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lunes

Atmósfera descripción y componentes gaseosos

La atmósfera es la capa gaseosa que cubre la Tierra y que se mantiene atrapada a ella por la fuerza de atracción gravitacional. En términos relativos al tamaño de la Tierra, cuyo radio es alrededor de 6400 km, el espesor de la atmósfera es muy pequeño considerando que el 99% de su masa se concentra en los primeros 30 km sobre la superficie de la Tierra.
Cerca de la superficie terrestre la atmósfera seca (sin vapor de agua) está compuesta en un 99% de su volumen por nitrógeno (78.1%) y oxígeno (20.9%). El 1% restante se reparte entre un conjunto de otros gases, entre los cuales destacan el argón (A) con una concentración de 0.93%, el anhídrido carbónico (CO2) con 0.033% y otros como el neón (Ne) y el helio (He) con concentraciones aún menores.

Aparte de estos gases, que mantienen una concentración más o menos constante en los primeros 80 km sobre la superficie, la atmósfera terrestre contiene también una concentración variable (entre un 1% y 4% del volumen total) de vapor de agua (H2O). Este se incorpora a la atmósfera mediante el proceso de evaporación desde la superficie, y es removido de ella mediante el proceso de condensación en las nubes, y posterior precipitación en forma líquida (lluvia) o sólida (nieve o granizo).
El vapor de agua y el CO2 son los dos componentes gaseosos más importantes en la generación del efecto invernadero en la atmósfera terrestre.



Presión atmosférica


La presión en un cierto punto corresponde a la fuerza (peso) que la columna atmosférica sobre ese lugar ejerce por unidad de área, debido a la atracción gravitacional de la Tierra. La unidad utilizada para la presión atmosférica se denomina hectopascal (hPa) o milibar (mb) y corresponde a una fuerza de 100 Newton por metro cuadrado.La presión atmosférica promedio a nivel del mar es ligeramente superior a 1000 hPa, lo que corresponde a una fuerza cercana a 10 toneladas por metro cuadrado (1 Kg por cm2). Como la atmósfera es compresible, el efecto de la fuerza gravitacional hace que su densidad (masa por unidad de volumen) disminuya con la altura, lo cual a su vez explica que la disminución de la presión con la altura no sea lineal.
Fuente: LUTGENS Y TARBUCK






Temperatura y su variación con la altura


En la capa más cercana a la superficie, denominada TROPOSFERA, que se extiende hasta unos 12 km sobre ella (unos 19 km en el Ecuador y unos 9 km sobre los Polos), la temperatura disminuye a una tasa promedio de 6.5 ºC por kilómetro. En esta capa, que concentra un 80% de toda la masa de la atmósfera, ocurren los fenómenos meteorológicos más relevantes. En el límite superior de la tropósfera, denominado TROPOPAUSA donde la temperatura deja de disminuir, la temperatura es cercana a -55ºC.
Por encima de la tropósfera se encuentra la ESTRATOSFERA, que se extiende hasta unos 45 km. En ella la temperatura aumenta con la altura hasta un valor cercano a 0ºC en su límite superior denominado ESTRATOPAUSA. La concentración de masa atmosférica en los niveles superiores de la estratósfera y en las capas por encima de ella es tan baja (recuerde que un 99% de la masa está concentrada por debajo de los 30 km aproximadamente) que el significado de la temperatura no es el mismo que tiene a nivel de la superficie del planeta. Por encima de la estratófera la temperatura disminuye con la altura, definiendo la capa denominada MESOSFERA, la cual culmina a unos 80 km de altitud donde la temperatura es del orden de -90ºC (MESOPAUSA). Por encima de ese nivel, y hasta un nivel superior no bien definido la temperatura vuelve a aumentar con la altura definiendo la capa denominada TERMOSFERA.

Fuente: LUTGENS Y TARBUCK




Capa de ozono estratosférico.

El gas ozono está formado por moléculas constituidas por tres átomos de oxígeno (O3). En el ambiente natural la molécula de ozono es muy inestable tendiendo a separarse en una molécula de oxígeno molecular (O2) y en un átomo de oxígeno (O).En la tropósfera la concentración de ozono es extremadamente baja. En los ambientes urbanos se forma por reacciones fotoquímicas en las cuales participan elementos gaseosos contaminantes (principalmente óxidos de nitrógeno, NOx), transformándose a su vez en un elemento contaminante muy indeseable por sus efectos nocivos sobre la salud.
La concentración de ozono aumenta considerablemente en la estratósfera, donde alcanza un máximo a unos 25 km de altitud. También en este nivel el ozono es altamente inestable, pero su concentración se mantiene relativamente estable debido a procesos de interacción con la radiación solar que aseguran tasas similares de producción y destrucción del ozono.
Esta capa cumple un rol fundamental en la mantención de la vida animal y vegetal en la Tierra, en la medida que absorbe la mayor parte de la componente ultravioleta de la radiación solar, que en el caso específico del hombre favorece el desarrollo de cáncer a la piel.


Agujero en la capa de ozono.

Desde aproximadamente 1985 se advierte cada primavera un significativo descenso en la concentración del ozono estratosférico sobre el continente Antártico y regiones vecinas, lo que hace aumentar peligrosamente la componente ultravioleta de la radiación solar en esta región.El carácter fuertemente estacional de este fenómeno (identificado como agujero de ozono) tiene que ver con factores dinámicos y termodinámicos del comportamiento natural de la atmósfera, pero se encuentra firmemente establecido dado que la disminución del ozono estratosférico es el resultado de reacciones químicas con gases contaminantes generados por la actividad humana.
Entre otros, los que parecen haber producido el mayor impacto son los compuestos gaseosos denominados clorofluorocarbonos (CFCs), y que se utilizan entre otras aplicaciones, en procesos de refrigeración y en la producción de propelentes de aerosoles. Teniendo en cuenta el prolongado tiempo de residencia de estos gases en la estratósfera, el efecto de la fuerte disminución en su producción no será inmediato. En la figura se observa el agujero en la capa de ozono ubicado sobre el continente Antártico en unidades Dobson.


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