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title: "La atmósfera"
book: "Ciencias de la Tierra y del espacio de primaria y secundaria"
subject: earth
language: es
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/23-la-atmosfera
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Earth and Space Sciences Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 23 — La atmósfera

En una [estación meteorológica](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-weather-station), justo antes de la hora fijada, una meteoróloga sale al césped con un globo lleno de hidrógeno o de helio, de alrededor de $1.5\,\mathrm{m}$ de diámetro. Debajo, de una cuerda larga, cuelgan un pequeño paracaídas naranja y una caja de instrumentos de 60 a 80 gramos: una *radiosonda*. La meteoróloga suelta el globo. Este sube unos $300\,\mathrm{m}$ cada minuto, y cada segundo la radiosonda transmite por radio la presión, la temperatura, la humedad y su posición. A medida que sube, el globo se hincha, hasta que mide de 6 a $8\,\mathrm{m}$ de diámetro y estalla, a menudo a más de $30\,\mathrm{km}$ de altura, dos horas después del lanzamiento. A las mismas horas de cada día, la misma escena se repite en más de 800 estaciones de todo el mundo.

![Lanzamiento de un globo sonda en Topeka, Kansas (Estados Unidos): el paracaídas (en rojo) y la radiosonda cuelgan debajo del globo. Fotografía de Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (dominio público, vía Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-285d5cf97bae.jpg)

*Lanzamiento de un globo sonda en Topeka, Kansas (Estados Unidos): el paracaídas (en rojo) y la radiosonda cuelgan debajo del globo. Fotografía de Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (dominio público, vía Wikimedia Commons).*

¿Por qué se hincha el globo a medida que sube? ¿Qué mide la radiosonda durante la subida, y por qué la temperatura no baja sin más todo el rato? ¿Dónde termina el aire?

**Lo que ya sabes.**

La *atmósfera* es la capa de aire que rodea la Tierra. El aire presiona sobre todo lo que toca: es la *presión atmosférica*, que se mide con un barómetro (los libros de física). Los servicios meteorológicos la dan en hectopascales (hPa); al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) es de unos $1013\,\mathrm{hPa}$. El aire seco está formado por alrededor de un 78 % de nitrógeno y un 21 % de oxígeno, con un poco de argón, de dióxido de carbono y de otros gases (los libros de química). Las [nubes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) están hechas de gotitas diminutas de agua o de cristales de hielo ([Capítulo 7](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#ch-g4-clouds-rain-snow)).

## 23.1 Una envoltura fina

Vista desde la Estación Espacial Internacional, la atmósfera es una fina línea luminosa a lo largo del borde de la Tierra. La mayor parte del aire, y casi todas las [nubes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), están en sus pocos kilómetros más bajos.

![El borde de la Tierra a la puesta del sol, fotografiado desde la Estación Espacial Internacional sobre el océano Índico el 14 de junio de 2010. La franja naranja y amarilla es la capa más baja de la atmósfera, con sus nubes oscuras; por encima vienen capas más pálidas y luego azules, que se funden con el negro del espacio. Fotografía de la NASA, Expedición 23 de la ISS (dominio público, vía Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-3b0eebe350c9.jpg)

*El borde de la Tierra a la puesta del sol, fotografiado desde la Estación Espacial Internacional sobre el [océano](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/3-el-agua-en-la-tierra#def-g2-water-on-earth-ocean) Índico el 14 de junio de 2010. La franja naranja y amarilla es la capa más baja de la atmósfera, con sus [nubes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) oscuras; por encima vienen capas más pálidas y luego azules, que se funden con el negro del espacio. Fotografía de la NASA, Expedición 23 de la ISS (dominio público, vía Wikimedia Commons).*

La atmósfera no tiene un techo bien marcado: el aire se va haciendo cada vez más tenue con la altura. Por convenio, el espacio empieza a unos $100\,\mathrm{km}$. Comparado con el radio de la Tierra, $6371\,\mathrm{km}$, es muy poco: $100 \div
6371 \approx 0.016$, menos del 2 % del radio. En un [globo terráqueo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-globe) de $30\,\mathrm{cm}$ de diámetro, toda la atmósfera sería una película de unos $2\,\mathrm{mm}$ de espesor.

