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Imag\u00ednese un pastel de capas envolviendo la Tierra. As\u00ed es esencialmente la atm\u00f3sfera de la Tierra: capas y capas de gas que rodean la Tierra, trabajando para proteger el planeta. Le pedimos a Rei Ueyama, cient\u00edfico atmosf\u00e9rico del Centro de Investigaci\u00f3n Ames de la NASA, que nos explicara un poco m\u00e1s sobre la funci\u00f3n y la importancia de nuestra atm\u00f3sfera. Ueyama es parte de la Rama de Ciencias Atmosf\u00e9ricas, que se centra en mejorar nuestro conocimiento y comprensi\u00f3n de los comportamientos atmosf\u00e9ricos en todo el planeta. La investigaci\u00f3n de Ueyama se centra espec\u00edficamente en procesos en la troposfera superior y la estratosfera, lo que tambi\u00e9n le permite apoyar las misiones a\u00e9reas de la NASA con apoyo a la previsi\u00f3n y planificaci\u00f3n de vuelos, recopilaci\u00f3n de datos y an\u00e1lisis.<\/p>\n
\u201cLa atm\u00f3sfera de la Tierra permite que exista vida. . . como una burbuja protectora que rodea el planeta\u201d, afirm\u00f3 Ueyama. Aunque no podemos ver directamente la atm\u00f3sfera, \u00e9sta proporciona el aire que respiramos y nos protege de los da\u00f1inos rayos ultravioleta (UV). La atm\u00f3sfera tambi\u00e9n funciona para atrapar el calor y mantener rangos de temperatura moderados y habitables. Sin \u00e9l, la temperatura de la Tierra ser\u00eda similar a la de la Luna, que experimenta fluctuaciones extremas de temperatura entre el d\u00eda y la noche (-208\u00b0F a 250\u00b0F) debido a la falta de atm\u00f3sfera.<\/p>\n
Hay cinco capas principales que forman la atm\u00f3sfera, diferenciadas por factores como la temperatura, la composici\u00f3n qu\u00edmica y la densidad del aire.<\/p>\n
La troposfera es la capa atmosf\u00e9rica m\u00e1s baja. La troposfera contiene todo el aire que las plantas necesitan para la fotos\u00edntesis y los animales necesitan para respirar. El clima de la Tierra ocurre en esta capa, ya que es donde se encuentra gran parte de la masa atmosf\u00e9rica, incluida la mayor parte del vapor de agua. La troposfera es tambi\u00e9n la capa atmosf\u00e9rica m\u00e1s densa debido a la compresi\u00f3n de las capas superiores.<\/p>\n
La troposfera interact\u00faa con la superficie de la Tierra, creando gradientes de temperatura que impulsan el movimiento del aire y el agua. El agua de la superficie de la Tierra se convierte en vapor de agua mediante la evaporaci\u00f3n y la transpiraci\u00f3n y se mueve por la troposfera, donde se condensa formando nubes. Los vientos mueven las nubes y el agua vuelve a caer en forma de precipitaci\u00f3n; lluvia, nieve, aguanieve y granizo.<\/p>\n
Dentro de la troposfera, la temperatura disminuye al aumentar la altitud como resultado de que el aire se vuelve m\u00e1s fino en las capas superiores. Esta disminuci\u00f3n de temperatura es la raz\u00f3n por la que vemos nieve en las cimas de las monta\u00f1as altas.<\/p>\n
La estratosfera es la capa que se encuentra encima de la troposfera. En comparaci\u00f3n con la troposfera, la estratosfera inferior experimenta aire menos turbulento debido a la convecci\u00f3n reducida, el movimiento vertical del aire en la atm\u00f3sfera. Esta regi\u00f3n es donde vuelan los aviones comerciales de pasajeros. A diferencia de la troposfera, las temperaturas comienzan a aumentar a medida que aumenta la altitud dentro de esta capa, en gran parte debido a la presencia de la capa de ozono, que absorbe y protege a la Tierra de la radiaci\u00f3n ultravioleta del Sol. Seg\u00fan Ueyama, esta variaci\u00f3n de temperatura crea estabilidad, con aire m\u00e1s fr\u00edo y denso en la parte inferior y aire c\u00e1lido y menos denso en la parte superior.<\/p>\n
