Troposfera
Es la capa que se encuentra en contacto con la superficie terrestre. Su espesor es variable, dependiendo de la latitud. Es mínima en los polos (8 km.), máxima en el ecuador (17 km.) y de unos 13 km. En latitudes medias.La troposfera tiene como carácterística más relevante la de que su temperatura decrece con la altura uniformemente a razón de 0,65ºC cada 100 metros de altitud.
Es la capa más inestable de la atmósfera y en su seno tienen lugar la mayor parte de los fenómenos meteorológicos, debido fundamentalmente a que en ella se encuentra el 90% del vapor de agua y los núcleos de condensación necesarios para la formación de las nubes.
Estratosfera
Es la capa situada por encima de la tropopausa y se extiende hasta una altitud de 50 Km aproximadamente. Su temperatura permanece constante o casi constante hasta el 33 km. De altitud.En esta capa se encuentra la mayor cantidad de ozono (oxigeno cuya molécula tiene 3 átomos) concentrado, principalmente entre los 15 y 20 km. De altitud.
Mesosfera
Esta capa se extiende desde los 50 km. De altitud a los 85 km. Aproximadamente, su temperatura decrece al principio lentamente para a partir de los 65 km. Hacerlo más bruscamente, hasta llegar a -100ºC aproximadamente (la temperatura más baja de la atmósfera).
Termosfera
La carácterística principal de esta capa es el aumento casi continuo de su temperatura, producido por la absorción de la radiación extrema ultravioleta (longitudes de onda inferiores a 100 nanómetros) por el nitrógeno y el oxígeno molecular, así como por la baja densidad del aire a estas altitudes, que hace que la temperatura se eleve rápidamente con la altura, alcanzando valores de 800ºC a unos 500 km. De altitud. Su aire muy enrarecido, está compuesto de hidrógeno y helio. Con predominio del hidrógeno por encima de los 2.400 km.
Temperatura
Nos bastará saber que la temperatura viene a ser un nivel que indica el estado térmico de los cuerpos y que no debe confundirse con la cantidad de calor. El calor es una manifestación de energía capaz de transformarse en trabajo o en otra energía, y este calor puede pasar de unos cuerpos a otros siempre y cuando se hallen a temperaturas diferentes.
Termómetros corrientes.
La temperatura de un objeto se mide mediante un termómetro que consiste en un tubo de vidrio cerrado, con un hueco, que va a lo largo del eje del tubo, de un extremo a otro; el hueco se ensancha considerablemente en forma de bulbo, por el extremo inferior, como vemos en la figura. Dicho bulbo está lleno de líquido, generalmente Mercurio o alcohol, que puede ascender por el hueco central;
Termómetro de máxima.
Se trata de un termómetro análogo al corriente, salvo que justo por encima del bulbo o depósito, el alma presenta un estrangulamiento, como vemos en la figura, cuando la temperatura aumenta, el Mercurio contenido en el bulbo se expande y asciende, a pesar del estrechamiento, a lo largo del tubo. Cuando la temperatura disminuye, el Mercurio que se encuentra por debajo del estrechamiento, se contrae dentro del deposito, pero la estrechez existente impide que el Mercurio superior pueda caer, debido a su propio peso, de forma que queda marcando la temperatura más alta que alcanzó, la parte superior de la columna líquida nos indicará, por tanto, la temperatura máxima alcanzada.
Termómetros de mínima
Se utiliza para registrar la temperatura más baja habida durante un cierto periodo,salvo que siempre contiene un líquido de baja densidad, tal como el alcohol, en lugar de Mercurio. Además, dentro del líquido, en el tubo, lleva una pequeña varita de cristal, en forma de pesa, denominada «índice», tal como se ve en la figura. Cuando la temperatura disminuye, el líquido se contrae y al mismo tiempo su superficie superior empuja el índice hacia abajo, en virtud del efecto de la tensión superficial. Un termómetro de mínima debe mantenerse siempre horizontal, ya que de lo contrario el índice de cristal caería, a través del líquido, hasta el fondo del tubo.
Termómetro de máxima y mínima.
Se trata de una combinación de termómetro de máxima y mínima. Como se ve en la figura, el instrumento es un tubo de vidrio en forma de U, con los extremos cerrados y ensanchados. En la parte inferior de la U va lleno de Mercurio; el resto de la rama izquierda, incluida la parte ensanchada superior, está llena de alcohol; la rama de la derecha lleva también, por encima del Mercurio, alcohol, salvo en la parte superior, más ancha, en la que lleva un gas por encima del alcohol.
Termógrafo.
