Tropopausa - Tropopause
La tropopausa es el límite atmosférico que delimita la troposfera de la estratosfera ; que son dos de las cinco capas de la atmósfera de la Tierra . La tropopausa es una capa de estratificación de gradiente termodinámico que marca el final de la troposfera y se encuentra aproximadamente a 17 kilómetros (11 millas) por encima de las regiones ecuatoriales y aproximadamente a 9 kilómetros (5,6 millas) por encima de las regiones polares .
Definición
La tropopausa, que se eleva desde la superficie planetaria de la Tierra, es el nivel atmosférico donde el aire deja de enfriarse con el aumento de altitud y se seca, sin vapor de agua. La tropopausa es el límite que demarca la troposfera de la estratosfera , y es la parte de la atmósfera donde ocurre un cambio brusco en la tasa de caída ambiental (ELR), de una tasa positiva en la troposfera a una tasa negativa en la estratosfera. El ELR indica el nivel más bajo en el que la tasa de lapso disminuye a 2 ° C / km o menos, siempre que la tasa de lapso promedio, entre ese nivel y todos los demás niveles superiores dentro de los 2,0 km, no supere los 2 ° C / km. Como tal, la tropopausa es una superficie de discontinuidad de primer orden , en la que la temperatura en función de la altura varía continuamente a través de la atmósfera, mientras que el gradiente de temperatura se rompe.
Localización
La troposfera es la capa más baja de la atmósfera de la Tierra; se encuentra justo encima de la capa límite planetaria y es la capa en la que tienen lugar la mayoría de los fenómenos meteorológicos . La troposfera contiene la capa límite y su altura varía desde un promedio de 9 km (5,6 millas; 30.000 pies) en los polos hasta 17 km (11 millas; 56.000 pies) en el Ecuador . En ausencia de inversiones y sin considerar la humedad , la tasa de caída de temperatura para esta capa es de 6.5 ° C por kilómetro, en promedio, según la Atmósfera Estándar de EE . UU . Una medición de las tasas de lapso tanto troposférico como estratosférico ayuda a identificar la ubicación de la tropopausa, ya que la temperatura aumenta con la altura en la estratosfera y, por lo tanto, la tasa de lapso se vuelve negativa. La ubicación de la tropopausa coincide con el punto más bajo en el que la tasa de caída cae por debajo de un umbral prescrito.
Dado que la tropopausa responde a la temperatura promedio de toda la capa que se encuentra debajo de ella, se encuentra en sus niveles máximos sobre el ecuador y alcanza alturas mínimas sobre los polos. Debido a esto, la capa más fría de la atmósfera se encuentra a unos 17 km sobre el ecuador. Debido a la variación en la altura inicial, los extremos de la tropopausa se denominan tropopausa ecuatorial y tropopausa polar.
Dado que la tasa de caída no es una cantidad conservadora cuando se considera la tropopausa para los estudios de intercambios estratosfera-troposfera, existe una definición alternativa denominada tropopausa dinámica . Se forma con la ayuda de la vorticidad potencial , que se define como el producto de la densidad isentrópica , es decir, la densidad que surge de usar la temperatura potencial como coordenada vertical, y la vorticidad absoluta , dado que esta cantidad alcanza valores bastante diferentes para la troposfera y estratosfera. En lugar de utilizar el gradiente de temperatura vertical como variable definitoria, la superficie de la tropopausa dinámica se expresa en unidades de vorticidad potencial (PVU, 1 PVU = 10 -6 K m 2 kg -1 s -1 ). Dado que la vorticidad absoluta es positiva en el hemisferio norte y negativa en el hemisferio sur , el valor umbral debe tomarse como positivo al norte del ecuador y negativo al sur del mismo. En teoría, para definir una tropopausa global de esta manera, las dos superficies que surgen de los umbrales positivo y negativo deben coincidir cerca del ecuador utilizando otro tipo de superficie, como una superficie de temperatura potencial constante . Sin embargo, la tropopausa dinámica es inútil en latitudes ecuatoriales porque los isentropos son casi verticales. Para la tropopausa extratropical en el hemisferio norte, la OMM estableció un valor de 1,6 PVU, pero tradicionalmente se han utilizado valores mayores que oscilan entre 2 y 3,5 PVU.
También es posible definir la tropopausa en términos de composición química. Por ejemplo, la estratosfera inferior tiene concentraciones de ozono mucho más altas que la troposfera superior, pero concentraciones de vapor de agua mucho más bajas, por lo que se pueden utilizar límites apropiados.
Fenómenos
La tropopausa no es una frontera "dura". Vigorosas tormentas eléctricas , por ejemplo, en particular los de origen tropical, se rebase en la estratosfera inferior y se someten a una breve (hora-pedido o menos) de baja frecuencia vertical de oscilación . Dicha oscilación crea una onda de gravedad atmosférica de baja frecuencia capaz de afectar las corrientes atmosféricas y oceánicas de la región.
La mayoría de los aviones comerciales vuelan en la estratosfera inferior, justo por encima de la tropopausa, durante la fase de crucero de sus vuelos; en esta región, las nubes y las perturbaciones meteorológicas significativas suelen estar ausentes.
Ver también
Referencias
Bibliografía
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