Los actuales programas de previsión meteorológica son de una eficacia que está fuera de toda duda. Tenemos así una información casi inmediata y fiable. Pero si disponemos de unos mínimos conocimientos meteorológicos podremos saber el cómo y el por qué de las cosas. TEXTO E ILUSTRACIONES DE ISIDRO MARTÍ
La capa de aire que rodea la superficie terrestre recibe el nombre de atmósfera. Esta masa de aire está unida a la superficie por la atracción gravitatoria. Además, como el aire se puede comprimir mucho, la máxima densidad de la atmósfera está al nivel del mar, disminuyendo dicha densidad rápidamente al ascender en altitud. Esto hace que en los primeros 50 km desde el nivel del mar se encuentre el 99,9 % de la masa atmosférica, mientras que se pueden llegar a percibir sus componentes, con densidades debilísimas, hasta los 10.000 km de altitud, incluso algo más.
El aire es una mezcla de gases, sobretodo nitrógeno y oxígeno, por lo que, como cualquier materia, pesa. Galileo demostró en 1640 que el peso de un litro de aire es de 1.293 gramos. Pesó un globo de vidrio, de capacidad conocida, previamente lleno de aire y posteriormente vacío. La diferencia entre ambos datos fue de 1,293 gramos por cada litro de capacidad del globo al nivel del mar.
Este peso del aire por unidad de superficie, la atracción gravitatoria que tiene la atmósfera en la tierra, es la presión atmosférica. Torricelli, como buen discípulo de Galileo, llenó un tubo con mercurio de un metro de longitud abierto por un extremo, y lo invirtió pero sin dejar salir su contenido, introduciéndolo así en un recipiente más amplio que contenía a su vez mercurio. El mercurio del tubo descendió, pero no en su totalidad, quedando a una altura de 760 mm. Dedujo así que la fuerza que impide que descienda totalmente la columna de mercurio es la de la presión atmosférica sobre la superficie de mercurio del recipiente. El peso del aire.
Por primera vez se pudo cuantificar realizando un sencillo cálculo: el peso de la columna de mercurio de 760 mm en 1 cm cuadrado de sección, teniendo en cuenta el peso conocido del mercurio arrojó el dato de 1.033,2 gramos.
Es decir, la presión atmosférica es algo más de un kilo por cada centímetro cuadrado. Si queremos seguir haciendo cálculos interesantes, y dado que la presión se ejerce en todas direcciones, podemos afirmar que nuestro cuerpo soporta de 15 a 17 toneladas métricas de peso. Por suerte dicha presión queda equilibrada con nuestra presión interna, por el aire contenido en los pulmones y en la sangre.
Si multiplicamos 1.033,2 gramos por centímetro cúbico por la aceleración de la gravedad, obtendremos 1.013.200 dynas por cada centímetro cuadrado. Como esta es una cantidad muy elevada, se estableció una nueva unidad, llamada bar, con su divisor milibar, abreviado “mb”, con la equivalencia que conocemos en la actualidad, de la presión atmosférica media a nivel del mar de 1.013,2 mb. Recientemente se ha establecido como unidad de presión el pascal, abreviado “Pa”, con su múltiplo “hectopascal”, abreviado como “hPa” que equivale al milibar.
Torricelli inventó además el primer barómetro, instrumento para medir la presión atmosférica. Según suba o baje la columna de mercurio, tendremos mayor o menor presión.
La presión y el viento
Al marino lo que le interesa no es el buen tiempo o el mal tiempo, lo que le preocupa mayormente es el viento. Bien, pues sucede que esta presión atmosférica que hemos estudiado no se reparte homogéneamente sobre la superficie terrestre y esto influirá sobre la formación del viento.
En unas zonas detectaremos presiones en superficie superiores a los 1.013 mb y en otras zonas existirán presiones claramente inferiores. Estas diferencias de presión empujan las masas de aire desde las zonas de alta presión hacia las zonas de baja presión. Si apretáramos un émbolo gigantesco sobre la superficie de la tierra –alta presión- el aire situado debajo no tendría más remedio que escapar en búsqueda de una zona donde otro émbolo gigante apretara menos –baja presión-.
El viento, aire en movimiento paralelo a la superficie, se origina por las mencionadas variaciones horizontales de la presión atmosférica. El viento genera mar, levanta olas, y la hace la vida al marino más o menos agradable. A veces se la hace imposible, por lo que el estudio de la presión atmosférica queda así más que justificado.
El aire frío es más denso y más pesado que el cálido. La superficie terrestre, a causa de la redondez de la esfera, factores astronómicos y por sus diferentes características geográficas y físicas, experimenta calentamientos y enfriamientos, sobre todo por la llegada de la energía solar, de una forma no uniforme en toda ella. El aire en contacto con esta superficie se calienta, en diferente cuantía, de manera que aparecen sectores y columnas de aire cálidas y otras frías. Las cálidas son, como hemos dicho, ligeras, por lo que ofrecen una presión menor sobre la superficie. Las masas fría ejercerán una mayor presión. Es lógico comprobar que el aire caliente sube y que el aire frío baja. Por algo las neveras industriales tienen su obertura arriba, nunca lateral o abajo.
Esta es otra explicación del por qué existen unas variaciones en la distribución horizontal de la presión atmosférica sobre la superficie del planeta. Estas variaciones de presión se generan en el desigual calentamiento del planeta.
Esta fuerza de Coriolis es la que hace que el agua de nuestra bañera salga por el desagüe en círculos, y es la que afecta a líquidos y gases en movimiento sobre la superficie de una esfera que gira, como es el caso de nuestro planeta Tierra.
