Troposfera: ¿Qué Es?, Características, Composición y Más

La primera capa de la atmósfera de la Tierra es la troposfera de la superficie terrestre, se extiende cinco millas por encima de los polos y diez millas por encima del ecuador en global media se extiende siete y media millas por encima de la superficie de la Tierra. La capa de la troposfera es donde todos los elementos residen en la vida y el clima pasa. Aquí es donde la Tierra es natural, es también donde el efecto invernadero transcurre, y hoy el calentamiento global está ocurriendo en la troposfera.

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¿Qué Es La Troposfera?

La troposfera es la porción más baja de la Atmósfera de la Tierra que contiene aproximadamente el 75% de los ambientes. Su masa es 99% de vapor de agua y aerosoles. La profundidad media de la la troposfera es de aproximadamente 17 kilómetros, en las latitudes medias es más profundo, en los trópicos hasta 20 kilómetros y menos profundos cerca de la zona polar con regiones de aproximadamente 7 kilómetros en invierno y la parte más baja de la troposfera donde la fricción con la superficie de la tierra influye en el flujo de aire.

La capa límite planetaria es de típicamente unos pocos cientos de metros a 2 kilómetros de profundidad dependiendo de la tierra, la forma y hora del día entre la frontera. La troposfera y la estratosfera llamada la tropopausa rige la  temperatura, deriva la palabra troposfera desde el cambio que refleja el hecho de que esta mezcla turbulenta juega un importante papel en la estructura de la troposfera y comportamiento de la mayoría de los fenómenos que se asocian con el tiempo del día a día, que es donde se producen en la troposfera los químicos.

La composición de la troposfera es esencialmente uniforme con la notable excepción de vapor de agua, la fuente de vapor de agua está en la superficie, a través de los procesos de evaporación y transpiración, además la temperatura de la troposfera disminuye con la altura y el vapor de saturación.

La presión disminuye fuertemente a medida que la temperatura cae, por lo que la cantidad de agua y vapor que puede existir en la atmósfera disminuye fuertemente con la altura, si la proporción de vapor de agua es normalmente mayor cerca de la superficie esta disminuye con altura.

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Características

La troposfera terrestre tiene tres características esenciales que la distinguen de otras regiones de la atmósfera:

  • Es la capa más problemática (de ahí su nombre)
  • La agitación garantiza una constancia relativa de la composición en todo el espesor (se encuentran tres cuartos de la masa atmosférica, prácticamente todos los cuerpos sólidos en suspensión y toda el agua en sus tres estados)
  • La temperatura disminuye rápidamente, en 0.6 dC por 100 metros, en promedio, con la altitud.
  • Zona de la atmósfera terrestre ubicada entre 0 y 10 kilómetros de altitud en zonas templadas.
  • Su límite superior se llama tropopausa.
  • Representa 5/6 de la atmósfera terrestre.
  • El aire contiene vapor de agua y dióxido de carbono, polvo (especialmente de 0 a 3 kilómetros).
  • La temperatura desciende gradualmente 6,5 ° C por 1.000 metros hasta -55 ° C.
  • Es la sede de los eventos meteorológicos (nubes, tormentas eléctricas, entre otros).
  • Es más grueso en el ecuador que en los polos. (Ver Articulo: Biosfera)

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Altura

El grosor de esta capa varía entre 13 y 16 kilómetros en el ecuador, pero entre 7 y 8 kilómetros en los polos.

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Composición De La Troposfera

La capa más baja de la atmósfera se llama troposfera. Se eleva entre 8 kilómetros en los polos y 16 kilómetros por encima del ecuador. El límite entre la troposfera y la estratosfera es la tropopausa, delimitada por temperaturas que se estabilizan. La temperatura disminuye con el aumento de la altitud de 0.60 ° C cada 100 metro, en promedio, debido a la escasez de aire y la eliminación gradual del sustrato.

La troposfera es la más densa de las cuatro capas de la atmósfera y contiene hasta el 75% de la masa de la atmósfera. Se compone principalmente de nitrógeno (78%) y oxígeno (21%) con solo pequeñas concentraciones de otros gases. Casi todo el vapor de agua o humedad está en la troposfera.

La troposfera está cubierta por la tropopausa, una región donde la temperatura es estable. La temperatura del aire entonces comienza a subir en la estratosfera. Este aumento de la temperatura evita que haya mucha convección del aire más allá de la tropopausa y, por lo tanto, la mayoría de los fenómenos meteorológicos, incluidas las nubes de tormenta.