La mesosfera es la capa intermedia entre la estratosfera y la termosfera. Los meteoros se queman cuando entran en la mesosfera, debido a su velocidad de viaje y a la mayor presencia de mol\u00e9culas de gas en la mesosfera en comparaci\u00f3n con las capas atmosf\u00e9ricas exteriores: esto crea fricci\u00f3n y calor, que incineran los meteoros entrantes.<\/p>\n
Al igual que la troposfera, las temperaturas comienzan a disminuir a medida que aumenta la altitud. La mesosfera es la capa atmosf\u00e9rica m\u00e1s fr\u00eda, y Ueyama se\u00f1al\u00f3 que la mesopausa, el l\u00edmite entre la mesosfera y la termosfera, es la parte m\u00e1s fr\u00eda de toda la atm\u00f3sfera. Esto se debe a que la mesosfera recibe menos radiaci\u00f3n solar (luz solar) que las capas superiores y el aire es menos denso que las capas inferiores.<\/p>\n
La termosfera se encuentra encima de la mesosfera. Esta capa es muy activa, se hincha y se contrae en respuesta a los diferentes niveles de radiaci\u00f3n solar del Sol. La termosfera puede alcanzar hasta 2000\u00b0C (3632\u00b0F) o m\u00e1s. Seg\u00fan Ueyama, la densidad de la capa (o m\u00e1s bien, la falta de ella) es responsable del aumento de las temperaturas. Al tener tan pocas part\u00edculas de gas, cada una absorbe m\u00e1s energ\u00eda radiativa, lo que hace que la termosfera alcance temperaturas tan altas. Esta capa se destaca por albergar la Estaci\u00f3n Espacial Internacional y otros sat\u00e9lites de \u00f3rbita terrestre baja.<\/p>\n
Dentro de partes de la mesosfera y la termosfera hay tramos de electrones de alta energ\u00eda y \u00e1tomos ionizados, conocidos como ionosfera (no dejes que la parte del nombre de la esfera te enga\u00f1e: estos son grupos de part\u00edculas dentro de la mesosfera y la termosfera). ). \u201cLos rayos X de muy alta energ\u00eda y la radiaci\u00f3n ultravioleta del Sol golpean las mol\u00e9culas (de gas) y arrancan electrones de sus \u00e1tomos originales (dejando) muchos iones. Por eso la llamamos ionosfera\u201d, explic\u00f3 Ueyama. Cuando estas part\u00edculas se excitan, chocan para crear auroras, tambi\u00e9n conocidas como luces del norte y del sur.<\/p>\n
La exosfera es la capa m\u00e1s externa de la atm\u00f3sfera terrestre, donde orbitan la mayor\u00eda de los sat\u00e9lites. La exosfera denota el final de nuestra atm\u00f3sfera y el comienzo del espacio exterior, aunque no existe una altitud m\u00e1xima definitiva donde termina la exosfera. \"Es como si las mol\u00e9culas de aire se estuvieran escapando de la atm\u00f3sfera de la Tierra\", dijo Ueyama.<\/p>\n
Algunos de los temas que interesan a los cient\u00edficos atmosf\u00e9ricos incluyen los gases de efecto invernadero, la contaminaci\u00f3n y la calidad del aire, y los procesos relacionados con las nubes. Los investigadores est\u00e1n trabajando para aumentar nuestra comprensi\u00f3n de c\u00f3mo estos temas afectar\u00e1n nuestro clima y nuestra salud p\u00fablica en el futuro, especialmente con factores ambientales que cambian r\u00e1pidamente.<\/p>\n
Los gases de efecto invernadero, una categor\u00eda espec\u00edfica de gases traza, provienen de actividades naturales y antropog\u00e9nicas (causadas por el hombre). En comparaci\u00f3n con los registros hist\u00f3ricos, la concentraci\u00f3n de gases de efecto invernadero est\u00e1 aumentando en la atm\u00f3sfera, lo que provoca un aumento de las temperaturas globales promedio.<\/p>\n
Los gases de efecto invernadero no son inherentemente un problema, ya que mantienen temperaturas habitables en la Tierra. Ueyama explic\u00f3 que sin el efecto de los gases de efecto invernadero, la temperatura promedio de la superficie ser\u00eda de alrededor de \u201320\u02daC (\u20134\u02daF). Se convierte en un problema cuando la actividad antropog\u00e9nica, como la quema de combustibles f\u00f3siles, aumenta la concentraci\u00f3n de gases de efecto invernadero m\u00e1s all\u00e1 de los niveles naturales, lo que luego atrapa m\u00e1s calor de lo normal. Este aumento de temperatura est\u00e1 directamente asociado con el cambio clim\u00e1tico.<\/p>\n