![Una porción de la Tierra y de su atmósfera dibujada a escala (1\, cm por cada 100\, km), hasta 100\, km, el borde del espacio (línea discontinua). Las líneas de colores son los límites de las capas que veremos más adelante en este capítulo; la capa más baja, donde ocurre todo el tiempo meteorológico, apenas tiene un milímetro de espesor.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-f97e4984affc.svg)

*Una porción de la Tierra y de su atmósfera dibujada a escala ($1\,\mathrm{cm}$ por cada $100\,\mathrm{km}$), hasta $100\,\mathrm{km}$, el borde del espacio (línea discontinua). Las líneas de colores son los límites de las capas que veremos más adelante en este capítulo; la capa más baja, donde ocurre todo el [tiempo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/1-observar-el-tiempo#def-g1-watching-the-weather-weather) meteorológico, apenas tiene un milímetro de espesor.*

## 23.2 La presión disminuye con la altitud

El aire de la parte baja de la atmósfera soporta el peso de todo el aire que tiene encima. Cuanto más se sube, menos aire queda por encima, y menor es la presión. En el modelo estándar de la atmósfera que usan los meteorólogos y los ingenieros, la presión es de $1013\,\mathrm{hPa}$ al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude), la mitad a unos $5.5\,\mathrm{km}$ y la cuarta parte a unos $10.3\,\mathrm{km}$.

Como la presión mide el peso del aire que hay encima, el nivel de media presión es también la altura por debajo de la cual está la mitad de todo el aire: la mitad de la atmósfera está comprimida en sus $5.5\,\mathrm{km}$ más bajos. Por debajo de $11\,\mathrm{km}$ está alrededor del 78 % del aire, y por debajo de $30\,\mathrm{km}$, alrededor del 99 %.

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-c39575cacdd3.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-3dd849ac6cab.svg)

*La presión en función de la [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). La presión es la mitad de su valor al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) a unos $5.5\,\mathrm{km}$, y la cuarta parte a unos $10.3\,\mathrm{km}$.*

*El globo se hincha a medida que sube, porque el aire que lo rodea presiona cada vez menos (globos y paracaídas a escala entre sí, con la cuerda acortada).*

Más arriba, la presión sigue bajando, a razón de aproximadamente la mitad cada pocos kilómetros, así que pronto se vuelve diminuta. Las potencias de diez son la mejor manera de escribirla. A $30\,\mathrm{km}$, la presión es de unos $12\,\mathrm{hPa}$, aproximadamente $10^{-2}$ de su valor al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) (una centésima); a $50\,\mathrm{km}$, de unos $0.8\,\mathrm{hPa}$, aproximadamente $10^{-3}$; a $80\,\mathrm{km}$, de unos $0.01\,\mathrm{hPa}$, aproximadamente $10^{-5}$ de la presión al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude).

![Unos alpinistas en una montaña muy alta llevan botellas de oxígeno. A 9\, km, la presión es menos de un tercio de su valor al nivel del mar: el aire sigue conteniendo un 21 % de oxígeno, pero cada respiración toma mucho menos (ilustración generada por IA de una escena genérica).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-382fb3e938cf.jpg)

*Unos alpinistas en una [montaña](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/2-los-paisajes-que-nos-rodean#def-g1-landscapes-around-us-landform) muy alta llevan botellas de oxígeno. A $9\,\mathrm{km}$, la presión es menos de un tercio de su valor al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude): el aire sigue conteniendo un 21 % de oxígeno, pero cada respiración toma mucho menos (ilustración generada por IA de una escena genérica).*

## 23.3 La temperatura y las capas

Todo el que ha subido a una [montaña](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/2-los-paisajes-que-nos-rodean#def-g1-landscapes-around-us-landform) sabe que el aire se vuelve más frío con la altura. Las radiosondas muestran que eso solo es cierto en la parte más baja de la atmósfera. Más arriba, la temperatura deja de bajar, luego sube, luego vuelve a bajar y después sube otra vez. Estos cambios dividen la atmósfera en capas.