La cumulonimbos se limita a la troposfera. Es la capa más problemática, haciendo constantemente movimientos verticales y horizontales. La turbulencia vertical se debe a la proximidad de la superficie del globo, que determina por un lado las elevaciones mecánicas por fricción y por otro lado los ascensos térmicos por inestabilidad y termoconvección.

La circulación de la atmósfera depende de factores cósmicos como la radiación solar, planetarios como las condiciones atmosféricas, rotación de la Tierra alrededor de su eje, temperatura y salinidad de los océanos, geográficos por la distribución de continentes y mares, cubierta vegetal. Se traduce en movimientos en longitud, latitud, ascendente y descendente.

Función

La distancia desde la superficie de la Tierra hasta la cima de la estratosfera (50 kilómetros) es un poco menos del 1% del radio de la Tierra. Esta capa atmosférica contiene el 90% de la masa total de la atmósfera, es importante porque contiene el aire que respiramos. Esta capa contiene la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Por lo tanto, es en esta capa donde se puede desarrollar el ciclo del agua, hay una gran masa de vapor de agua (H2O).

El aire es un gas que tiene peso. La presión atmosférica es el peso de una columna de aire que se extiende desde una altitud dada hasta la parte superior de la atmósfera y este peso se aplica a todos los objetos en la superficie de la Tierra.

Se mide con un barómetro contrarrestando el peso del aire con mercurio. Este método se ha extendido tanto que la presión se expresa a menudo por la altura de una columna de mercurio. La presión se puede medir en milímetros o pulgadas de mercurio, kilopascal (kPa) o hectopascal (hPa) o milibar (mb).

A nivel del mar, la presión es de 101.32 kPa o 1013.20 hPa o 1013.20 mb. Cuando la presión es superior a 1013 hPa, corresponde a un anticiclón, pero cuando la presión es inferior a 1013 hPa, es una depresión.

Un aumento en la presión del aire generalmente favorece el buen clima, mientras que una disminución en la presión a menudo se asocia con un mal clima y si baja muy rápidamente a 4 hPa o más en las últimas 6 horas, es muy probable que una tormenta se avecine.

La presión atmosférica es el elemento vital para predecir el clima; Incluso si la presión atmosférica «anticipa» el tiempo al 80%, permanece un 20% dedicado a los otros elementos de la meteorología. (Ver Articulo: Presión Atmosférica)

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Troposfera y Fenómenos Climáticos

Su grosor varía desde 8 kilómetros en el polo en invierno (aire frío y denso) hasta 16 kilómetros en el ecuador (aire caliente y ligero). Contiene el 75% de la masa de la atmósfera y casi el 100% del vapor de agua. La palabra Tropos significa cambio, la troposfera es la sede de los fenómenos meteorológicos. Constituye la zona convectiva de la atmósfera.

La temperatura media del suelo es de + 13 ° C. En un punto dado, está relacionado con el sol y la cantidad de IR reemitidos por la Tierra.

Anaxágoras, en el siglo quinto, retomando los escritos de Thales of Miletus (VII), comentó que el aire cálido se eleva, que las nubes se forman cuando el aire se enfría. Admitió que la temperatura desciende con la altitud. Se sabe que el aire caliente se eleva en primer lugar por la descompresión adiabática.

La convección continúa mientras las partículas ascendentes sean más cálidas que el aire circundante. Luego, cuando la temperatura ha descendido lo suficiente, comienza la condensación del vapor de agua y el calor latente liberado reinicia la máquina, acelerando de nuevo la elevación del aire.

En la parte superior de la estratosfera, la temperatura deja de disminuir (tropopausa) y se estabiliza alrededor de -50 a -80 ° C. El gradiente de temperatura promedio es del orden de -6 ° a  -1 kilómetros. La tropopausa se puede resaltar durante el desarrollo de nubes muy grandes, de tormentas cuyo ascenso se «apoya» en esta capa límite; estas nubes constituyen un magnífico yunque que se extiende bajo la tropopausa.

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La circulación Atmosférica

El principal vector de la circulación atmosférica es el sol. En la superficie, la temperatura ambiente calienta el aire. Éste, más ligero creará movimientos ascendentes. A medida que se elevan, se enfrían. La temperatura desciende alrededor de 1 ° C cada 100 metros. Esta circulación atmosférica se llama convección.

