¿Por qué la presión atmosférica es más alta al nivel del mar que a un nivel elevado?

La presión a cualquier nivel en la atmósfera puede interpretarse como el peso total del aire sobre un área unitaria a cualquier altura. A elevaciones más altas, hay menos moléculas de aire sobre una superficie dada que una superficie similar en niveles más bajos. Por ejemplo, hay menos moléculas por encima de la superficie de 50 km que las que se encuentran por encima de la superficie de 12 km, por lo que la presión es menor a 50 km

Lo que esto implica es que la presión atmosférica disminuye al aumentar la altura. Como la mayoría de las moléculas de la atmósfera se mantienen cerca de la superficie terrestre por la fuerza de la gravedad, la presión del aire disminuye rápidamente al principio, luego más lentamente a niveles más altos.

Dado que más de la mitad de las moléculas de la atmósfera se encuentran por debajo de una altitud de 5,5 km, la presión atmosférica disminuye aproximadamente un 50% (a alrededor de 500 mb) dentro de los 5,5 km más bajos. Por encima de 5,5 km, la presión continúa disminuyendo, pero a un ritmo cada vez más lento.

Fuente: WW2010 (el proyecto weather world 2010):

Es lo mismo para el agua, más abajo vas más presión hay.

Sin embargo, a diferencia del agua, el aire es compresible.

Hermosa analogía a esto es:

Apila 101 ladrillos uno encima del otro, el inferior sentiría un peso de 100 ladrillos encima. Para cada unidad de distancia, digamos (una altura de ladrillo) que sube, la presión sobre el ladrillo disminuye linealmente, en 1 ladrillo. Sin embargo:

Apile 101 esponjas una encima de la otra, la inferior sentiría el peso de 100 esponjas, pero se aplastaría hasta adelgazarse debido a ese peso. Al subir por la misma unidad de distancia (digamos 1 altura de esponja no aplastada, cada vez) ves que la presión disminuye no en la misma cantidad cada paso que subes. Debido a que las esponjas inferiores están sujetas a un peso / presión mayor de otras esponjas que las anteriores, en realidad hay más esponjas por unidad de distancia allí. Más alto vas más espacio que ocupan.

Ahora sustituya la palabra esponja con volúmenes de moléculas de aire. (y ladrillos con volúmenes de agua).

Como resultado de eso, más de la mitad de las moléculas de aire de la atmósfera se encuentran por debajo de los 6 km.

Es la presión ejercida por los gases presentes en la atmósfera en un punto de la superficie terrestre al nivel del mar.

Respuesta larga corta, el peso de la atmósfera sobre ella. Cuanto más alto subas, menos peso tendrás en la atmósfera en la que te encuentras.

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