![La temperatura del aire en función de la altitud, desde el suelo hasta 100\, km, en la atmósfera estándar (una media para las latitudes medias). Las cuatro capas están sombreadas; la barra verde marca la altura de la capa de ozono.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-8a09d683c99b.svg)

*La temperatura del aire en función de la [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude), desde el suelo hasta $100\,\mathrm{km}$, en la atmósfera estándar (una media para las [latitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/14-latitud-longitud-y-husos-horarios#def-g6-latitude-longitude-latitude) medias). Las cuatro capas están sombreadas; la barra verde marca la altura de la [capa de ozono](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer).*

**Definición 23.1 (Las capas de la atmósfera).**

De abajo arriba, la atmósfera se divide en cuatro capas según cómo cambia su temperatura con la altura:

- la *troposfera* , donde la temperatura disminuye con la altura y donde ocurre casi todo el [tiempo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/1-observar-el-tiempo#def-g1-watching-the-weather-weather) meteorológico; su techo es la *tropopausa* ;
- la *estratosfera* , donde la temperatura aumenta con la altura, hasta unos $50\,\mathrm{km}$ ;
- la *mesosfera* , donde la temperatura vuelve a disminuir, hasta unos $85\,\mathrm{km}$ ;
- la *termosfera* , donde el aire, muy tenue, se calienta cada vez más con la altura.

La [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) contiene alrededor del 99 % del vapor de agua de la atmósfera, así que casi todas las [nubes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), la [lluvia](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) y la [nieve](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) se forman en ella. Su aire se remueve continuamente. El techo de la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) no está a la misma altura en todas partes: la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está más alta sobre el [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator), donde puede llegar a $20\,\mathrm{km}$, y más baja sobre los [polos](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-poles), donde puede bajar hasta $7\,\mathrm{km}$ en invierno. También está más alta en verano que en invierno. En la atmósfera estándar, una media para las [latitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/14-latitud-longitud-y-husos-horarios#def-g6-latitude-longitude-latitude) medias, está a $11\,\mathrm{km}$.

**Definición 23.2 (Gradiente térmico vertical).**

El *gradiente térmico vertical* es el ritmo al que disminuye la temperatura del aire con la altura en la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), en grados Celsius por kilómetro. Cambia de un día a otro y de un lugar a otro; la atmósfera estándar usa una media de $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ por kilómetro.

**Método 23.3 (Leer un perfil de temperatura).**

1. Busca la [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) en el eje vertical y desplázate en horizontal hasta la curva; lee la temperatura debajo.
2. Donde la curva se inclina hacia la izquierda al subir, el aire se enfría con la altura; donde se inclina hacia la derecha, el aire se calienta con la altura; donde es vertical, la temperatura no cambia.
3. Los límites entre capas están donde la curva cambia de sentido.

**Ejemplo 23.4 (Un avión de línea a altura de crucero).**

Un avión de línea vuela a $11\,\mathrm{km}$, cerca de la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers). En el perfil, la temperatura allí es de unos $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. Con el gradiente térmico: desde $15{}^{\circ}\mathrm{C}$ al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude), el aire se enfría $6.5 \times 11 = 71.5$ grados, lo que da $15 - 71.5 =
-56.5{}^{\circ}\mathrm{C}$. En la curva de presión, la presión es de unos $227\,\mathrm{hPa}$, menos de la cuarta parte de la presión en el suelo: la cabina tiene que estar presurizada.

Por encima de la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers), en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), los aviones de línea encuentran un vuelo más tranquilo: allí el aire se calienta con la altura, así que no se remueve desde abajo. En la [mesosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) se queman la mayoría de los meteoros, y en su techo, hacia $86\,\mathrm{km}$, está el aire más frío de toda la atmósfera, a unos $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. En la [termosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), los rayos X y la luz ultravioleta del Sol calientan el aire, muy tenue, hasta cientos, a veces miles, de grados; y sin embargo hay tan poco aire que no daría sensación de calor. Muchos satélites giran alrededor de la Tierra a esa altura.

## 23.4 La capa de ozono

La [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) se calienta con la altura porque absorbe parte de la luz del Sol. El gas que hace la mayor parte de este trabajo es el ozono, una forma del oxígeno (su química está en los libros de química).

**Definición 23.5 (Capa de ozono).**

La *capa de ozono* es la parte de la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), entre unos $16\,\mathrm{km}$ y $48\,\mathrm{km}$, donde se encuentra alrededor del 90 % del ozono de la atmósfera. Absorbe la mayor parte de la luz ultravioleta perjudicial del Sol.

