A medida que subimos desde el nivel del suelo, se pone más frío. Hay una reducción general en la presión del aire, la densidad y la temperatura. La temperatura es la propiedad más importante que controla la estructura de nuestra atmósfera.
La troposfera , la capa más baja de nuestra atmósfera, se extiende hacia arriba desde la superficie de la Tierra y varía en altura desde un promedio de 9 km en los polos, hasta 15 km en el ecuador. No absorbe significativamente la radiación solar. En cambio, se calienta por contacto con el suelo. El aire calentado en la superficie se expande a medida que se calienta, se vuelve menos denso que el aire más frío que lo rodea y se eleva. Esto es lo que se conoce como “convección” y es el proceso principal por el cual la troposfera se calienta. Sin embargo, a medida que el aire caliente sube, la presión cae y, por lo tanto, se necesita una expansión para igualar su presión con el aire que lo rodea, con el resultado, la temperatura baja. El aire se mezclaría, se elevaría y descendería, hasta que su temperatura sea la misma que la temperatura del aire circundante y se alcance un equilibrio natural donde la temperatura baje suavemente con el aumento de la altura. Esto se conoce como la tasa de lapso, y se toma como 6.5 ° C por km. A una altitud de entre 12 y 15 km, se alcanza un mínimo de -55 ° C, esta es la tropopausa, el límite entre la troposfera y la estratosfera.
Por encima de esa altitud está la estratosfera, y la temperatura comienza a aumentar con la altitud porque el aire a este nivel contiene ozono que absorbe la luz solar. Dado que la tropopausa responde a la temperatura promedio de toda la capa que se encuentra debajo, está en sus niveles máximos sobre el ecuador y alcanza alturas mínimas sobre los polos. Debido a esto, la capa más fría de la atmósfera se encuentra a unos 15 km sobre el ecuador. El perfil de temperatura atmosférica depende de la latitud. La altura de la tropopausa varía de unos 15 km en el ecuador a solo unos 9 km en los polos. Si calculamos la tasa de caída de 6,5 ° C, la temperatura a una altitud de 9 km es de aproximadamente 38 ° C, que es más cálida que en el ecuador.
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Debido a la variación en la altura inicial, los extremos de la tropopausa se denominan tropopausa ecuatorial y tropopausa polar.
