¿Qué son los gases?
Todos los elementos químicos pueden presentar diferentes estados (fases) en los cuales pueden ser encontrados. Aparte de gaseoso, un elemento puede ser también sólido o líquido. Al agua se le llama hielo cuando es sólida, moja cuando es líquida y cuando es gaseosa es simplemente gas o vapor.Cuando las temperaturas aumentan, las moléculas de una sustancia se alejarán flotando, es por eso que la sustancia se vulelve gaseosa y menos visible. Debido a este cambio de fase, el aire no es visible.
Cuando las temperaturas bajan, las moléculas están más juntas y la sustancia finalmente se vuelve sólida. La temperatura a la cual tienen lugar los “cambios de estado” es diferente para cada sustancia.
¿Dónde encontramos aire en La Tierra?
Podemos decir que se puede encontrar aire en cualquier parte de La Tierra menos donde haya agua. El aire se encuentra incluso en la capa superficial de La Tierra, en el suelo.
El aire no solo se encuentra en La Tierra, sino también alrededor de La Tierra en una capa de aire llamada atmósfera. A la atmósfera se la puede dividir en capas separadas, dependiendo de la temperatura y la altura. Estas capas no están separadas claramente por límites rectos; se desbordan gradualmente unas a otras.
La primera capa de aire, la más cercana a La Tierra, es llamada troposfera. Esta capa tiene una altura de 11 kilómetros. Si nos movemos por la troposfera, las temperaturas caerán 6 ó 7 grados por kilómetro y debido a esto el tiempo en La Tierra está principalmente determinado por las circunstancias de la troposfera.
La capa superior de la troposfera se llama “tropopausa”. Cerca de la Antártida, la tropopausa se encuentra a 8-10 kilómetros sobre La Tierra.
Sin embargo, en el Ecuador la tropopausa se encuentra más arriba, a 17-18 kilómetros sobre La Tierra.
La segunda capa de aire, sobre la troposfera, se llama estratosfera. Las temperaturas dejan de descender en la parte baja de este estrato. La temperatura allí es de alrededor de –55 grados Celsius.
En la alta estratosfera las temperaturas aumentan hasta los cero grados Celsius a 47 kilómetros sobre La Tierra.
Dentro de la estratosfera las radiaciones solares crean ozono (O3) a partir de oxígeno (O2), a entre 20 y 30 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. Debido a esta reacción, esta parte de la estratosfera es llamada a veces “ozonosfera”. La parte superior de la estratosfera se llama estratopausa.
La tercera capa de aire se llama mesosfera. Esta capa se puede encontrar por encima de los 52 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. La parte superior de la mesosfera se llama mesopausa. Dentro de la mesosfera, las temperaturas vuelven a descender. La temperatura en la mesosfera ronda los –90 grados Celsius.
La cuarta capa de aire, la termosfera, está situada por encima de los 90 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. Las temperaturas se elevan enormemente en esta capa, haciendo que la mayor temperatura sea superior a los 1000 grados Celsius. La densidad del aire es muy baja en esta capa, provocando que las fuerzas entre las moléculas desaparezcan casi completamente.
Las moléculas más ligeras pueden escapar a través de la parte más baja de la termosfera, la exosfera. La exosfera no tiene un borde bien definido, porque se desvanece en el espacio.
Los 90 kilómetros inferiores son a menudo llamados “hemisfera”, porque la composición del aire es bastante constante. Todo el aire sobre esta capa es llamado “hidrosfera”, porque el aire tiene una composición muy diferente en este área.
¿Qué tipos de aire existen?
Cuando una elevada cantidad de aire tiene igual humedad y temperatura, es considerada como un tipo separado de aire. El tipo de aire debe cubrir un área horizontal de mil kilómetros. La altura de un tipo de aire puede variar de 100 metros a cubrir la troposfera entera.
Un tipo de aire se forma cuando una masa de aire ha estado circulando de 3 a 9 días, en un área localizada completamente sobre tierra o mar, donde el viento no sopla. Dentro de este área la masa de aire recibe sus propiedades específicas. Sobre la tierra estas áreas pueden ser desiertos o sabanas.
Tan pronto como el aire abandona el área, sus propiedades específicas desaparecerán despacio y finalmente desaparecerán por completo.
Los tipos de aire que han recibido sus propiedades específicas en un área sobre el mar son mucho más húmedas que los tipos de aire que han recibido sus propiedades específicas sobre la tierra. Los tipos de aire que se forman sobre los océanos se llaman tipos marinos de aire y los tipos de aire que se forman sobre la tierra se llaman tipos continentales de aire.