Incluso en la [capa de ozono](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer), el ozono es escaso: solo de 1 a 10 moléculas por cada millón. Y sin embargo, junto con el oxígeno, detiene entre el 95 % y el 99.9 % de la luz ultravioleta que llega a la Tierra, incluidas las clases más perjudiciales. La energía que absorbe se transforma en calor, y por eso la temperatura aumenta a lo largo de la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). Sin la [capa de ozono](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer), la luz ultravioleta que llegaría al suelo dañaría a los seres vivos.

**Sobre el terreno — Seguir los globos sonda.**

Los servicios meteorológicos publican las medidas de sus radiosondas, a menudo como un gráfico de la temperatura en función de la altura para cada lanzamiento. Con un adulto, busca los sondeos de la estación más cercana, hechos a las 00:00 o a las 12:00 UTC. Busca la altura a la que la temperatura deja de bajar: es la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) de ese día. Compara un sondeo de invierno con uno de verano.

## 23.5 Ejercicios

**Ejercicio 23.1 ★.**

Une cada capa con su descripción: [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); [mesosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); [termosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (a) La temperatura aumenta con la altura y allí se encuentra la [capa de ozono](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer). (b) Allí ocurre casi todo el [tiempo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/1-observar-el-tiempo#def-g1-watching-the-weather-weather) meteorológico. (c) El aire más frío de la atmósfera está en su techo. (d) El aire, muy tenue, se calienta hasta cientos de grados; muchos satélites giran allí.

**Solución de Ejercicio 23.1.**

(a) [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); (b) [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); (c) [mesosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers); (d) [termosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Ejercicio 23.2 ★.**

Usa el perfil de temperatura de la atmósfera estándar. (a) ¿Cuál es la temperatura al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude)? (b) ¿Y a $11\,\mathrm{km}$? (c) ¿Y a $50\,\mathrm{km}$? (d) ¿Y a $86\,\mathrm{km}$? (e) ¿Entre qué [altitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) no cambia la temperatura?

**Solución de Ejercicio 23.2.**

(a) $15{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) Unos $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) Unos $-3{}^{\circ}\mathrm{C}$. (d) Unos $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. (e) De $11\,\mathrm{km}$ a unos $20\,\mathrm{km}$ (y a lo largo de unos pocos kilómetros cerca de $50\,\mathrm{km}$ y justo por encima de $86\,\mathrm{km}$).

**Ejercicio 23.3 ★.**

¿Verdadero o falso? Corrige las frases falsas. (a) La temperatura del aire siempre disminuye con la altura. (b) La mitad de todo el aire está por debajo de unos $5.5\,\mathrm{km}$. (c) La [capa de ozono](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) está en la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) La [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está más alta sobre el [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator) que sobre los [polos](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-poles).

**Solución de Ejercicio 23.3.**

(a) Falso: disminuye en la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), aumenta en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), disminuye en la [mesosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) y vuelve a aumentar en la [termosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) Verdadero. (c) Falso: está en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) Verdadero.

**Ejercicio 23.4 ★.**

¿En qué capa está cada una de estas cosas? (a) Una [nube](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) de [lluvia](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/7-nubes-lluvia-y-nieve#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation). (b) Un avión de línea a $12\,\mathrm{km}$. (c) Un globo sonda justo antes de estallar, a $32\,\mathrm{km}$. (d) Un meteoro que se quema a $75\,\mathrm{km}$.

**Solución de Ejercicio 23.4.**

(a) La [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) La [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) (en la atmósfera estándar, la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está a $11\,\mathrm{km}$). (c) La [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) La [mesosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Ejercicio 23.5 ★★.**

Un día de verano hace $20{}^{\circ}\mathrm{C}$ al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). Supón que el aire se enfría $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ por kilómetro. (a) ¿Qué temperatura hace a $2\,\mathrm{km}$? (b) ¿Y a $3\,\mathrm{km}$? (c) ¿A qué altura, más o menos, llega el aire a $0{}^{\circ}\mathrm{C}$? Redondea a un decimal.

