La atmósfera está compuesta principalmente por nitrógeno, oxígeno y trazas de otros gases. Se divide en varias capas - la troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera - que varían en temperatura y composición con la altitud. La atmósfera protege la Tierra absorbiendo radiación ultravioleta y otras radiaciones dañinas gracias a la capa de ozono en la estratosfera. Además, el efecto invernadero mantiene la temperatura media de la superficie 33°C por encima de lo que ser

1. CTM Marta García
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TEMAS 3 Y 4. LA ATMÓSFERA: COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA, FUNCIÓN PROTECTORA Y
REGULADORA.
La Atmósfera es la capa gaseosa que, a modo de envoltura protectora, rodea a la Tierra.
Puesto que la densidad del aire disminuye gradualmente, el límite superior de la atmósfera no
está claramente definido, pudiendo encontrarse gas sujeto a gravedad a unos 10.000 km de
altura. Aún así, el 75% de la atmósfera se encuentra en los primeros 11 km de altura desde la
superficie planetaria.
1) COMPOSICIÓN.
La atmósfera está formada por una mezcla de gases que denominamos aire, y una serie de
partículas sólidas y líquidas en suspensión, denominadas aerosoles.
Tomando como criterio la composición química, podemos dividir la atmósfera en dos capas,
homosfera y heterosfera.
a) La homosfera se extiende desde el nivel del mar hasta unos 100 km de altitud. Tiene una
composición química muy uniforme, gracias a las turbulencias que en ella se producen:
78% N2, 21% O2, 0’934% Ar, 0’035% CO2, 0,003% de otros gases (Ne, He, H2, CH4, O3,…). Las
escasas variaciones que presenta la homosfera con la altura están relacionadas con el
vapor de agua y el ozono:
- El vapor de agua está casi ausente por encima de los 10 o 12 km.
- El ozono se encuentra concentrado principalmente entre los 15 y los 35 km.
b) La heterosfera se extiende desde los 100 km hasta
el límite superior de la atmósfera (en algunos casos
unos 10.000 km). Debido a que no presenta
circulación vertical, está estratificada, es decir,
formada por diversas capas con composición
diferente, con predominio de un determinado gas.
Las capas se ordenan desde dentro hacia fuera
según el peso de los componentes principales.
2) ESTRUCTURA.
a) Troposfera: Es la capa atmosférica más baja, y la de mayor importancia medioambiental,
pues en ella tienen lugar prácticamente todos los fenómenos meteorológicos. Su altura
varía estacionalmente (más alta en verano que en invierno, al expandirse los gases por el
calor), y latitudinalmente (16 km en el ecuador, 12 km en latitudes medias y 9 km en los
Polos). Contiene cerca del 80% de la masa de la atmósfera, y en ella la presión desciende
con la altura.
Igualmente, la temperatura de la troposfera es máxima en su parte inferior (unos 15ºC de
media) y a partir de ahí comienza a descender a razón de unos 0,65 ºC/100 m, lo que se
denomina gradiente vertical de temperatura (GVT), hasta alcanzar los -70ºC en su parte
final (tropopausa).

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La atmósfera se calienta principalmente por una transferencia de calor desde la superficie,
y por tanto, en la troposfera, conforme estamos más alejados de la superficie del suelo,
menos temperatura habrá
b) Estratosfera: se extiende desde la tropopausa hasta los 50 Km de altura. En ella no existen
apenas movimientos verticales del aire, sino movimientos horizontales, debido a su
disposición en estratos superpuestos. Contiene la mayor parte de del ozono atmosférico,
detectándose las máximas concentraciones entre los 15 y 35 km (Capa de Ozono). Este gas
absorbe especialmente la radiación ultravioleta, por lo cual la temperatura de esta capa
aumenta con la altitud progresivamente desde los -60ºC hasta los 20ºC en su límite
superior (estratopausa).
c) Mesosfera: no difiere en su composición de las otras capas, aunque no tiene ni ozono ni
vapor de agua. La temperatura desciende con la altitud, hasta llegar a unos -100C en su
límite superior, a unos 80 Km de altura (mesopausa). EN esta capa es donde los
fragmentos de meteoritos procedentes del espacio se vuelven incandescentes por el
rozamiento con el aire, produciendo una estela luminosa conocida como estrella fugaz.
d) Termosfera o Ionosfera: se compone principalmente de N2 y oxígeno atómico, que
absorben los rayos X y los rayos gamma procedentes del Sol, cediendo un electrón, por lo
que quedan cargados positivamente y los electrones desprendidos originan una corriente
eléctrica que se mueve por toda la capa ionizada. En ella la temperatura aumenta hasta los
1.000ºC, debido a la absorción de esas radiaciones. La termosfera finaliza en la
termopausa, situada a unos 500 km de altura.
Las interacciones de las partículas subatómicas procedentes del Sol (viento solar) con los
átomos ionizados de la termosfera dan lugar a fenómenos luminosos conocidos como
auroras boreales, que suceden en las cercanías de los polos magnéticos.
Podríamos considerar también la Exosfera: se extiende hasta el final de la atmósfera a unos
10.000 km. Se encuentra por encima de la ionosfera, y su límite estaría marcado por la
densidad atmosférica muy baja, similar a la del espacio exterior. Es una zona muy tenue y está
formada por átomos de oxígeno, hidrógeno y helio, predominando el hidrógeno.