Cada una de las hebillas tiene un nombre. A ambos lados del ecuador encontramos los cinturones de Hadley, en los polos, son los cinturones polares. Entre los dos se encuentran los cinturones Ferrell que giran en dirección opuesta a los otros dos cinturones, lo que permite una circulación atmosférica eficiente.

El Ciclo Del Agua

El agua es abundante en la Tierra, ya sea en reservas (estanques, mares, océanos) o en plantas. Por el efecto del calor (producido por el Sol pero también por la Tierra), el agua se evapora y alimenta las formaciones de nubes. Las nubes se agrandarán y se moverán con el viento. La temperatura a gran altura es negativa.

El vapor de agua que contienen se condensa y se convierte en gotas de agua que, con la ayuda de la gravedad de la Tierra, caerán sobre la Tierra en forma de lluvia. Reemplazará los cuerpos de agua, pero también las capas freáticas, fuentes de agua que consumimos en la mayoría de los casos.

Troposfera, Sede Del Efecto Invernadero

El término invernadero no fue elegido sabiamente, porque en un invernadero, la pared de vidrio juega un papel clave en la prevención de la transferencia de calor al exterior IR, pero no al paso de las longitudes de onda visibles. El calor acumulado en el invernadero resulta esencialmente del hecho de que el IR emitido por el suelo o las plantas se refleja en el vidrio, mientras que la luz solar directa normalmente pasa a través de las paredes del invernadero.

La atmósfera de la Tierra no tiene tapa, y el mecanismo del efecto invernadero es un poco diferente. El balance de energía de la atmósfera se basa en dos parámetros fundamentales, su composición (volveremos a ella) y la distancia del sol. De hecho, los planetas del sistema solar están en equilibrio termodinámico (su temperatura promedio anual es constante, las leyes de la radiación del cuerpo negro, establecidas a fines del siglo XIX). (Ver Articulo: Efecto Invernadero)

Calentamiento Global

Dado que no todas las ventanas de energía abiertas al cosmos están completamente saturadas por los gases de efecto invernadero, es comprensible que los climatólogos busquen entre los responsables del cambio climático observados hoy, en correlación con las variaciones en sus concentraciones medidas en la atmósfera.

El enfoque ecológico que ha surgido en los países industrializados durante las últimas décadas y la apertura al mundo de todas las poblaciones, en particular gracias a la reducción de los tiempos de transporte, son participes. De hecho, las antípodas que se encuentran lejos de varios meses de navegación apenas se eliminan del vuelo de 24 horas.

Esta distancia inaccesible, anteriormente solo presente en nuestros libros, se ha convertido en pocos años en parte de nuestra realidad diaria. Al mismo tiempo, la inmensidad del mundo se ha convertido en jardín y el cazador-recolector, cazador-pescador aún no se da cuenta de que el recurso no es inagotable.

El impacto ignorado por largo tiempo de la industrialización de nuestras actividades, la fuente de nuestro bienestar, se hizo evidente para nosotros, cuestionando a cambio el inmenso salto tecnológico y científico realizado durante los siglos XIX y XX. ¿Entonces la ciencia y la técnica que pusieron a nuestro planeta en la palma de nuestra mano fueron de alguna manera irrespetuosas con nuestro futuro? Al negarnos a considerarnos parte integrante de la naturaleza, no queríamos ver el efecto, tan positivo para nosotros, del desarrollo de nuestra forma de vida en nuestro planeta.

Y dado que fue visiblemente positivo para los países industrializados, ¿cómo no serviría de modelo para todos aquellos que hasta ahora han disfrutado solo del ocio para observarnos? La globalización del comercio y los materiales, el desplazamiento de las fábricas del mundo desde hace unas décadas nos muestran la gestión coordinada de necesidades, recursos, productos y residuos.

El agua es el ejemplo típico que, por ser vital, requerirá la implementación de un derecho de acceso para todos. Porque es universal (climatología continental, cuencas transfronterizas, entre otras) requerirá una gestión común y una protección compartida.

La conciencia de la finitud de nuestro planeta y sus recursos es dolorosa, nuestros hábitos de fragmentar la información para abordar los problemas por especialidades están profundamente arraigados, nuestra propensión a denunciar al chivo expiatorio está intacta, hasta el punto de que incluso si el análisis sistémico de los medios permite vislumbrar diferentes modelos prometedores de desarrollo sostenible.

