fotosíntesis. La composición en capas de la atmósfera minimiza los efectos nocivos de la luz solar, la radiación ultravioleta, el viento solar y los rayos cósmicos para proteger a los organismos de los daños genéticos. La composición actual de la atmósfera de la Tierra es el producto de miles de millones de años de modificación bioquímica de la paleoatmósfera por parte de los organismos vivos.

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La composición gaseosa inicial de una atmósfera está determinada por la química y la temperatura de la nebulosa solar local a partir de la cual se forma un planeta, y por el posterior escape de algunos gases del interior de la atmósfera propiamente dicha. La atmósfera original de los planetas se originó a partir de un disco giratorio de gases, que colapsó sobre sí mismo y luego se dividió en una serie de anillos espaciados de gas y materia que, posteriormente, se condensaron para formar los planetas del sistema solar. Las atmósferas de los planetas Venus y Marte están compuestas principalmente por dióxido de carbono y nitrógeno, argón y oxígeno[3].

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