La contaminaci\u00f3n plantea problemas de salud p\u00fablica, como una disminuci\u00f3n de la funci\u00f3n pulmonar e incluso la muerte prematura de personas con enfermedades card\u00edacas o pulmonares. Algunas fuentes de contaminantes se producen de forma natural, como el humo de los volcanes y los incendios forestales, pero otras fuentes provienen de la actividad antropog\u00e9nica. Por ejemplo, las f\u00e1bricas y los autom\u00f3viles liberan di\u00f3xido de carbono y \u00f3xidos nitrosos, que tambi\u00e9n son formas de gases de efecto invernadero.<\/p>\n
Cuando los aerosoles, peque\u00f1as part\u00edculas suspendidas en el aire y emitidas por actividades naturales (incendios forestales, volcanes) y antropog\u00e9nicas (combusti\u00f3n de combustibles f\u00f3siles), pueblan la atm\u00f3sfera, la composici\u00f3n atmosf\u00e9rica cambia. \u201cEsto tambi\u00e9n puede cambiar la equilibrio radiativo<\/a> de la Tierra y afectan el clima\u201d, dijo Ueyama. <\/p>\nequilibrio radiativo<\/em>tambi\u00e9n llamado de la Tierra presupuesto energ\u00e9tico<\/em>, se refiere al equilibrio entre las cantidades de radiaci\u00f3n entrantes y salientes, en cuya gesti\u00f3n los gases atmosf\u00e9ricos desempe\u00f1an un papel importante. La radiaci\u00f3n entrante es principalmente onda corta<\/em> energ\u00eda solar (luz solar), parte de la cual se refleja de regreso al espacio por los gases atmosf\u00e9ricos o las nubes, parte es dispersada por aerosoles atmosf\u00e9ricos y parte es absorbida por la superficie del planeta. La radiaci\u00f3n saliente es onda larga<\/em> radiaci\u00f3n emitida por la superficie de la Tierra, que es absorbida casi en su totalidad por los gases atmosf\u00e9ricos y luego reemitida en todas direcciones: una parte se lanza al espacio y, por lo tanto, se pierde del sistema, pero otra regresa a la Tierra para repetir el ciclo de calentamiento.<\/p>\nUeyama tambi\u00e9n mencion\u00f3 la preocupaci\u00f3n por las part\u00edculas finas inhalables como las PM2,5, que son part\u00edculas de 2,5 micr\u00f3metros y m\u00e1s peque\u00f1as. Cuanto m\u00e1s peque\u00f1a es la part\u00edcula, m\u00e1s puede llegar a nuestros pulmones y causar problemas de salud como asma y latidos card\u00edacos irregulares. Las PM2.5 se liberan directamente de fuentes como los gases de escape de los veh\u00edculos de motor o se crean durante interacciones qu\u00edmicas complejas en la atm\u00f3sfera. Cualquiera de estas fuentes de PM2,5 puede tener efectos adversos en la salud humana.<\/p>\n
A medida que se siguen emitiendo diferentes aerosoles, los cient\u00edficos siguen trabajando para comprender y predecir las implicaciones a largo plazo que estas part\u00edculas tienen en la composici\u00f3n de la atm\u00f3sfera, la salud humana y las condiciones ambientales. Al detectar, monitorear y modelar estos cambios, podemos comprender los comportamientos y las interacciones entre la qu\u00edmica atmosf\u00e9rica y el clima. Esto nos informa sobre los cambios futuros en el clima y orienta los est\u00e1ndares nacionales y regionales de calidad del aire.<\/p>\n