Por lo tanto, en la misma cuestión de los medios de comunicación sobre el cambio climático, la causalidad humana ahora se considera ampliamente escuchada. A pesar de la complejidad de los procesos implementados y un malentendido aún muy importante de nuestra atmósfera, el culpable es, para un gran número de climatólogos, la liberación indiscriminada de gases de efecto invernadero.

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Pero la geología, que nos habla sobre el pasado de la Tierra, nos informa que el clima de la Tierra siempre ha variado y, por lo tanto, debemos tener cuidado de no pensar que habría habido un punto de equilibrio climático en el que estaríamos en el proceso de escapar.

Nos informa acerca de las principales variaciones experimentadas por nuestro planeta  y registra bien los fenómenos periódicos hasta una periodicidad pluricentenal. Para oscilaciones más cortas, la geología se vuelve deficiente, con la excepción del registro anual de variaciones de sedimentos.

La climatología entonces se hace cargo, pero no olvidemos que antes de las observaciones satelitales (unos 30 años en climatología), nuestra ignorancia de los espacios oceánicos era casi total. No olvidemos que muchos fenómenos oceánicos-atmosféricos tienen periodos largos, a menudo de varios decenios o incluso de varios años.

La rigurosa medición de los muchos parámetros implementados, en la escala de los procesos involucrados (la del planeta, a través de satélites), por lo tanto cubre solo algunos períodos de los ciclos más rápidos, y para muchos solo una pequeña parte de los ciclos multidecenal. Además, es probable que muchos fenómenos aún poco comprendidos no se tengan en cuenta, según corresponda.

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Además, incluso la adquisición de los datos ya es en sí misma un desafío. Tomemos el ejemplo de la medición de temperatura en la Tierra. Con la llegada de la medición satelital, la cobertura del planeta en número de puntos de medición se ha vuelto mucho más homogénea. Sin embargo, los valores se obtienen de diferentes satélites, que tienen en cuenta varias correcciones.

Esto conduce a conjuntos de datos como los de la anomalía de temperatura (establecidos con respecto a un promedio anterior), cuyo valor para la última década varía de 0.2 ° C a 0.55 ° C. Ciertamente, nuestros computadores más y más eficientes son capaces de reconstruir el pasado reciente que hemos muestreado, y eso es lo menos que podemos esperar de los modelos creados a partir de él.

Pero ¿qué pasa con su valor predictivo, ya que su validación debería ser efectiva en principio solo después de varios ciclos observados y modelados correctamente? Por lo tanto, probablemente debemos permanecer cautelosos y considerar que incluso si una comunidad científica completa establece a partir de los mismos modelos de datos coherentes entre ellos.

Puede ser prematuro hablar de consenso científico, como tal, se recuerda que el número de artículos científicos de investigadores calificados de los escépticos del clima (más de 30.000 en todo el mundo y que califican a sí mismos) aún están publicados en revistas revisadas por pares, lo que garantiza su contenido.

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Principales incertidumbres sobre la observación de la evolución del sistema climático

  • Solo hay un grado de confianza medio a bajo en la tasa de cambio en el calentamiento de la troposfera y su estructura vertical. Las evaluaciones de la tasa de calentamiento de la troposfera incluyen evaluaciones de la tasa de elevación de la temperatura de la superficie. Existe un bajo grado de confianza en la velocidad y la estructura vertical del enfriamiento estratosférico.
  • Existe un bajo grado de confianza en las tendencias de precipitación global antes de 1951 y un grado moderado de confianza en su evolución posterior, debido a la disponibilidad incompleta de datos.
  • Las observaciones sobre la variabilidad y las tendencias de la nube global son susceptibles de muchas interpretaciones, de ahí el bajo nivel de confianza asociado con ellas.

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  • Hay un bajo grado de confianza en la tendencia mundial de sequía o falta de precipitación, debido a la ausencia de observaciones directas, incertidumbres y opciones metodológicas, y las inconsistencias geográficas en las tendencias.
  • Se puede decir con un bajo grado de confianza que las tendencias a largo plazo (centenarias) informadas para las características de los ciclones tropicales son sólidas, teniendo en cuenta los cambios pasados ​​en la capacidad de observación.
  • Actualmente no es posible sacar conclusiones firmes sobre la evolución a largo plazo de la circulación atmosférica a gran escala debido a la gran variabilidad de las escalas interanual a decenal y las diferencias entre los conjuntos de datos.

