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La atmósfera es la capa de gases que envuelve a la Tierra y la protege de las radiaciones solares y de los cuerpos que llegan desde el espacio. En ella se suceden cambios que afectan el clima del planeta.
FUNCIONES DE LA ATMÓSFERA
¿Alguna vez se preguntaron por qué no estamos en contacto directo con el espacio exterior? ¿Qué impide que no haya lluvia de meteoritos todos los días? ¿Qué es lo que permite que los aviones y las aves vuelen? ¿Qué es lo que nos mantiene a salvo de las radiaciones del Sol y demás astros? La respuesta a todos estos interrogantes se relaciona con la atmósfera, una capa de gases que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta los 750 km de altura. En comparación con el tamaño del planeta, la atmósfera es tan delgada que se asemeja al grosor de un cabello sobre una pelota de fútbol. No obstante, a pesar de ser, en apariencia, insignificante, la atmósfera es indispensable para el desarrollo de la vida y de los fenómenos meteorológicos.
La característica composición del aire permite que las longitudes de onda azules sean más visibles que las de otros colores, lo cual da un color azulado a la atmósfera terrestre desde el espacio. En el trasfondo se puede apreciar la luna ligeramente distorsionada por el aire.
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
CAPAS DE LA ATMÓSFERA
Si se realizara un vuelo “intra-atmosférico”, descubriremos que en la primera de las capas de la atmósfera, la tropósfera, que se extiende hasta los 12 km de altura, ocurren fenómenos meteorológicos como las lluvias, las nevadas y el granizo. En ella las masas de aire se desplazan en forma vertical y horizontal y forman vientos. A medida que ganemos altura en esta porción de la atmósfera, percibiremos que la temperatura va disminuyendo y que, al llegar a los 12 km, se registrarán temperaturas cercanas a los -60º C.
Por otra parte, en la tropósfera se encuentra la mayor cantidad de vapor de agua, partículas de polvo, dióxido de carbono y oxígeno de toda la atmósfera. De este modo, la presencia de oxígeno, indispensable para los seres vivos, hace que la tropósfera sea la parte de la atmósfera en la que se encuentran los componentes de la biósfera.
A continuación se encuentra la estratósfera, que llega a los 50 km de altura. En esta capa se desintegran y queman los meteoritos. Cerca de los 30 km de altura hallamos la capa de ozono, que se encarga de absorber los rayos ultravioletas que emite el Sol, nocivos para la mayoría de los seres vivos. Las temperaturas aumentan hasta llegar a unos pocos grados bajo cero en el límite con la siguiente capa, la mesósfera, que se extiende hasta los 80 km de altura. Allí existe poco oxígeno y la temperatura vuelve a descender, hasta los -100º C.
Así, luego alcanzaremos la ionósfera, que llega a los 500 km de altura. En esta capa hay una gran concentración de partículas, llamadas iones, que posibilitan la transmisión de ondas a grandes distancias; por esto, la ionósfera es la capa de la atmósfera por la que viajan las señales de radio y televisión. Su temperatura va desde -80º C en la parte inferior hasta 700º C en la superior. En esta zona entonces se podrá apreciar el desplazamiento de satélites militares que se utilizan para el reconocimiento de territorios.
Al final del viaje, llegaremos a la exósfera, que se extiende hasta los 750 km de altura, aunque su límite exterior es difuso y se confunde con el espacio interestelar. Compuesta mayoritariamente por gases ligeros como el hidrógeno y el helio, esta capa es la zona en la que orbitan los satélites utilizados para comunicaciones.
LA TEMPERATURA
Sin dudas, la temperatura es el grado de calor de la atmósfera en un lugar determinado. La fuente de calor de la atmósfera es el Sol. Así, la energía que llega desde él es energía lumínica. Al tomar contacto con la atmósfera, parte de esta energía se transforma en calor. El resto de los rayos llegan a la superficie de la Tierra, se reflejan sobre ella y son reenviados al espacio. De este modo, parte de los rayos que viajan “de regreso” al espacio son atrapados por las nubes y el polvo que se encuentra en la atmósfera, lo que da lugar al efecto invernadero, indispensable para que las temperaturas en la Tierra sean apropiadas para la vida, pues así se puede conservar el calor, que queda atrapado por los gases de la atmósfera.
