Temperatura del aire

La temperatura del aire es la característica del clima que nos sentimos más directamente.
Calor - frío; fresco - pesado; caliente - helado: eso es lo que sentimos la temperatura ambiente.

Temperatura en altitud

Todos los materiales se componen de muchas pequeñas partículas llamadas moléculas: el aire, la tierra, todo lo que nos rodea. El estado físico de un material - sólido, líquido o gaseoso - depende de la aproximación de cómo se unen todas estas moléculas. Tomemos el ejemplo del agua. El agua se congela por debajo de 0°C y por lo tanto se convierte en sólido. Moléculas se aproximan y se unen. A partir de una temperatura de 0°C (punto de fusión) de hasta 100°C (punto de ebullición), el agua es líquida. Las moléculas de agua son una agrupación suelta y en movimiento. Desde el punto de ebullición, el agua se evapora y se convierte en gaseoso. Las moléculas están muy alejados unas de otras y esencialmente sin cohesión. Se mueven más rápidamente que en un estado líquido o sólido. Esta condición requiere más energía. Esto se llama también "energía térmica", que medimos desde la temperatura.

Como se mencionó anteriormente, este cambio de estado del material modifica la densidad y depende de cómo las moléculas "apretadas" están unidas entre sí y se mantienen juntas. Cuerpos sólidos tienen por lo tanto una mayor densidad que los materiales gaseosos debido a que sus moléculas son más juntas. En la atmósfera, la mayor parte de las moléculas están en la forma de aire. El aire protege la Tierra del Sol y del espacio.
En estas fotografías, se puede ver cómo la luz solar atraviesa la atmósfera y llega a la superficie terrestre. Las moléculas de la capa de ozono de la luz solar no llegan a la superficie de la Tierra. Sin embargo, la mayor parte de la luz solar alcanza el suelo, ya que la densidad del aire es pequeña. En la superficie de la Tierra, la luz solar es absorbida en gran parte por el suelo. Por lo tanto, el suelo se calienta. Una pequeña parte de la luz solar se refleja de nuevo a la atmósfera.

El aire en el nivel de la superficie se calienta ahora por el suelo. Dado que las moléculas de aire se alejan cuando se calientan, el aire se expande y pierde su densidad - el aire caliente sube. El hecho de que la presión sobre el suelo es más alta que en la atmósfera, el aire ascendente puede ampliar aún más con la altitud. Durante esta expansión, la energía del calor se pierde y el aire caliente ascendente se enfría. Apenas continúa calentándose debido a la mayor distancia al suelo.
Así también la radiación de onda larga reflejada y parcial tiene menos energía y no calienta el aire tanto como la radiación incidente. Además, el aire contiene menos moléculas en volumen, que podrían ser alcanzadas por la luz solar debido a la expansión.
Por lo tanto, las temperaturas más bajas predominan en las capas superiores de la atmósfera (ver meteograma AIR a la derecha).
Si nublado, las moléculas de agua en la nube absorben una gran parte de la luz solar. Sólo una pequeña parte de la luz solar, posiblemente alcanza el suelo. Por lo tanto, a menudo es fresco debajo de la nube incluso con alta radiación solar.

Ascenso de aire con alta temperatura

Si la radiación solar es muy fuerte, el aire se calienta más rápidamente en el suelo y se eleva. Se mueve el aire más fresco de las capas superiores, y se expande al mismo tiempo, de modo que la presión del aire disminuye con la altitud. El aumento de la temperatura del aire y el calentamiento de las más altas capas de la atmósfera durante el día se muestra en el meteograma AIR a la derecha.
Si más y más aire se calienta y se eleva, se desarrolla una especie de "burbuja de aire" que puede expandirse a lo largo de la troposfera (atmósfera inferior) hacia arriba. Esta es una de las razones por qué la troposfera es más gruesa en los trópicos que en las zonas polares.

Inversión de temperatura

Una inversión es una condición en la que la temperatura del aire es más caliente en las capas más altas que en las capas inferiores de la atmósfera.
Esto es causado por el proceso de calentamiento. El aire caliente sube o se mantiene por encima del aire frío. Para se dar una inversión, o algo debe evitar el enfriamiento del aire calentado cuando en una capa superior o enfriar el aire hacia abajo más rápidamente que el aire por encima. Las causas de una inversión de este tipo pueden ser:

• Inversión por subsidencia: Flujo de aire frío hacia las zonas bajas procedente de zonas vecinas (por ejemplo, montañas, glaciares): El aire frío desplaza y eleva el aire más cálido. Un flujo continua de aire frío mantiene las temperaturas en las zonas bajas inferior a las zonas más altas.
• Inversión por advección: Una masa de aire más cálida se desplaza sobre otra más fría. Esta estratificación puede ser poco estable, y puede romperse, bien por una convección extrema que supere la capa o por el efecto de elevación de un frente o una cadena montañosa, la liberación repentina de energía convectiva embotellada -como el estallido de un globo- puede dar lugar a fuertes tormentas.
• Radiación solar débil. Esta situación se produce principalmente en invierno, cuando el suelo se ha enfriado durante algún tiempo y el aire cercano al suelo ya no puede calentarse, o también bajo una fina capa de nubes bajas, que impide que la luz solar llegue al suelo y lo caliente.

Ejemplos de una inversión debido a lo flujo de aire frío se pueden ver en meteograma AIR (a la derecha). El flujo de aire frío de las montañas cercanas crea un colchón de aire frío sobre la profundidad del valle a 970 metros de (barra verde) a unos 2.000 metros sobre el terreno circundante (línea marrón).