La atmósfera es un fluido gaseoso que ejerce presión sobre todos los objetos inmersos en ella,
incluidos nosotros.
La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera en un punto específico. Es la consecuencia de la acción de la fuerza de la gravedad sobre la columna de aire situada por encima de este punto.
cuanto mayor sea la altitud menor será la presión atmosférica. A mayor altura, menor cantidad de aire queda por encima, que por tanto pesa menos y ejerce menor presión.
Además, la menor densidad del aire a medida que se asciende en la atmósfera, hace que su peso disminuya aún más.
Como la densidad del aire disminuye con la altura resulta complicado hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica en un punto determinado. Además, hay que tener en cuenta que tanto la temperatura como la presión del aire, que influyen en la densidad, varían continuamente. Tanto en escala temporal como espacial.
Por tanto existen diferencias en los valores de presión a un mismo nivel (misma altitud), que vienen determinadas por las variaciones en la temperatura y densidad de las masas de aire. El aire frío pesa más que el caliente, y éste es uno de los factores que influyen en las diferencias de presión atmosférica a una misma altura.
Las unidades habituales de medida en meteorología son los milibares (mbar) o hectopascales (hPa). Otras unidades de medida son las atmósferas (atm) y los milímetros de mercurio (mmHg). Tradicionalmente se medía en mmHg, es decir, la altura de la columna de mercurio en equilibrio con la columna de aire atmosférico
Normalmente se toma como referencia la presión atmosférica que existe a nivel del mar. En dicho nivel su valor normal se considera de 1013 hPa (1013 mbar, 1 atm o 760 mmHg). Disminuyendo de media en 1 hPa por cada 8 metros de altura.
¿Cómo se mide? Para medir la presión del aire o atmosférica se utilizan unos instrumentos denominados barómetros, su base sigue siendo el experimento del físico y matemático Torricelli.
El original es el barómetro de mercurio. Fue inventado por Torricelli en 1643, a raíz de un experimento. Sumergió el extremo abierto de un tubo de 800 mm de altura lleno de mercurio en una cubeta también con mercurio. Torricelli observó que el líquido del tubo descendía hasta los 760 mm de altura.
Esto se produce al equilibrarse las presiones ejercidas por la atmósfera sobre la superficie del mercurio de la cubeta con la columna de mercurio contenido en el tubo.
Se empleaba mercurio por ser el líquido más denso que se conoce y porque apenas se evapora con las temperaturas habituales. Por ejemplo, si se utilizara agua en vez de mercurio, la columna sería unas 10 veces más alta.
Por tanto, este barómetro mide la presión atmosférica en función de la altura que alcanza la columna de mercurio. Sabiendo que 760 mm corresponden a 1 atmósfera de presión (1013 hPa). No obstante, este tipo de barómetro se ha vuelto poco frecuente hoy en día. La razón de ello es la presencia de mercurio, tóxico, y que puede ser peligroso.
En la actualidad se han sustituido por barómetros aneroides, los cuales funcionan con una cápsula que se deforma según la presión atmosférica. Las variaciones son trasladadas a una aguja, que es la que marca la presión atmosférica.
Cuando esta aguja es sustituida por una plumilla con tinta para realizar el registro, nos encontramos con un aparato denominado barógrafo. Este transpone las variaciones de presión en papel milimetrado.
Dado que la altitud influye en la presión atmosférica medida, es necesario convertir los datos a nivel del mar para poder compararlos. Por ello, es necesario una calibración de los barómetros. Sobre todo, si el objetivo es indicar la presión que se tendría si el dispositivo de medida estuviera al nivel del mar. Esto permite el análisis de esta variable independientemente de la altitud a la que nos encontremos.
Por otro lado, las estaciones meteorológicas también pueden medir la presión atmosférica, mediante un sensor de presión que indica la presión convertida a altitud cero. Estas medidas son de gran utilidad, ya que el análisis de las variaciones en la presión con el tiempo permite hacer pronósticos meteorológicos.
Variaciones en la presión atmosférica con la altura
En primer lugar, la presión atmosférica varía con la altitud. Como norma general, a mayor altitud, menor presión atmosférica.
El aire más próximo a la superficie terrestre se calienta al estar en contacto con ésta. Tanto con el suelo como con la superficie de los mares y océanos. Al calentarse, el aire se eleva porque disminuye su densidad y, por tanto, su presión. El ascenso continúa hasta que se equilibra la densidad de la columna de aire ascendente con su entorno.
Además, esta disminución con la altura no es constante, ya que el aire es un fluido muy compresible. Las capas de aire más cercanas a la superficie contienen más cantidad de aire por unidad de volumen. Esto quiere decir que el aire superficial es más denso. Por ello, la cantidad de aire no disminuye de manera constante con la altura.
Cerca del nivel del mar, un pequeño ascenso en altura implica un notable descenso de la presión atmosférica. En cambio, conforme estemos más altos, es necesario un mayor ascenso para experimentar un descenso similar en la presión.
Sin embargo, las variaciones con la altura dependen también de otros factores como la humedad y la latitud. Esta última modifica sustancialmente el espesor de la atmósfera. Este espesor es máximo en latitudes ecuatoriales y disminuye con la latitud hasta el mínimo que se da en los polos.