Para observar las variaciones de temperatura durante un periodo determinado se utiliza el termógrafo, aparato cuyo órgano sensible es una lámina bimetálica, constituida por dos cintas de metales de distinto coeficiente de dilatación soldadas entre sí y ligeramente arrolladas. Las variaciones de temperatura se traducen en un movimiento, que transmitido por una serie de palancas a una plumilla entintada, dibuja sobre un papel graduado arrollado a un cilindro con mecanismo de relojería una línea continua
Emplazamiento de los termómetros.
1.- Deben estar protegidos de la radiación solar directa.
2.- Deben estar protegidos de las radiaciones procedentes de paredes, mamparos o cualquier
otro foco de calor.
3.- Deben tener buena ventilación, las garitas utilizadas deben permitir el paso del aire a través
de ellas sin la menor obstrucción.
Superficies isotermas
Son aquellas superficies que unen los puntos del espacio en los que en un momento dado se registra la misma temperatura. En una atmósfera estable, homogénea y en reposo total, estas superficies serán concéntricas a la Tierra.
Líneas isotermas
Son las líneas que unen los puntos en los que en un momento dado se registra la misma temperatura. En una atmósfera estable, homogénea y en reposo total, estas líneas serían paralelas entre si y no presentarían ninguna irregularidad.
Ecuador térmico.
Es la línea que une los puntos de máxima temperatura media. Téngase en cuenta que esta línea no es una isoterma, ya que no une los puntos de igual temperatura. Esta
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
El peso del aire ejerce una fuerza sobre los objetos, a esta fuerza se la llama presión. La presión atmosférica puede ser definida entonces como la fuerza ejercida por unidad de superficie por el peso de las moléculas de la columna de aire sobre dicha superficie es decir el peso o fuerza ejercido por la atmósfera por unidad de superficie. El peso de esta columna de aire puede variar, bien por la temperatura bien por la cantidad de vapor contenida en ella o por la altitud.
La presión a una altitud determinada dentro de la atmósfera será la fuerza ejercida por el peso de la columna de aire a partir de dicha altitud por unidad de superficie.
Medida de la presión atmosférica
Torricelli físico italiano del Siglo XVII utilizó una cubeta llena de Mercurio y un tubo de 1 metro de longitud y 1 cm de sección también lleno de Mercurio para medir la presión atmosférica. Al invertir el tubo sobre la cubeta el Mercurio baja en el tubo hasta un cierto nivel (760 mm) quedando el sistema en equilibrio.
Presión Normal
Aunque la presión atmosférica varía constantemente, dentro de un intervalo relativamente pequeño, el promedio de los valores que toma resulta muy próximo a un valor establecido, para ciertas condiciones estándar, que se conoce con el nombre de atmósfera normal. A la temperatura de 15ºC y una latitud de 45º, la presión normal a nivel del mar viene dada por 1013,2 milibares, este valor equivale a 29,92 pulgadas de Mercurio o 760 milímetros, por lo tanto, una pulgada equivale a 33,86 milibares o 25,40 milímetros. 1 milibar es, prácticamente, igual a 0,03 pulgadas o 0,75 mm.
Instrumentos para medir la presión
Barómetro de Mercurio
Su fundamento es muy sencillo; esencialmente consta de un tubo de vidrio, largo y hueco, del cual se ha extraído el aire; este tubo se coloca, con su extremo abierto hacia abajo, dentro de un recipiente o cubeta llena de Mercurio; la presión del aire exterior obliga al Mercurio de la cubeta a penetrar y ascender por la cámara vacía existente en el interior del tubo; el Mercurio ascenderá hasta equilibrar la presión que ejerce el aire sobre la superficie de la cubeta, de área igual a la superficie del tubo.
Barómetro de Mercurio de cubeta
Es evidente que, siendo constante la masa de Mercurio. En el sistema tubo-cubeta, al subir el Mercurio en aquél lo hace a expensas del nivel del que llena ésta, nivel que naturalmente, corresponde al cero de la escala.
Barómetro de Mercurio de escala compensada
Se funda en que el volumen del Mercurio que asciende en el tubo es igual al que desciende en la cubeta, y, por lo tanto, si se conocen los diámetros de aquél y de ésta, puede construirse una graduación que mida la verdadera variación de la altura de la columna barométrica.
Barómetros marinos de Mercurio
Los barómetros marinos de Mercurio han sido proyectados para su utilización a bordo de los buques, para lo cual se ha procurado reducir al mínimo la posible agitación del Mercurio, producida por los movimientos del buque. Van montados en una suspensión Cardan especial para permitir mantener el barómetro en posición vertical. Tienen un estrechamiento capilar en el tubo, con objeto de amortiguar todo lo posible las oscilaciones bruscas de Mercurio, debidas a los movimientos de buque, así como la vibración continua de menisco causada por la trepidación de la maquina.
Correcciones a las lecturas del barómetro de Mercurio
Corrección por elevación
– Corrección por temperatura
– Corrección por latitud
– Corrección instrumental