Unidad 1 La atmósfera y las variables meteorológicas básicas

3. ESTRUCTURA VERTICAL DE LA ATMÓSFERA

En el apartado anterior hemos visto qué contiene la atmósfera. Ahora vamos a ver cómo está organizada en altura: qué capas distinguimos, qué ocurre en cada una y por qué algunas son especialmente importantes para el navegante, tanto por meteorología como por comunicaciones y fenómenos como las auroras polares.

Por qué nos importa como navegantes

Para un Capitán de Yate, no es necesario memorizar todos los detalles de la física de la atmósfera, pero sí tener claros algunos puntos:

La troposfera es la capa donde se desarrollan los fenómenos meteorológicos que afectan al barco: nubes, vientos, lluvias, borrascas, etcétera.
La tropopausa actúa como capa de unión entre la troposfera y la estratosfera, y en ella o cerca de ella los vientos en altura alcanzan valores máximos dando lugar a las corrientes en chorro o jet streams.
La estratosfera es la capa que contiene la mayor parte del ozono, y por tanto filtra radiación ultravioleta.
La ionosfera es la región donde se reflejan ondas de radio MF y HF y donde se producen las auroras polares.

Además, la mayor parte de los análisis y mapas meteorológicos que utilizas en la práctica (los mapas sinópticos de superficie) se centran en la troposfera, que es la parte más inestable de la atmósfera.

Las principales capas

De abajo hacia arriba, las capas más importantes para nuestro nivel son: troposfera, tropopausa, estratosfera e ionosfera. Mencionaremos también mesosfera y exosfera para completar la imagen.

Troposfera

Es la capa más baja de la atmósfera, en contacto con la superficie del mar y de la tierra. En la troposfera:

Se desarrolla el “tiempo meteorológico” que te interesa como navegante: nubes, frentes, borrascas, anticiclones, nieblas, lluvias y vientos.
Se concentra casi todo el vapor de agua atmosférico y el oxígeno respirable.
La atmósfera es más inestable que en las capas superiores.
La temperatura, en general, disminuye con la altura.

La altura de la troposfera varía con la latitud:

Es más alta sobre el ecuador (unos 15–16 km).
Es más baja sobre los polos (unos 8–10 km).
En latitudes medias se puede pensar en unos 10–12 km como valor típico.

En muchas preguntas de examen se insiste en que:

La troposfera es la parte más inestable de la atmósfera.
En ella se produce la meteorología que “trasciende al navegante”.

Tropopausa

La tropopausa es la capa de transición o estrato de unión entre la troposfera y la estratosfera. No es una superficie perfectamente definida, pero sí una zona donde cambian varias propiedades:

Marca el límite superior de la mayor parte de las nubes y de los sistemas meteorológicos importantes para la navegación.
A partir de la tropopausa, la temperatura deja de decrecer claramente con la altura e incluso puede mantenerse casi constante o aumentar en la estratosfera.
En la tropopausa y en las capas altas de la troposfera se sitúan las corrientes en chorro o jet streams: bandas de viento en altura muy intenso.

Por eso, cuando el examen pregunta “¿Cómo se llama la capa en la que el viento en altura es máximo?”, la respuesta correcta es la tropopausa.

Estratosfera

Por encima de la tropopausa se encuentra la estratosfera.

En esta capa:

Se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico, formando la llamada capa de ozono, que filtra gran parte de la radiación ultravioleta procedente del Sol.
La temperatura puede dejar de disminuir con la altura e incluso aumentar en ciertos niveles.
La meteorología de interés directo para la navegación de superficie es limitada, pero es importante conocer su existencia y su papel en la protección frente a la radiación UV.

Mesosfera y exosfera

Por encima de la estratosfera se encuentran:

La mesosfera, donde la temperatura vuelve a disminuir con la altura.
La exosfera, región más externa, donde el aire es extremadamente tenue y prácticamente se confunde con el espacio.

Estas capas tienen menor importancia en el temario náutico básico, más allá de su nombre.

Ionosfera

La ionosfera es una región de la alta atmósfera, aproximadamente a partir de los 60–90 km de altitud, que se extiende hacia arriba y donde los gases están parcial o totalmente ionizados por la radiación solar.

En la ionosfera:

Se produce la reflexión o rebote de muchas ondas de radio de media y corta frecuencia (MF y HF).
Gracias a ese rebote, las ondas hertzianas pueden volver hacia la Tierra y recorrer grandes distancias más allá del horizonte, lo que permite comunicaciones radioeléctricas a larga distancia.
Se produce el fenómeno de las auroras polares: auroras boreales en el hemisferio Norte y auroras australes en el hemisferio Sur.

Las auroras polares no son producto de la refracción ni de la reflexión de la luz solar en la atmósfera. Se producen cuando partículas cargadas procedentes del viento solar, guiadas por el campo magnético terrestre, penetran en la atmósfera cerca de los polos y excitan átomos y moléculas en la ionosfera, emitiendo luz. Por eso:

Auroras boreales: se observan en regiones cercanas al polo Norte, en el hemisferio Norte.
Auroras australes: se observan en regiones cercanas al polo Sur, en el hemisferio Sur.

En muchas preguntas de examen, cuando se habla de “capa donde se reflejan las ondas hertzianas de MF y HF” o “capa donde se producen las auroras boreales”, la respuesta correcta es la ionosfera.

Esquema y tabla comparativa

Para fijar ideas, resumimos las capas más relevantes en la siguiente tabla:

Capa	Altitud aproximada	Característica principal	Importancia en CYA
Troposfera	0–10/12 km (hasta ~15–16 km en el ecuador)	Contiene el aire respirable y casi todo el vapor de agua. Es la parte más inestable y donde se producen los fenómenos meteorológicos (nubes, lluvias, vientos).	Muy alta: es la capa del “tiempo” que afecta directamente al navegante.
Tropopausa	Límite superior de la troposfera	Capa de transición entre troposfera y estratosfera; a partir de ella deja de decrecer la temperatura con la altura. Zona donde el viento en altura alcanza valores máximos (jet stream).	Alta: aparece en preguntas sobre capas de unión y vientos máximos en altura.
Estratosfera	~12–50 km (aprox.)	Contiene la capa de ozono, que filtra la radiación ultravioleta. Meteorología de interés directo limitado.	Media: se pregunta por el ozono y la radiación UV.
Ionosfera	Desde ~60–90 km hacia arriba	Región ionizada donde se producen las auroras polares y se reflejan ondas de radio MF y HF, permitiendo comunicaciones a larga distancia.	Alta: se pregunta por la reflexión de ondas hertzianas y las auroras boreales/australes.
Mesosfera / Exosfera	Capas superiores	Aire muy tenue, con escasa relevancia directa para la meteorología náutica de superficie.	Baja.

En el examen pueden preguntarte…

De este apartado salen muchas preguntas típicas:

La capa donde se produce el tiempo meteorológico (troposfera).
La capa más inestable de la atmósfera (troposfera).
La capa que actúa como unión entre troposfera y estratosfera (tropopausa).
La capa donde el viento en altura alcanza sus valores máximos (tropopausa, jet stream).
La capa donde se encuentra la capa de ozono (estratosfera).
La capa donde se producen las auroras boreales y se reflejan ondas MF/HF (ionosfera).
La distinción entre auroras boreales (hemisferio Norte) y australes (hemisferio Sur).

Capas de la atmósfera sobre el mar