Vivimos en el fondo de un océano de aire. Las corrientes de este océano mueven masas* de gas y este movimiento crea el clima que experimentamos cada día.
Resumen del vídeo
Este océano de aire está formado en su mayoría por moléculas de nitrógeno y oxígeno diatómico con cantidades más pequeñas de argón, helio y dióxido de carbono. El aire sobre nosotros también contiene cantidades variables de vapor de agua.
Todas estas moléculas tienen masa que es atraída hacia la Tierra por la fuerza de la gravedad.
La atracción de la gravedad sobre todas las moléculas de la columna de gas sobre cada uno de nosotros aplica una fuerza sobre nosotros que experimentamos como presión atmosférica.
La presión atmosférica es mayor en el suelo y disminuye con la altitud, tanto porque a mayor altitud la columna de aire es más corta como porque la densidad* de las partículas de gas disminuye, lo que significa que hay menos partículas de gas por unidad de volumen* a gran altitud en comparación con el nivel del suelo.
A medida que las moléculas individuales de gas se calientan, ocupan más espacio haciendo que el gas sea menos denso. En igualdad de condiciones, la presión atmosférica disminuye al aumentar la temperatura del aire. La cantidad de vapor de agua presente también afecta a la presión atmosférica. El aumento de la concentración de vapor de agua*s disminuye la presión atmosférica.
El aire caliente es menos denso que el aire seco. El aire húmedo que contiene vapor de agua es menos denso que el aire seco, por lo que el aire cálido y húmedo es menos denso que el aire frío y seco.
El calentamiento desigual y las cantidades variables de vapor de agua en la atmósfera dan lugar a regiones de alta y baja presión. Esta diferencia de presión hace que el aire se mueva a lo largo del suelo desde las regiones de alta presión a las de baja presión. Experimentamos estas corrientes de aire como viento.
La fuerza que impulsa estas corrientes causada por la diferencia de presión entre las dos regiones. Esto se denomina fuerza de gradiente de presión.
Las masas de aire movidas por la fuerza de gradiente de presión transfieren calor por convección a medida que las partículas de gas más frías se mueven hacia regiones que contienen partículas de gas más calientes. Esto es similar a los ciclos de convención más pequeños y contenidos presentes en una habitación calentada desde un lado. Aunque no es tan sencillo en la atmósfera porque el sistema es más abierto, por lo que las masas de aire ascendentes y descendentes provocan un movimiento en muchas direcciones.
El momento del aire hacia arriba alrededor de las regiones de baja presión hace que las masas de aire converjan cerca del suelo y diverjan en lo alto de la troposfera. Lo contrario ocurre alrededor de las regiones de alta presión, donde las corrientes de aire divergen cerca del suelo y convergen en la parte superior de la atmósfera.
Debido a que vivimos en un planeta en rotación, los vientos no soplan en líneas rectas directamente entre las regiones de alta y baja presión. La dirección real del viento está determinada por la forma en que los movimientos del aire impulsados por las fuerzas del gradiente de presión son desviados por el efecto Coriolis.