PRESIÓN ATMOSFÉRICA, ISOBARAS Y VIENTOS

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por una columna de aire atmosférico que se encuentra sobre una base de área igual a la unidad en la cual se mide.

Medidor de presion.

El aire como cualquier otro cuerpo sobre la superficie terrestre, pesa. El peso del aire que compone la atmósfera es de 5 500 billones de toneladas. La constatación de éste hecho conduce a un concepto muy importante desde el punto de vista meteorológico, la presión atmosférica.

 Conocer el valor de la presión atmosférica en cualquier punto del planeta es de gran utilidad para los científicos y meteorólogos. Lo ingenieros aeronáuticos pueden diseñar los aviones para que estos soporten una determinada presión según el nivel de altitud que puedan alcanzar.

Por otro lado, fenómenos como los huracanes y ciclones tropicales se originan por centros de bajas presiones. Poder determinar la presión atmosférica asociada a uno de estos eventos puede indicar a los científicos la progresión del fenómeno y el impacto destructivo que podría tener en una población específica.

Historia de la presión atmosférica

En la antigüedad, el aire siempre fue considerado como un cuerpo que por su naturaleza siempre tendía a elevarse. Estos pensadores tomaban en consideración un concepto denominado horror vacui, que planteaba un cierto horror al vacío que manifestaba la naturaleza en todo fenómeno. Es decir, que todo espacio vacío era tratado de ser contrarrestado por orden natural. Este concepto no concedía peso alguno al aire.

Un experimento realizado permitió comprobar que cuando se elevaba una columna de agua con una bomba de hélice, está solo alcanzaba una altura de 10,33 m. A partir de este experimento, Galileo determinó que el límite del horror de la naturaleza al vacío era una fuerza equivalente al peso de una columna de agua de 10,33 m. Esta altura máxima fue denominada como “altezza limitatíssima.

Experimento de Torricelli

En 1946, el físico italiano Evangelista Torricelli retomo los experimentos sobre el horror vacui pero esta vez utilizando el mercurio. En su experimento, llenó un tubo de vidrio con mercurio. Luego, si dejar que el mercurio se saliera, introdujo la boca del tubo en un recipiente también con mercurio.

Con este proceder pudo comprobar que el mercurio descendía en el tubo 13,6 veces menor que si el experimento se realizaba con agua. Si se tenía en consideración que el agua es 13,6 veces menos pesada que el mercurio, llegó a la conclusión de que ambos líquidos soportaban un contrapeso igual. Además, dedujo que este contrapeso solo podría ser aplicado por el aire. Este pequeño dispositivo empleado en el experimento, fue el precursor del barómetro, instrumento encargado de medir la presión atmosférica, y a Torricelli se le concedió el mérito por su creación.

Continuación de los experimentos de Torricelli por Blas Pascal.

Pascal tuvo conocimiento de los experimentos de Torricelli y decidió continuar con estos, pero añadiendo algunas variaciones. Por ejemplo, empleó un tubo curvado y eliminando la influencia de la atmósfera sobre este, pudo observar que las columnas en diferentes líquidos siempre llegaban al mismo lugar. No obstante, cuando permitía que la atmósfera interactuara con el tubo, la altura de las columnas era distintas.

El próximo experimento hecho por tierra el concepto del horror vacui. Pascal probó su barómetro en diferentes lugares y a diferentes alturas. Una vez comprobado que la altura de la columna de mercurio era diferente se llegó a la conclusión de que el aire pesaba y el horror al vacío no se sostenía.

Qué es la presión atmosférica

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por el aire sobre una unidad de superficie. O sea, el peso de una columna de aire atmosférico que se encuentra sobre una base de área igual a la unidad en la cual se mide. A raíz de que la densidad del aire es menor a medida que se incrementa la altura, es bastante complejo poder calcular la presión atmosférica sobre un lugar específico del planeta. Como añadidura, para complejizar aún más el proceso de cálculo, tenemos que la temperatura también varía con la altitud.

Obtener la presión en un lugar específico realmente no aporta grandes utilidades. Por el contrario, estudiar y obtener la variación de esta presión atmosférica en dicho lugar en el tiempo, puede ser una medida muy útil para determinar el comportamiento del clima en este lugar en específico.

Valor medio de la presión atmosférica

Como ya mencionamos, para medir el valor de la presión atmosférica se utiliza un instrumento llamado Barómetro. La unidad de medida de la presión atmosférica es el pascal, en honor a Blas Pascal, uno de sus grandes precursores.