Podemos distinguir 4 tipos básicos distintos de aire, que pueden dividirse en tipos continentales y marinos:
1. Aire ecuatorial. Las temperaturas son de entre 25 y 30 grados Celsius y su contenido de humedad es alto.
2. Aire tropical. El aire marino tropical tiene un alto contenido de humedad y una temperatura de unos 25 grados Celsius. El aire continental tropical tiene bajo contenido de humedad y una temperatura de más de 50 grados Celsius.
3. Aire polar. El aire polar marino es siempre húmedo y es relativamente caliente en en invierno y frío en verano. El aire polar continental es muy frío y seco en invierno. Las temperaturas pueden bajar por debajo de los –50 grados Celsius. En verano este tipo de aire es templado, pero muy seco.
4. Aire ártico. Este tipo de aire es muy frío. La única diferencia entre aire ártico marino y continental es que el aire ártico marino es menos frío en invierno que el aire ártico continental.
¿Qué es el viento?
El viento es básicamente aire que está en movimiento. El aire se mueve como consecuencia de los varios tipos de presión del aire en La Tierra. La dirección y fuerza del viento pueden variar muchísimo. A la fuerza del viento se le hace normalmente referencia con los puntos cardinales.
La fuerza del viento se expresa por un número llamado número de Beaufort, en la escala Beaufort. La fuerza del viento siempre se determina a diez metros sobre el suelo.
Descripción de la velocidad del viento de acuerdo con la escala Beaufort:
Número
Descripción
Velocidad del viento (metros por segundo)
0
Sin viento
<1
1
Poco viento
1-3
2
Poco viento
4-6
3
Viento moderado
7-10
4
Viento moderado
11-16
5
Viento bastante fuerte
17-21
6
Viento fuerte
22-27
7
Viento muy fuerte
28-33
8
Viento tormentoso
34-40
9
Tormenta
41-47
10
Tormenta fuerte
48-55
11
Tormenta muy fuerte
56-63
12
Huracán
>63
Simplificando, el viento existe porque la radiación solar calienta La Tierra. El calor y el aire caliente ascenderán, haciendo que el aire de la atmósfera comience a moverse. Este movimiento se conoce como viento. Durante este movimiento de aire, el aire templado es transportado desde el ecuador hacia los polos y el aire frío es transportado de vuelta al ecuador. Este efecto provoca que el ecuador se enfríe y que los polos se calienten ligeramente, para prevenir las temperaturas extremas. Aparte del viento, los océanos también ayudan a repartir el calor.
Sin embargo, el aire no se mueve directamente del ecuador a los polos y vuelta atrás, como se podría esperar. Los movimientos rotatorios de La Tierra influyen en las direcciones del viento. El viento que sopla del ecuador al Polo Norte es dirigido ligeramente hacia el Este a causa de esta influencia. El viento que sopla del ecuador al Polo Sur es dirigido ligeramente hacia el Oeste. Al viento siempre se le llama como la dirección de la que procede, es por eso que este viento desde el ecuador al Polo Norte se llama viento del Oeste. El aire caliente que es desplazado del ecuador a los polos se enfriará en su camino.
A 30o norte y latitud sur, el aire caerá de nuevo a la superficie de La Tierra. No todo el aire será desplazado de vuelta al ecuador desde allí.
El viento sopla en un círculo, llamado celda. En La Tierra podemos distinguir tres tipos de celdas:
- La celda de Hadley es una celda entre el ecuador y 30o latitud norte y sur. El viento en esta celda que está localizado cerca de la superficie terrestre es llamado viento alisio.
- La celda Ferrel está situada entre 30o y 60o latitud norte y sur. El viento en esta celda sopla más fuerte en invierno. El el borde de la latitud 30o, el viento caerá y soplará hacia los polos. A 60o de latitud, el aire asciende y el viento sopla de vuelta hacia el borde de la latitud 30o. No todo el viento sopla de vuelta, parte del viento de la celda de Ferrel es llevada hacia la celda Polar.
- La celda Polar está situada en los polos, hasta los 60o de latitud norte y sur. A los 60o de latitud, el aire asciende, pero sobre los polos el aire caerá. Los vientos en la celda polar son normalmente fríos y secos.
Esto es solo una idea general de cómo sopla el viento en La Tierra. La Tierra no solo se compone de agua, sino también de suelo. El suelo influye en las direcciones del viento. Esto provoca que el viento sople en una dirección diferente en regiones separadas.
