Según sus características físicas y químicas, la columna de aire atmosférico puede ser dividida en las siguientes zonas: tropósfera, estratósfera, mesósfera, termósfera, exósfera y magnetósfera. La tropósfera alcanza en promedio 8 kilómetros de altura, aunque en los polos su altura es de 5 kilómetros y, en las regiones tropicales, de 11 kilómetros, debido a la diferencia de temperatura de estas regiones, lo que hace que el aire cambie en densidad: cuando la temperatura es baja el aire es más denso y ocupa menor volumen. La siguiente zona es la estratósfera, con una altura de 50 kilómetros y temperatura casi uniforme de menos de 2°C; en ella destaca una región llamada ionósfera, rica en ozono, O3 que impide la penetración de la radiación ultravioleta del Sol hacia las capas inferiores de la atmósfera. Por encima de la estratósfera están la termósfera, la exósfera y la magnetósfera, que ocupan una región entre los 100 y los 65 000 kilómetros, que es donde empieza la capa de mezcla entre la atmósfera terrestre y la del Sol. La relación entre la atmósfera y el océano se lleva a cabo en la tropósfera, debido a que la superficie de la Tierra es la fuente de calor, producido por la radiación solar, que calienta a la atmósfera, y que influye en las condiciones del clima y del tiempo regulando la cantidad de gases atmosféricos y la de vapor de agua. Se puede considerar que la atmósfera y los océanos tienen el mismo origen, por lo que presentan casi el mismo tipo de constituyentes químicos; sin embargo, la superficie del océano es, en realidad, una superficie versátil e inestable de una complejidad asombrosa. Al examinar la capa atmosférica que lo cubre se observa que existe un intercambio constante de masa en la interfaz mar-aire, es decir: de compuestos químicos suspendidos; de energía, que consiste principalmente en calor, y de impulso, representado por los vientos. Cuando se considera la interacción atmósfera-océano, la masa tiene particular interés si se toman en cuenta las variadas sustancias que fluyen a través de la superficie oceánica y de la atmósfera y la influencia que estas sustancias tienen sobre los fenómenos que se suceden en ambos medios. Ejemplo de ellas son el vapor de agua, gases como el oxígeno y bióxido de carbono, y los diferentes tipos de sales, que son básicos para los sistemas biológicos del océano. La energía está representada por el intercambio de calor que se realiza entre el océano y la atmósfera, lo que constituye un verdadero motor térmico. Dicho intercambio, es el responsable de que existan diferentes temperaturas en los polos y en el ecuador, y a su vez, este calentamiento diferencial es el que ocasiona la circulación de las masas de aire en la atmósfera y de las aguas en los océanos, lo que provoca que la temperatura se mantenga más o menos constante en las diferentes regiones de la Tierra. En la dinámica total del calor de la Tierra intervienen: la zona de interacción mar-aire, la energía proveniente del espacio que atraviesa la atmósfera y es absorbida por el océano, los océanos que calientan la atmósfera que los cubre, y luego la atmósfera que transporta la energía a las regiones polares, donde puede ser emitida al espacio en forma de radiaciones. En conjunto, la Tierra gana y pierde calor por los cambios que se presentan en las radiaciones solares, que reciben el nombre de flujo solar o insolación, y su balance térmico depende de la energía que le llega del Sol y de la que ella devuelve al espacio. En las latitudes bajas el ingreso de la energía proveniente de Sol es mayor que la pérdida de energía al espacio por radiación; en las altitudes altas, en cambio, el ingreso de energía proveniente del Sol es menor que la pérdida al espacio. En la misma latitud, por ejemplo, en toda África, la distribución del calor sobre la tierra es muy diferente que la del océano. En las regiones entre los 20° y los 40° de latitud, las radiaciones llegan sin pérdida alguna convirtiéndose en energía calórica. Por lo tanto, si se tomara en cuenta solamente el efecto de la radiación solar, se tendría un cambio constante de la temperatura de la Tierra; los trópicos tenderían a hacerce más cálidos, y las regiones polares se enfriarían cada vez más. Afortunadamente la temperatura de la Tierra, no depende sólo de las radiaciones dado que existe un flujo de energía desde los cálidos trópicos hacia los polos que se lleva a cabo en las porciones fluidas de la Tierra, es decir, tanto en la atmósfera como en los océanos. Tomando en cuenta la temperatura de las zonas ecuatoriales y polares, la temperatura promedio del agua oceánica es de 3.8°C. En el hemisferio sur la superficial es 1°C más caliente de la que presenta el hemisferio norte; sin embargo, las temperaturas del hemisferio sur, para cualquier latitud, son generalmente más bajas que las correspondientes a la misma latitud en el hemisferio norte. La radiación solar atraviesa directamente la atmósfera sin ser absorbida hasta llegar a la superficie del planeta, donde los continentes y los océanos la absorben; como estos últimos ocupan el 70 por ciento del globo, la mayor parte de la energía que proviene del Sol se fija en la superficie del mar y es esta radiación absorbida la que calienta la atmósfera, primero en los trópicos, y de allí se transporta este calor a las latitudes más altas en los polos, donde irradia su energía al espacio. Otra forma de intercambio de calor entre el océano y la atmósfera resulta de la evaporación de agua de la superficie oceánica lo que produce calor en una cantidad de 600 calorías por cada gramo de vapor de agua. Este vapor, una vez que deja la superficie del mar, asciende por el aire libre hasta que se condensa en forma de lluvia generándose las tormentas. Para ilustrar la importancia de la energía producida por la evaporación del agua oceánica, cabe señalar que la energía liberada por la condensación de este vapor es igual a la energía eléctrica que utilizarían 10 ciudades del mismo tamaño de Nueva York.
Posted on: Tue, 27 Aug 2013 05:07:34 +0000
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