**Solución de Ejercicio 23.5.**

(a) $20 - 6.5 \times 2 = 20 - 13 = 7{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) $20 -
6.5 \times 3 = 20 - 19.5 = 0.5{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) El aire tiene que enfriarse 20 grados: $20 \div 6.5 \approx 3.1$, así que a unos $3.1\,\mathrm{km}$.

**Ejercicio 23.6 ★★.**

Un refugio de [montaña](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/2-los-paisajes-que-nos-rodean#def-g1-landscapes-around-us-landform) está a $3000\,\mathrm{m}$. Un excursionista sale de un pueblo situado a $500\,\mathrm{m}$, donde hace $18{}^{\circ}\mathrm{C}$. Con un gradiente térmico de $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ por kilómetro: (a) ¿Cuántos kilómetros sube el excursionista? (b) ¿Cuántos grados se enfría el aire? (c) ¿Qué temperatura puede esperar en el refugio?

**Solución de Ejercicio 23.6.**

(a) $3 - 0.5 = 2.5\,\mathrm{km}$. (b) $6.5 \times 2.5 = 16.25$: unos 16 grados. (c) $18 - 16.25 \approx 2{}^{\circ}\mathrm{C}$.

**Ejercicio 23.7 ★★.**

Supón que la presión se reduce a la mitad cada $5.5\,\mathrm{km}$, partiendo de $1000\,\mathrm{hPa}$ al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). (a) ¿Cuál es la presión a $5.5\,\mathrm{km}$? ¿Y a $11\,\mathrm{km}$? ¿Y a $16.5\,\mathrm{km}$? (b) La atmósfera estándar da unos $506\,\mathrm{hPa}$, $227\,\mathrm{hPa}$ y $96\,\mathrm{hPa}$ a esas tres alturas (para $1013\,\mathrm{hPa}$ al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude)). ¿Funciona bien la regla de la mitad cerca del suelo? ¿Y más arriba?

**Solución de Ejercicio 23.7.**

(a) $500\,\mathrm{hPa}$, $250\,\mathrm{hPa}$ y $125\,\mathrm{hPa}$. (b) Cerca del suelo la regla funciona bien ($500\,\mathrm{hPa}$ frente a $506\,\mathrm{hPa}$). Más arriba da demasiado: $250\,\mathrm{hPa}$ frente a $227\,\mathrm{hPa}$, y $125\,\mathrm{hPa}$ frente a $96\,\mathrm{hPa}$. La regla de la mitad solo es una guía aproximada.

**Ejercicio 23.8 ★★.**

Al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude), la presión es de unos $1000\,\mathrm{hPa}$, es decir, $10^3$ hPa. (a) A $30\,\mathrm{km}$ es de unos $10\,\mathrm{hPa}$. Escríbelo como una potencia de diez y di cuántas veces es menor que al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). (b) A $80\,\mathrm{km}$ es de unos $0.01\,\mathrm{hPa}$. Escríbelo como una potencia de diez. (c) ¿Cuántas veces es menor que al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude)?

**Solución de Ejercicio 23.8.**

(a) $10~\text{hPa} = 10^1$ hPa; $10^3 \div 10^1 = 10^2$: cien veces menor. (b) $0.01~\text{hPa} = 10^{-2}$ hPa. (c) $10^3 \div 10^{-2} =
10^5$: cien mil veces menor.

**Ejercicio 23.9 ★★.**

Un globo sonda mide $1.5\,\mathrm{m}$ de diámetro en el lanzamiento y $6\,\mathrm{m}$ cuando estalla. (a) ¿Cuántas veces más ancho es cuando estalla? (b) Explica por qué se hincha a medida que sube. (c) ¿Por qué los servicios meteorológicos le cuelgan un paracaídas debajo?

**Solución de Ejercicio 23.9.**

(a) $6 \div 1.5 = 4$ veces más ancho. (b) A medida que sube, el aire que lo rodea presiona cada vez menos, así que el gas de dentro se expande y el globo crece hasta que su envoltura se rompe. (c) Después de que el globo estalle, el paracaídas frena la caída de la radiosonda, para que no hiera a nadie ni dañe nada.