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  • Existen variaciones en las evaluaciones globales de las temperaturas del océano debajo de la superficie por tiempo y por período, lo que sugiere que la variabilidad de la escala por debajo de la década de temperatura y contenido térmico del océano superior ( de 0 a 700 m) todavía está mal caracterizado en estudios históricos.
  • A una profundidad de 700 m, el muestreo en el espacio y el tiempo es demasiado fragmentario para la temperatura anual global y el contenido de calor que se evaluará antes de 2005.
  • Por debajo de los 2,000 m de profundidad, la cobertura de las observaciones oceánicas sigue siendo limitada, lo que dificulta no solo la producción de evaluaciones globales más precisas y confiables de la evolución del contenido térmico y el grado. en el carbono de los océanos, pero también la cuantificación de la contribución del calentamiento de las capas profundas de los océanos al aumento del nivel del mar.

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  • El número de series de tiempo de observaciones continuas para medir la importancia de las características de la circulación oceánica relacionada con el clima (como la circulación del cambio oceánico) es limitado y las series de tiempo existentes aún son demasiado cortas pera puede evaluar tendencias decenales y marcos temporales más largos.
  • Los datos disponibles para la Antártida no permiten evaluar la evolución de muchas características del hielo marino (espesor, volumen, etc.).
  • A nivel mundial, la pérdida de peso debido a la fusión de los frentes de parto y el desprendimiento de los icebergs aún no se ha evaluado de manera exhaustiva. Es en la Antártida que la incertidumbre sobre la pérdida de masa del glaciar es mayor y la observación de las interacciones entre el hielo y el océano alrededor de las dos capas de hielo sigue siendo insuficiente.

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Principales incertidumbres sobre las causas del cambio climático

  • Las incertidumbres con respecto a las interacciones aerosol-nube y el forzamiento radiativo asociado siguen siendo importantes. Como resultado, las incertidumbres asociadas con el forzamiento de los aerosoles son los contribuyentes más importantes a la incertidumbre general en el forzamiento antropogénico neto, aunque algunos de los procesos atmosféricos involucrados se entienden mejor y el monitoreo está disponible. mundo satelital.
  • La retroalimentación de la nube es probablemente positiva, pero la cuantificación sigue siendo difícil.
  • Las reconstrucciones paleoclimáticas y los modelos del sistema terrestre indican una retroalimentación positiva entre el clima y el ciclo del carbono, pero existe un bajo grado de confianza en la importancia de esta retroalimentación, especialmente para las masas terrestres.

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Principales incertidumbres sobre la comprensión del sistema climático y su evolución reciente

  • La simulación de la nube mediante modelos de circulación general acoplados a la atmósfera y el océano ha mejorado ligeramente desde el Cuarto Informe de Evaluación, pero sigue siendo problemático.
  • Las incertidumbres con respecto a la observación de variables climáticas distintas a la temperatura, la incertidumbre que obliga a los aerosoles y la comprensión limitada de los procesos involucrados continúan obstaculizando la atribución causal de cambios para muchos aspectos del sistema climático.
  • La evolución y la variabilidad interna del ciclo del agua aún están mal modeladas, lo que limita la confianza que se puede depositar en la evaluación de su asignación. Además, las incertidumbres de observación y el efecto significativo de la variabilidad interna en la precipitación observada impiden una mejor evaluación de las causas de las tendencias de la precipitación. (Ver Articulo: Océano)

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  • Las incertidumbres de modelado debidas a la resolución del modelo y la integración de procesos relevantes están ganando importancia a escala regional y los efectos de la variabilidad interna son cada vez más sensibles. Por lo tanto, la atribución de los cambios observados al forzamiento externo regional sigue planteando problemas.
  • La capacidad de simular las variaciones de frecuencia e intensidad de eventos extremos está limitada por la capacidad de los modelos para simular la evolución promedio de las características clave de manera confiable.
  • Para algunos aspectos del sistema climático (cambios en la sequía, cambios en la actividad de los ciclones tropicales, calentamiento de la Antártida, extensión del hielo marino en la Antártida, balance de masas en la Antártida, etc.), un bajo grado de confianza en la influencia humana debido a las incertidumbres en el modelado y el bajo grado de coherencia entre los estudios científicos.

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