Una característica importante de la atmósfera de la Tierra es su presión atmosférica, que determina los patrones de viento y clima en todo el mundo.
La gravedad ejerce una fuerza de atracción sobre la atmósfera del planeta al igual que nos mantiene atados a su superficie. Esta fuerza gravitatoria hace que la atmósfera empuje contra todo lo que la rodea, y la presión sube y baja a medida que la Tierra gira.
¿Qué es la presión atmosférica?
Por definición, la presión atmosférica o del aire es la fuerza por unidad de superficie ejercida sobre la superficie de la Tierra por el peso del aire sobre la superficie. La fuerza ejercida por una masa de aire es creada por las moléculas que la componen y su tamaño, movimiento y número presentes en el aire. Estos factores son importantes porque determinan la temperatura y la densidad del aire y, por tanto, su presión.
El número de moléculas de aire sobre una superficie determina la presión del aire. A medida que aumenta el número de moléculas, éstas ejercen más presión sobre una superficie, y la presión atmosférica total aumenta. Por el contrario, si el número de moléculas disminuye, también lo hace la presión del aire.
¿Cómo se mide?
La presión atmosférica se mide con barómetros de mercurio o aneroides. Los barómetros de mercurio miden la altura de una columna de mercurio en un tubo de vidrio vertical. A medida que la presión atmosférica cambia, la altura de la columna de mercurio también lo hace, al igual que un termómetro. Los meteorólogos miden la presión del aire en unidades llamadas atmósferas (atm).
Una atmósfera equivale a 1.013 milibares (MB) a nivel del mar, lo que se traduce en 760 milímetros de mercurio cuando se mide en un barómetro de mercurio.
Sin embargo, la presión del aire no es uniforme en todo el planeta. El rango normal de la presión atmosférica de la Tierra oscila entre los 970 MB y los 1.050 MB. Estas diferencias son el resultado de los sistemas de baja y alta presión atmosférica, causados por el calentamiento desigual en la superficie de la Tierra y la fuerza del gradiente de presión.
Sistemas de baja presión
Un sistema de baja presión, también llamado depresión o borrasca, es una zona en la que la presión atmosférica es inferior a la de la zona que la rodea. Las bajas suelen estar asociadas a vientos fuertes, aire cálido y elevación atmosférica. En estas condiciones, las bajas suelen producir nubes, precipitaciones y otros fenómenos meteorológicos turbulentos, como tormentas tropicales y ciclones.
Las zonas propensas a las bajas presiones no tienen temperaturas diurnas (día frente a noche) ni estacionales extremas porque las nubes presentes sobre dichas zonas reflejan la radiación solar entrante de vuelta a la atmósfera. En consecuencia, no pueden calentarse tanto durante el día (o en verano) y, por la noche, actúan como una manta, atrapando el calor debajo.
Sistemas de alta presión
Un sistema de altas presiones, a veces llamado anticiclón, es una zona en la que la presión atmosférica es mayor que la de los alrededores. Estos sistemas se mueven en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en sentido contrario en el hemisferio sur debido al efecto Coriolis.
Las zonas de alta presión suelen estar causadas por un fenómeno llamado subsidencia, lo que significa que a medida que el aire de las alturas se enfría, se vuelve más denso y se desplaza hacia el suelo. La presión aumenta aquí porque más aire llena el espacio dejado. La subsidencia también evapora la mayor parte del vapor de agua de la atmósfera, por lo que los sistemas de altas presiones suelen estar asociados a cielos despejados y tiempo tranquilo.
A diferencia de las zonas de bajas presiones, la ausencia de nubes hace que las zonas propensas a las altas presiones experimenten temperaturas extremas diurnas y estacionales, ya que no hay nubes que bloqueen la radiación solar entrante ni atrapen la radiación de onda larga saliente por la noche.
Regiones atmosféricas
En todo el mundo hay varias regiones en las que la presión atmosférica es notablemente constante. Esto puede dar lugar a patrones meteorológicos extremadamente predecibles en regiones como los trópicos o los polos.
- Vaguada ecuatorial de baja presión: esta zona se encuentra en la región ecuatorial de la Tierra (de 0 a 10 grados al norte y al sur) y se compone de aire cálido, ligero, ascendente y convergente. Dado que el aire convergente es húmedo y está lleno de exceso de energía, se expande y se enfría a medida que asciende, creando las nubes y las fuertes precipitaciones que destacan en toda la zona. Esta vaguada de la zona de bajas presiones también forma la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) y los vientos alisios.
- Células de alta presión subtropical: situadas a 30 grados norte/sur, se trata de una zona de aire caliente y seco que se forma a medida que el aire cálido que desciende de los trópicos se calienta. Como el aire caliente puede contener más vapor de agua, es relativamente seco. Las fuertes lluvias que se producen a lo largo del ecuador también eliminan la mayor parte del exceso de humedad. Los vientos dominantes en la alta subtropical se llaman vientos del oeste.
- Células de baja presión subpolares: esta zona se encuentra a 60 grados de latitud norte/sur y presenta un tiempo fresco y húmedo. La baja subpolar se produce por el encuentro de masas de aire frío procedentes de latitudes más altas y masas de aire más cálidas procedentes de latitudes más bajas. En el hemisferio norte, su encuentro forma el frente polar, que produce las tormentas ciclónicas de baja presión responsables de las precipitaciones en el noroeste del Pacífico y en gran parte de Europa. En el hemisferio sur, las tormentas severas se desarrollan a lo largo de estos frentes y causan fuertes vientos y nevadas en la Antártida.
- Células polares de alta presión: están situadas a 90 grados norte/sur y son extremadamente frías y secas. Con estos sistemas, los vientos se alejan de los polos en un anticiclón, que desciende y diverge para formar los vientos de levante polares. Sin embargo, son débiles porque en los polos hay poca energía disponible para que los sistemas sean fuertes. En cambio, la alta antártica es más fuerte porque puede formarse sobre la masa de tierra fría en lugar del mar más cálido.
Al estudiar estas altas y bajas, los científicos pueden comprender mejor los patrones de circulación de la Tierra y predecir el tiempo para su uso en la vida diaria, la navegación, el transporte marítimo y otras actividades importantes, lo que hace que la presión atmosférica sea un componente importante de la meteorología y otras ciencias atmosféricas.