Composición y Estructura de la Atmósfera – Part 1

Nuestra atmósfera envuelve la tierra como un manto de una mezcla constantemente fluctuante de varios gases. Su extensión es de aproximadamente 950 km. Su densidad disminuye con el aumento de la altitud debido a la atracción gravitacional de la tierra que atrae los gases y aerosoles (partículas más pequeñas suspendidas de polvo, hollín, humo, etc.) cerca de la superficie.

La atmósfera de la Tierra está compuesta por:

1. gases
2. Partículas de polvo
3. Vapor de agua

1. Gases:

Los gases pueden ser constantes (nitrógeno, oxígeno, argón) ya que su concentración se ha mantenido aproximadamente igual en la historia cercana de nuestra tierra.

• El nitrógeno (78,09%) se produce principalmente en erupciones volcánicas y es un gas relativamente inerte.
• El oxígeno (20,95%) es un gas activo que se produce libremente como resultado de la fotosíntesis en las plantas.
• El argón (0,93%) es un gas inerte, iNodero e incoloro.

Los gases también pueden ser variables (dirust de carbono, metano, ozono) ya que varían en cantidad. Aunque están presentes en pequeñas cantidades en la atmósfera, tienen un gran control sobre varios procesos atmosféricos.

• El dirust de carbono (0,03 %) , un gas de efecto invernadero, permite que la energía solar llegue a la superficie de la tierra, pero evita que la energía se irradie de regreso, lo que provoca una acumulación de calor en la atmósfera.
• El metano , un gas de efecto invernadero que ha aumentado durante varias décadas, ha contribuido al 18% del calentamiento global. Varios cambios antropogénicos han contribuido al aumento del metano en nuestra atmósfera.
• El ozono , un gas que se encuentra en la estratosfera, es tanto útil como dañino para la vida en la tierra. Impide que las radiaciones UV lleguen a la superficie de nuestra tierra pero su presencia en las capas bajas de la atmósfera (troposfera) puede actuar como irritante ocular y respiratorio.

2. Partículas de polvo:

Estos se concentran principalmente en las capas inferiores de la atmósfera, pero las corrientes de aire verticales los transportan a las alturas. Pueden tener su origen en la tierra, el hollín, el polen, etc. Pueden actuar como núcleos higroscópicos para la formación de nubes.

3. Vapor de agua: 

La concentración de vapor de agua sigue fluctuando en la atmósfera lo que la convierte en un componente variable. Va del 0,02% (desiertos o climas secos) al 4% (en climas húmedos). El vapor de agua se concentra principalmente cerca de la superficie de la tierra cerca del ecuador, continúa reduciéndose cuando uno se mueve sobre la superficie con altitud y también se reduce cuando nos movemos hacia el polo.  

Estructura de la Atmósfera: 

Cuando hablamos de temperatura y densidad de la atmósfera se puede dividir en varias capas. Sabemos el hecho de que la densidad de la atmósfera está más cerca de la superficie de la tierra ya que aquí se encuentra la mayor concentración de gases y partículas de polvo. Podemos leer las capas como se indica a continuación sobre la base de la temperatura y la densidad.  

1. Troposfera:

La capa más baja de la atmósfera, es decir, la troposfera, se extiende desde los 8 km hasta los 18 km de altura. Su altura es más delgada cerca de los polos y más gruesa cerca del ecuador. Los diversos fenómenos climáticos ocurren en la capa que es responsable del cambio de clima en la superficie. La temperatura disminuye con el aumento de la altitud, lo que se conoce como la tasa de caída normal o la tasa de caída ambiental (1 °C por cada 165 m de altura o 6,5 °C por 1000 m) . El límite inferior de esta capa está fuertemente influenciado por la superficie de la Tierra que influye en su temperatura, humedad y velocidad del viento. La troposfera está separada de la segunda capa por la tropopausa.. Su temperatura varía de -80°C (en el ecuador) a -45°C (en los polos). La temperatura aquí es casi constante, por lo que se conoce como tropopausa .

2. Estratosfera:

Esta es la segunda capa de la atmósfera que descansa sobre la troposfera y debajo de la mesosfera. El significado literal de la palabra ‘ STRAT ‘ es una capa. La estratosfera se divide en su propio conjunto de capas y, como aquí no hay turbulencias ni tormentas que mezclen el aire, la capa fría más pesada se encuentra debajo del aire cálido más liviano. El espesor de esta capa en particular es de 50 km . La capa también es importante debido a la presencia de la capa de OZONO (denominada OZONOSFERA) que nos protege de la dañina radiación UV del sol. La vida en la tierra habría sido difícil sin esta capa de protección. Esta capa está separada de la mesosfera por la estratopausa.  

3. Mesosfera:

Esta capa descansa sobre la estratosfera y debajo de la termosfera. El término ‘MESO’ significa medio . En esta capa, los gases se mezclan en lugar de separarse en función de sus masas. El espesor de esta capa es de 80 km . Cuando nos movemos hacia arriba en esta capa en particular, la temperatura puede caer hasta -100°C en el extremo final de esta capa. Los meteoritos que ingresan a la atmósfera se queman en esta capa. Esta capa es demasiado delgada para que los humanos la respiren. Cuando nos movemos por encima de esta capa en particular, la temperatura puede descender hasta -100°C en esta capa debido a la fricción y el calor causados ​​por los gases presentes en esta capa. El límite superior de esta capa se conoce como la Mesopausa que la separa de la Termosfera.  

4. Termosfera:

Esta capa descansa sobre la Mesosfera y debajo de la Exosfera. El significado del término ‘TERMO’ es calor . La temperatura en esta capa puede alcanzar hasta 4500°F. La capa es tan fría debido a la ausencia de suficientes gases para transferir el calor. Las ondas sonoras no pueden viajar en esta capa debido a la ausencia de un número suficiente de moléculas. La capa se extiende hasta una altura de 500 km . La capa también es más gruesa que las otras capas de la atmósfera, pero no tan gruesa como la exosfera. Las Estaciones Espaciales Internacionales que orbitan la Tierra están presentes en esta capa. La capa también alberga satélites de órbita terrestre baja . Esta capa está separada de la exosfera por la termopausa.

5. Exosfera:

La última capa cuando nos movemos en la atmósfera es la exosfera. El término ‘EXO’ significa afuera. El borde mismo de nuestra atmósfera es la exosfera que separa otras capas de la atmósfera del espacio exterior. La capa tiene un espesor de aproximadamente 1000 km , que es casi tan ancha como la tierra misma. Es una capa más grande para cruzar para llegar al espacio exterior. Los gases como el helio y el hidrógeno presentes en la capa están muy dispersos, es decir, hay un amplio espacio vacío en el medio. Respirar en esta capa es casi imposible debido a la falta de disponibilidad de oxígeno. Además, debido a la lejanía de esta capa, hace mucho frío.  

La naturaleza evolutiva de la atmósfera desde su creación la ha convertido en un misterio para los científicos que la han estado estudiando. Todavía no se ha entendido con toda su dinámica. Se cree que la atmósfera actual ha llegado a existir a través de la desgasificación y las actividades de varias formas de vida en la tierra. Todos estos mecanismos complejos han dado forma a la estructura actual, la composición y los diversos procesos atmosféricos que vemos hoy.