Factores que influyen en la tasa de caducidad ambiental

Cómo funciona la temperatura

Imagínese un alpinista que asciende al Everest. ¿Qué lleva puesto? ¿Cómo son las cimas de las montañas circundantes? No tenemos que leer tu mente para saber que probablemente no te estás imaginando una figura sin camisa en traje de baño rodeada de una exuberante vegetación verde. Estás imaginando una escena muy fría: un escalador envuelto en capas de ropa aislante y parado sobre una vasta extensión de picos nevados. Esto se debe a que sabemos que las altitudes más altas tienden a ser generalmente más frías que las más bajas.

¿Pero por qué? La tasa de caída ambiental de la Tierra es la disminución de la temperatura con el aumento de la altitud, que ocurre a una tasa de aproximadamente 3.5 grados Fahrenheit por 1000 pies. Para comprender mejor por qué sucede esto, primero debemos establecer que la temperatura es la medida de la energía cinética presente en las moléculas. . En este caso, las moléculas son los gases que componen la atmósfera. La energía cinética es la energía del movimiento de esas moléculas. Entonces, para que haya temperatura, debe haber moléculas presentes.

Bajo presión

Si alguna vez ha estado en un avión, es probable que haya experimentado cambios en la presión del aire que le hacen estallar los oídos durante el despegue y el aterrizaje. Aunque el aire de nuestra atmósfera puede verse igual cuando miras por la ventana del avión, la densidad de las moléculas de aire no es constante.

La presión del aire es el peso del aire sobre la superficie de la Tierra y depende de la densidad de las moléculas de aire. Debido a la gravedad de la Tierra, más moléculas se acercan a la superficie, lo que significa que la densidad del aire es más alta al nivel del mar. A medida que asciende a la atmósfera, las moléculas se adelgazan gradualmente, disminuyendo su densidad y, por lo tanto, disminuyendo la cantidad de presión, hasta que la atmósfera termina y comienza el espacio.

Dicho de otra manera, si está parado al nivel del mar, hay mucho más aire sentado encima de usted que si está sentado en la cima del Monte Everest. Esta es la razón por la que los alpinistas a menudo necesitan tanques de oxígeno cuando suben a la atmósfera: aire más fino, menos presión, menos oxígeno para respirar. También es la razón por la que sus oídos se asoman en el avión. La presión del aire en sus oídos al despegar es más alta que la del aire circundante a una altitud de crucero, por lo que aunque la cabina está presurizada, la diferencia entre las presiones causa ese molesto estallido.

Atmósfera aislante

Por tanto, la atmósfera es más densa al nivel del mar y se adelgaza con la altitud. ¿Cómo afecta esto a la temperatura?

Probablemente esté familiarizado con el efecto invernadero , la forma en que los gases atmosféricos atrapan la energía solar y calientan la superficie de la Tierra. No todos los gases que componen la atmósfera terrestre son gases de efecto invernadero. El aire es principalmente nitrógeno y oxígeno, que no ayudan a atrapar el calor solar. Pero el vapor de agua y el dióxido de carbono son dos gases de efecto invernadero que también forman el aire que respiramos.

Esto significa que el calor quedará atrapado más en las altitudes más bajas, donde hay más moléculas de aire y, por lo tanto, una presión de aire más alta, que en las altitudes más altas. Piense en la atmósfera como una manta gruesa que cubre el planeta, atrapando el calor debajo de él. Las propiedades aislantes de la atmósfera son un factor muy importante que afecta la tasa de caída ambiental.

Una atmósfera compleja

Cuando se tiene en cuenta cómo la presión del aire es más alta al nivel del mar y se adelgaza gradualmente con la altitud y el hecho de que el aire es aislante, tiene sentido que exista la tasa de caída ambiental. Pero la temperatura no disminuye constantemente con la altitud. El cambio es constante al principio, pero en las partes más altas de la atmósfera, salta un poco. Esto se debe en parte al hecho de que los gases que componen la atmósfera se pueden concentrar a diferentes altitudes en la atmósfera y que el calor se mueve verticalmente en la atmósfera.

El proceso de advección , el aire caliente se mueve lateralmente a una región de aire frío, hace que el área más fría se caliente. El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo que debido a la convección, el aire caliente tiende a subir y el aire frío tiende a hundirse. Esto puede causar una inversión de temperatura , donde la temperatura aumenta repentinamente con la altitud en lugar de disminuir.

La presencia de vapor de agua también influye en la retención de calor; el vapor de agua puede atrapar el calor a diferentes altitudes, contribuyendo a la inversión. Además, la atmósfera tiene una gruesa capa de ozono de unos 90.000 pies de altura. El ozono es un gas de efecto invernadero compuesto por tres moléculas de oxígeno que bloquea mucha radiación solar. Esa radiación, incluido algo de calor, rebota en la capa de ozono y se retiene en la atmósfera superior. Es por eso que vemos un aumento de temperatura justo por encima de la estratosfera.

Resumen de la lección

La tasa de caída ambiental de la Tierra es la disminución de la temperatura al aumentar la altitud en la atmósfera. La densidad de las moléculas de aire en la atmósfera afecta la presión del aire , la fuerza del aire ejercida sobre la superficie de la Tierra, que es la más alta al nivel del mar y disminuye constantemente con la altitud. Más moléculas de aire en la superficie significa que hay más calor atrapado allí, especialmente dada la presencia de gases de efecto invernadero , que atrapan el calor, aíslan el aire y aterrizan debajo de él. Debido a que la composición de la atmósfera no es constante y la convección y la advección hacen que el calor se mueva, la temperatura experimenta una inversión.a diferentes altitudes, un aumento repentino con la altitud en lugar de disminuir. La capa de ozono y el vapor de agua también pueden provocar inversiones a diferentes altitudes. ¡La atmósfera de la Tierra es compleja, al igual que los patrones de temperatura dentro de ella!

Los resultados del aprendizaje

Estudiar esta lección intensamente podría resultar en una mayor capacidad para:

• Darse cuenta de por qué las altitudes más altas son más frías que las más bajas
• Examinar la causa de la presión del aire y reconocer su relación con la temperatura en la Tierra.
• Discutir las propiedades aislantes de la atmósfera.
• Identificar los factores atmosféricos y discutir los procesos que crean la tasa de caída ambiental de la Tierra.