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3) FUNCIÓN PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA.
Nuestra estrella, el Sol, emite continuamente un flujo de materia en forma de átomos, iones y
partículas subatómicas, y un flujo de energía en forma de ondas electromagnéticas.
Las radiaciones electromagnéticas constituyen un tipo de energía transmisible que presenta
una doble naturaleza: corpuscular y ondulatoria (se comporta a la vez como partículas en
movimiento y como ondas).
El espectro electromagnético es el conjunto de las diferentes ondas
electromagnéticas procedentes del Sol, que se diferencian entre sí por
su longitud y a la vez por la cantidad de energía que portan:
- Las ondas de radio y de televisión.
- Las microondas.
- La radiación infrarroja (calor).
- Los rayos ultravioleta.
- Los rayos X.
- Los rayos gamma.
- La radiación visible.
Toda la energía que llega a la Tierra alcanza en primer lugar la atmósfera, donde sus distintos
componentes absorberán y reflejarán selectivamente las diferentes radiaciones; así, esta
envoltura hará de filtro eficaz de muchas de estas ondas electromagnéticas, que por sus
características son muy perjudiciales para la mayor parte de los seres vivos.
Esta función protectora de la atmósfera es ejercida por la ionosfera y la ozonosfera:
a) En la ionosfera, las radiaciones electromagnéticas de onda más corta, esto es, rayos X y
rayos gamma son absorbidos por el H2 y el N2 presentes en ella, que debido al choque se
ionizan. Estos iones, altamente inestables, vuelven a su estado fundamental tras captar los
electrones que perdieron y lo hacen desprendiendo la energía sobrante en forma de calor
(energía infrarroja). Este desprendimiento de energía provoca el incremento en la
temperatura de esta capa.
b) En la estratosfera se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico, una molécula
triatómica formada por oxígeno (O3), gaseosa y de olor picante, que actúa absorbiendo la
radiación UV en una serie de reacciones:
1º Fotólisis del oxígeno: O2 + UV  O + O
2º Formación del ozono: O + O2  O3 + calor
3º Destrucción del ozono:
a) Fotólisis del ozono: O3 + UV  O2 + O
b) Posible reacción con el oxígeno atómico: O + O3  O2 + O2

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En condiciones normales, estas reacciones están en equilibrio dinámico, y además de retener
el 90% de los rayos UV de los llamados tipo B, producen un incremento en la temperatura de la
estratosfera, debido a la liberación de calor. Como puede observarse, la capa de ozono NO
está ahí para frenar los rayos UV sino que los rayos UV producen el ozono (y lo destruyen) a
partir de las moléculas de oxígeno en forma biatómica de la atmósfera. Si la atmósfera no
tuviera oxígeno, no habría protección frente a las radiaciones ultravioletas, al no existir capa
de ozono.
Aunque no es una capa de la atmósfera, la magnetosfera (el campo magnético terrestre),
impide la entrada de las partículas eléctricamente cargadas, procedentes del Sol y que
constituyen el llamado viento solar. Las zonas de los polos, donde el campo magnético se
debilita (hasta hacerse nulo en los polos magnéticos) están desprotegidas y las partículas
cargadas llegan a la ionosfera donde son detenidas y producen los efectos luminosos que
llamamos auroras polares. La llegada hasta la superficie del viento solar tendría efectos más
perniciosos aun para los seres vivos que los rayos ultravioleta y las radiaciones ionizantes.
Por último, cabe destacar que la atmósfera impide la caída de meteoritos a la superficie
terrestre, ya que el rozamiento con el aire los hace explotar o vaporizar antes de que impacten
en el suelo.
4) FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA:
Además de su función protectora, la atmósfera tiene un papel importantísimo como
reguladora del clima, mediante el efecto invernadero, el albedo y la circulación atmosférica
global:
1. El albedo es una energía devuelta al espacio exterior. Su incremento, ligado a la presencia
de polvo en suspensión o nubes en la atmósfera (o bien de nieve o hielo), llevaría a un
enfriamiento progresivo de la Tierra.
2. La radiación electromagnética emitida por los océanos y los continentes es absorbida en
parte por los gases invernadero de la atmósfera (dióxido de carbono, metano y vapor de agua
fundamentalmente), lo que, junto con el calor latente y el calor sensible desprendidos,
provocan su calentamiento, y la reirradiación de esta energía de nuevo hacia la superficie
(efecto invernadero). Esto da lugar a que la temperatura en superficie sea mayor que la que
existiría en ausencia de envoltura gaseosa.
El efecto invernadero tiene una gran importancia biológica. Si no hubiese atmósfera, y por
tanto no hubiese gases con capacidad de absorción de radiaciones de onda larga rodeando la
superficie sólida y líquida del planeta, la temperatura media en la superficie sería de unos -18
°C, en lugar de los 15 °C actuales. VER EXPLICACIÓN DEL EFECTO INVERNADERO EN EL TEMA 1
(MODELO DE REGULACIÓN DEL CLIMA TERRESTRE).
3. La atmósfera produce un transporte de energía térmica, desde las zonas más cálidas del
planeta hacia los Polos. Además, compensa los desequilibrios térmicos entre las zonas bajas y
altas de la troposfera mediante la convección y la formación de nubes.