**Ejercicio 23.10 ★★.**

La [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) puede llegar a $20\,\mathrm{km}$ sobre el [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator) y bajar hasta $7\,\mathrm{km}$ sobre los [polos](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-poles) en invierno. (a) ¿Cuántas veces más gruesa es, en ese caso, la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) sobre el [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator)? Redondea a un decimal. (b) En el perfil estándar, la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está a $11\,\mathrm{km}$. ¿Está la atmósfera estándar más cerca de la del [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator) o de la de los [polos](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-poles)? (c) Un piloto vuela de una región polar al [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator) a una altura constante de $10\,\mathrm{km}$. ¿Está el avión en la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) o en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) al principio (en invierno)? ¿Y al final?

**Solución de Ejercicio 23.10.**

(a) $20 \div 7 \approx 2.9$ veces más gruesa. (b) Más cerca de la de los [polos](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-poles): $11\,\mathrm{km}$ está $4\,\mathrm{km}$ por encima de $7\,\mathrm{km}$, pero $9\,\mathrm{km}$ por debajo de $20\,\mathrm{km}$ (describe las [latitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/14-latitud-longitud-y-husos-horarios#def-g6-latitude-longitude-latitude) medias, no el [ecuador](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-equator)). (c) Al principio, la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está a unos $7\,\mathrm{km}$, por debajo del avión: el avión está en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers). Al final, la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está a unos $20\,\mathrm{km}$: el avión está en la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Ejercicio 23.11 ★★★.**

La parte de todo el aire que está por debajo de una altura es $1 - p \div
p_0$, donde $p$ es la presión a esa altura y $p_0 =
1013\,\mathrm{hPa}$ la presión al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). (a) A $5.5\,\mathrm{km}$, $p
\approx 506\,\mathrm{hPa}$: ¿qué parte del aire está por debajo? (b) A $11\,\mathrm{km}$, $p \approx 227\,\mathrm{hPa}$. (c) A $30\,\mathrm{km}$, $p \approx
12\,\mathrm{hPa}$. Da las respuestas en tanto por ciento, con números enteros. (d) ¿Qué parte del aire está por encima de $30\,\mathrm{km}$?

**Solución de Ejercicio 23.11.**

(a) $1 - 506 \div 1013 \approx 0.50$: **50 %**. (b) $1 - 227 \div
1013 \approx 0.78$: **78 %**. (c) $1 - 12 \div 1013 \approx 0.99$: **99 %**. (d) Alrededor del 1 %.

**Ejercicio 23.12 ★★★.**

Un [globo terráqueo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-globe) escolar mide $30\,\mathrm{cm}$ de diámetro, así que su radio, $15\,\mathrm{cm}$, representa el radio de la Tierra, $6371\,\mathrm{km}$. (a) ¿Cuántos kilómetros representa $1\,\mathrm{cm}$ del [globo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-globe)? Redondea al kilómetro más cercano. (b) ¿Qué espesor, en milímetros, tendría en este [globo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-globe) la atmósfera hasta $100\,\mathrm{km}$? (c) ¿Y la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), de $11\,\mathrm{km}$ de espesor? (d) Una hoja de papel tiene unos $0.1\,\mathrm{mm}$ de espesor. ¿Cuántas hojas formarían la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) del [globo](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/6-el-globo-terraqueo-continentes-y-oceanos#def-g3-continents-and-oceans-globe)?

**Solución de Ejercicio 23.12.**

(a) $6371 \div 15 \approx 425$ km por cada centímetro. (b) $100 \div 425
\approx 0.24$ cm, unos $2.4\,\mathrm{mm}$. (c) $11 \div 425 \approx
0.026$ cm, unos $0.26\,\mathrm{mm}$. (d) $0.26 \div 0.1 \approx 2.6$: dos o tres hojas de papel.

## 23.6 Problema: seguir un globo sonda

**Problema 23.1.**

Problema de fin de semana — un globo sonda sube a través de la atmósfera; sus temperaturas muestran las capas, y sus presiones muestran dónde queda la cuarta parte de la presión al nivel del mar

Se lanza una radiosonda desde una estación situada al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude). Su globo sube a unos $300\,\mathrm{m}$ por minuto. La tabla da la presión y la temperatura que mide (los valores de la atmósfera estándar, redondeados).