Ahora bien, la temperatura atmosférica no es igual en los distintos puntos del planeta. Dos de los principales factores que explican las diferencias son la latitud y la altitud. Los rayos solares llegan a la superficie terrestre con distinta inclinación según la distancia de determinado lugar con respecto al ecuador, es decir, la latitud. En las zonas ecuatoriales inciden en forma perpendicular y atraviesan una capa de aire de menor espesor que la de puntos ubicados a mayores latitudes, razón por la cual tienen mayor temperatura. Desde el ecuador hacia los polos, la temperatura disminuye, a razón de 1º C cada 180 km aprox.
En cambio, en las capas superiores de la atmósfera, a mayor altitud, las temperaturas son menores. En la tropósfera, al ascender 1890 metros de altura desde el nivel del mar, la temperatura disminuye aproximadamente 1º C; en regiones montañosas, el clima es más fresco que en sitios ubicados en el nivel del mar.
También existen otros factores que influyen sobre la temperatura de distintas regiones. Los vientos, por ejemplo, actúan como mezcladores de la temperatura al hacer circular las masas de aire frío o caliente y la humedad. La cercanía del mar hace que los cambios de temperatura sean más moderados: un lugar costero no se calienta ni se enfría tan rápidamente como lo hace otro en el interior del continente.
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Lamentablemente, en la actualidad se vive un alto nivel de contaminación atmosférica. Ello significa que existe una fuerte presencia en la atmósfera de sustancias que implican molestias o riesgo para la salud de las personas y de los demás seres vivos. Aunque puede ocurrir por causas naturales, como las erupciones volcánicas, los incendios forestales no provocados o la actividad de algunos seres vivos, la mayor parte de la contaminación actual (la más constante y dañina) se debe a las actividades del ser humano, sobre todo a los procesos industriales y a la quema de combustibles fósiles. Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado una combustión completa.
Imagen de una planta generadora mientras libera dióxido de azufre y otros contaminantes del aire.
Principales sustancias contaminantes
Las principales sustancias que el ser humano emite al aire son gases nocivos y partículas sólidas o líquidas. Entre los contaminantes gaseosos más comunes se encuentran los óxidos de azufre (SO) y los de nitrógeno (NxOy), el amoníaco, el metano (CH4), el monóxido de carbono (CO) y especialmente los llamados clorofluorocarbonos (CFC, también llamados "freones"), que tienen efectos potencialmente negativos, ya que contribuyen de manera muy importante a la destrucción de la capa de ozono en la estratósfera, así como a incrementar el efecto invernadero. Por su parte, entre las partículas más nocivas se halla el humo y las cenizas generados en los combustibles, los aerosoles y ciertos materiales de construcción, productos de limpieza y muebles del hogar. El tipo más comúnmente reconocido de contaminación atmosférica es el smog. Éste generalmente se refiere a una condición producida por la acción de la luz solar sobre los gases de escape de automotores y fábricas, edificios y casas.
Los efectos de la contaminación
La contaminación atmosférica tiene efectos perjudiciales sobre varios aspectos del medio ambiente. Algunos ejemplos son:
El dióxido de carbono (CO2) no es un contaminante, puesto que forma parte de la atmósfera y participa en los ciclos naturales. Sin embargo, un aumento rápido de su concentración, como el que se está produciendo por la quema del carbón y el petróleo, incrementará el efecto invernadero natural, elevará la temperatura media del planeta, y puede desencadenar un cambio climático con consecuencias imprevisibles. Es muy importante no alterar su concentración natural.
Contaminación atmosférica severa en el norte de China.
Por otra parte, los patrones de vientos, las nubes, la lluvia y la temperatura pueden afectar la rapidez con que los contaminantes se alejan de una zona. Los patrones climáticos que atrapan la contaminación atmosférica en valles o la desplazan por la tierra pueden dañar ambientes limpios, distantes de las fuentes originales.
Algunos gases, como los clorofluorocarbonos (CFC), reaccionan con el ozono estratosférico y disminuyen su concentración, lo que permite la llegada a la superficie terrestre de más radiaciones ultravioleta, muy nocivas para la vida. Además, hay gases contaminantes, como los óxidos de nitrógeno y los de azufre, que se disuelven en el agua de las nubes y produce ácidos corrosivos que dañan los ecosistemas cuando llueve, generando lo que se conoce como lluvia ácida.
Algunos gases contaminantes son tóxicos para las personas y causan irritación de los ojos y de las vías respiratorias. El aumento en la contaminación atmosférica está fuertemente ligado al deterioro en la función pulmonar y al aumento de los ataques cardíacos. Según el Índice de Calidad del Aire de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), niveles altos de contaminación atmosférica perjudican directamente a personas que padecen asma y otro tipo de enfermedad pulmonar o cardíaca. Los ancianos y los niños son especialmente vulnerables.