Las nubes tienen una influencia significativa en el tiempo y el clima. Dependiendo de sus caracter\u00edsticas y de su altitud en la atm\u00f3sfera, las nubes crean un efecto de calentamiento o enfriamiento en la Tierra. Las nubes m\u00e1s espesas y de menor altitud bloquean la radiaci\u00f3n solar, enfriando la superficie de la Tierra. Mientras tanto, las nubes m\u00e1s delgadas y de mayor altitud en la atm\u00f3sfera atrapan parte de la radiaci\u00f3n solar que se refleja desde la superficie de la Tierra, creando un efecto de calentamiento. Estas interacciones encajan dentro de lo que se llama retroalimentaci\u00f3n del clima de las nubes.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n de Ueyama cubre los procesos f\u00edsicos din\u00e1micos y las interacciones entre la troposfera y la estratosfera para comprender qu\u00e9 impulsa la variabilidad en las nubes y los patrones clim\u00e1ticos. \"Comprender los procesos que determinan estas caracter\u00edsticas de las nubes es de inter\u00e9s para que podamos mejorar las simulaciones de nubes y convecci\u00f3n en modelos clim\u00e1ticos globales y, por lo tanto, predecir mejor el clima futuro\", dijo Ueyama.<\/p>\n
La NASA lleva a cabo diversas investigaciones sobre las propiedades de la atm\u00f3sfera terrestre, la calidad del aire y el presupuesto energ\u00e9tico de la Tierra. Para cubrir cuestiones relacionadas con la atm\u00f3sfera, la NASA tiene cuatro programas principales de investigaci\u00f3n atmosf\u00e9rica, incluido el Programa de investigaci\u00f3n de la atm\u00f3sfera superior (UARP), el Programa de composici\u00f3n troposf\u00e9rica (TCP), el Programa de ciencias de la radiaci\u00f3n (RSP) y el Programa de an\u00e1lisis y modelado de la composici\u00f3n atmosf\u00e9rica (ACMAP).<\/p>\n
Uno de los sat\u00e9lites recientemente lanzados por la NASA, Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE), ayuda a los investigadores a estudiar el intercambio de di\u00f3xido de carbono entre el oc\u00e9ano y la atm\u00f3sfera. PACE puede detectar aerosoles y nubes simult\u00e1neamente, proporcionando as\u00ed informaci\u00f3n valiosa sobre los efectos de los aerosoles y sus interacciones con las nubes. Ueyama proporcionar\u00e1 pron\u00f3sticos meteorol\u00f3gicos y de aerosoles para la campa\u00f1a Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem Postlaunch Airborne eXperiment (PACE-PAX); una campa\u00f1a de campo que lleva a cabo la validaci\u00f3n de datos para apoyar la misi\u00f3n PACE.<\/p>\n
Adem\u00e1s de los sat\u00e9lites de la NASA que capturan datos desde el espacio, hay una multitud de misiones a\u00e9reas y terrestres que recopilan y validan datos. La econ\u00f3mica tecnolog\u00eda de sensores en red para explorar la contaminaci\u00f3n (INSTEP) es una de las \u00faltimas redes de instrumentos de detecci\u00f3n de contaminaci\u00f3n del aire de bajo costo y alto valor que pueden capturar y monitorear gases traza como el metano y el di\u00f3xido de carbono. El Trace Gas Group (TGGR) del Centro de Investigaci\u00f3n Ames de la NASA implement\u00f3 sensores INSTEP en todo California para monitorear la calidad del aire y respaldar la validaci\u00f3n de datos satelitales.<\/p>\n
Para aquellos que buscan ampliar su conocimiento de las ciencias atmosf\u00e9ricas, consulte EarthData de la NASA para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n y temas relacionados. Para obtener noticias sobre la investigaci\u00f3n de la NASA relacionada con la atm\u00f3sfera, visite la p\u00e1gina de la Atm\u00f3sfera de la Tierra de la NASA.<\/p>\n
Adem\u00e1s de las investigaciones y los recursos de la NASA, Ueyama recomienda los sitios web de la Corporaci\u00f3n Universitaria para la Investigaci\u00f3n Atmosf\u00e9rica (UCAR) y la Administraci\u00f3n Nacional Oce\u00e1nica y Atmosf\u00e9rica (NOAA), como recursos p\u00fablicos que ofrecen informaci\u00f3n adicional sobre temas de ciencias atmosf\u00e9ricas.<\/p>\n
Autor del art\u00edculo: Katera Lee<\/em><\/p>\nPOC de contenido: Mil\u00e1n Loiacono<\/em><\/p>\n<\/div>\n[ad_2]
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