| [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) (km) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| presión (hPa) | 1013 | 795 | 617 | 472 | 357 | 265 | 194 | 142 |
| temperatura ($^\circ$C) | 15 | 2 | $-11$ | $-24$ | $-37$ | $-50$ | $-56$ | $-56$ |
| [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) (km) | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 |
| presión (hPa) | 104 | 76 | 55 | 40 | 30 | 22 | 16 | 12 |
| temperatura ($^\circ$C) | $-56$ | $-56$ | $-56$ | $-55$ | $-53$ | $-51$ | $-49$ | $-47$ |

**Parte I — La subida.**

1. ¿Cuántos metros sube el globo en 10 minutos?
2. ¿Cuánto tarda en llegar a $6\,\mathrm{km}$ ? ¿Y a $30\,\mathrm{km}$ ?
3. El globo estalla a $30\,\mathrm{km}$ . ¿Cuánto ha durado el vuelo, en horas y minutos?
4. Di en qué capa está el globo a $8\,\mathrm{km}$ , y en qué capa está cuando estalla.

**Parte II — La temperatura.**

5. ¿Cuántos grados baja la temperatura entre el suelo y $10\,\mathrm{km}$ ?
6. ¿Cuál es el gradiente térmico, en grados por kilómetro, en esta parte de la subida?
7. ¿Entre qué [altitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) se mantiene igual la temperatura? ¿Dónde está la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) ?
8. ¿Qué le ocurre a la temperatura por encima de $20\,\mathrm{km}$ ? ¿Qué gas lo explica?

**Parte III — La presión.**

9. ¿Cuánto es la mitad de la presión al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) ? ¿Entre qué [altitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) se alcanza?
10. ¿Cuánto es la cuarta parte de la presión al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Redondea al hectopascal más cercano.
11. ¿Entre qué dos [altitudes](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) de la tabla se alcanza esa cuarta parte?
12. La presión baja $71\,\mathrm{hPa}$ entre $10\,\mathrm{km}$ y $12\,\mathrm{km}$ . Suponiendo que baja de manera uniforme, ¿a qué [altitud](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) , más o menos, es la presión la cuarta parte de su valor al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Redondea a un decimal.

**Solución de Problema 23.1.**

**1.** $300 \times 10 = 3000$ m.

**2.** $6000 \div 300 = 20$ minutos; $30\,000 \div 300 = 100$ minutos.

**3.** 100 minutos, es decir, 1 hora y 40 minutos.

**4.** A $8\,\mathrm{km}$: la [troposfera](#def-g8-the-atmosphere-layers) (la temperatura sigue bajando). A $30\,\mathrm{km}$: la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**5.** $15 - (-50) = 65$ grados.

**6.** $65 \div 10 = 6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ por kilómetro.

**7.** De $12\,\mathrm{km}$ a $20\,\mathrm{km}$ se mantiene en $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. El enfriamiento se detiene entre $10\,\mathrm{km}$ y $12\,\mathrm{km}$: la [tropopausa](#def-g8-the-atmosphere-layers) está a unos $11\,\mathrm{km}$.

**8.** Aumenta: $-55{}^{\circ}\mathrm{C}$ a $22\,\mathrm{km}$, $-47{}^{\circ}\mathrm{C}$ a $30\,\mathrm{km}$. El globo está en la [estratosfera](#def-g8-the-atmosphere-layers), calentada por el ozono, que absorbe la luz ultravioleta del Sol.

**9.** $1013 \div 2 \approx 507\,\mathrm{hPa}$; se alcanza entre $4\,\mathrm{km}$ ($617\,\mathrm{hPa}$) y $6\,\mathrm{km}$ ($472\,\mathrm{hPa}$).

**10.** $1013 \div 4 \approx 253\,\mathrm{hPa}$.

**11.** Entre $10\,\mathrm{km}$ ($265\,\mathrm{hPa}$) y $12\,\mathrm{km}$ ($194\,\mathrm{hPa}$).

**12.** Desde $10\,\mathrm{km}$, la presión tiene que bajar $265 - 253 =
12$ hPa más, de los 71 hPa que pierde en 2 km: $12 \div 71 \times 2
\approx 0.34$ km. La presión es la cuarta parte de su valor al [nivel del mar](https://one-course.com/books/earth/1/es/chapter/9-el-mapa-fisico-del-mundo#def-g4-world-physical-map-altitude) a unos **$10.3\,\mathrm{km}$**.