Como valor medio normal de la presión atmosférica se ha tomado 760 mm de mercurio. Esto es equivalente a 1013.2 hectopascal, tomada a nivel del mar, a 45° de latitud y a 0 °C de temperatura ambiente. Por supuesto que la presión no tiene el mismo valor en distintos puntos y en distintos momentos.

Variación de la presión atmosférica

 La presión atmosférica varia con la altura y también en la horizontal de la siguiente forma:

  • En sentido vertical la presión disminuye a medida que aumenta la altura, rápidamente en las capas bajas y más lento en las capas altas. Esto se debe a que en los primeros kilómetros de la troposfera se concentra más de la mitad del aire existente en toda la atmósfera.
  • En la horizontal la variación de la presión se relaciona directamente con la distribución de la radiación solar y el diferente calentamiento zonal de la superficie terrestre. Estas variaciones horizontales permiten comprender las condiciones meteorológicas y los distintos tipos de climas. Así, existen zonas donde predominan altas presiones y otras donde lo normal son las presiones bajas.

Viento e isobaras

La existencia de diferencias horizontales de presión sobre la superficie terrestre, es la causa de un movimiento compensatorio que desplaza aire desde las zonas de mayor presión (Anticiclones) hacia las zonas de menor presión (Ciclones). Este movimiento del aire se define como Viento.

Las isobaras son mecanismo cartográfico para visualizar las líneas de presión constante sobre un mapa. De seguro habréis observado los mapas mostrados en el parte del tiempo de los noticieros. Las líneas curvas que se muestran en este son las isobaras y son un mecanismo muy útil para representar fenómenos meteorológicos y velocidades del viento.

Efecto Coriolis

El aire, al moverse desde las altas presiones hacia las bajas presiones, no sigue una trayectoria rectilínea como sería normal, sino espiral. La rotación de La Tierra introduce un factor de inercia, llamado aceleración de Coriolis, que hace que las trayectorias en línea recta sean imposibles. Se produce una desviación en el movimiento del aire (viento) que sigue una dirección sensiblemente paralela a las Isobaras, aunque cruzándolas ligeramente por el efecto del rozamiento con la superficie terrestre. En las capas altas de la troposfera el viento es paralelo a las Isobaras, pues no existe rozamiento, y el viento recibe el nombre de viento geostrófico.

En el hemisferio Norte, el viento gira en sentido contrario al de las agujas del reloj alrededor de los centros de baja presión, lo que se conoce como circulación ciclónica, mientras los que giran a favor de las manecillas del reloj alrededor de los centros de altas presiones, se denominan circulación anticiclónica. Sin embargo, en el hemisferio Sur ocurre lo contrario.

El viento se mide en diferentes unidades, empleándose el metro por segundo en el Sistema Internacional de Unidades. Para medir la dirección se toma el rumbo desde donde sopla el viento, a partir de los 16 rumbos de la rosa náutica o rosa de los vientos.

Clasificación de los vientos

Los vientos pueden clasificarse en: dominantes, estacionales y locales.

  • Vientos dominantes en el ámbito tropical son los Alisios, que soplan aproximadamente de región Este durante todo el año en ambos hemisferios desde la faja de altas presiones subtropicales hacia la faja ecuatorial de bajas presiones.
  • Los vientos estacionales son sistemas de circulación que responden a la variación anual de las temperaturas entre mares y continentes. Los ejemplos típicos de estos vientos son los monzones del Mar de la China y del Océano Índico.
  • Vientos locales son los que se desarrollan en lugares específicos o zonas geográficas pequeñas,
    adquiriendo una propiedad característica del lugar. Unos se desarrollan como resultado del calentamiento desigual de la tierra y el mar, terral o brisas marinas. Otros tienen su causa en el calentamiento y enfriamiento de laderas de montañas, brisas de montaña y valle. Un tercer grupo está relacionado con la deformación de las corrientes de aire al cruzar las cordilleras.

Conlcusiones

La variación de la presión atmosférica puede influir en el crecimiento de algunas plantas. Estas crecen y se desarrollan mejor donde haya una presión mayor o equilibrada. Además, el viento es un factor sumamente importante para mantener el equilibrio atmosférico y este es originado gracias a la presión atmosférica.

La presión atmosférica también actúa como regulador de las precipitaciones y de las masas de aire frío y cálido. Esto permite una circulación donde la masa de aire frío descienden desde los polos hasta los trópicos permitiendo la regulación de la temperatura del planeta.

Para los meteorólogos es de vital importancia conocer las variaciones de presión atmosférica. Este conocimiento ayuda a predecir el clima en un lugar determinado y evitar desastres naturales.