Introducción

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por el peso de la atmósfera sobre la superficie terrestre. Se mide en unidades de presión, como el pascal (Pa) o el bar. La atmósfera es una capa de gases que rodea la Tierra y está compuesta principalmente de nitrógeno y oxígeno. La presión atmosférica se debe a la fuerza gravitatoria de la Tierra, que atrae a la atmósfera hacia abajo.

La presión atmosférica es mayor en la superficie de la Tierra debido a la fuerza gravitatoria y disminuye a medida que aumenta la altitud. Esto se debe a que hay menos masa de aire a medida que aumentamos de altitud, lo que resulta en menos peso y, por lo tanto, menor presión.

La presión atmosférica es importante porque determina el tiempo meteorológico y puede tener un impacto en el comportamiento de los gases y los fluidos. También juega un papel importante en la ingeniería y la tecnología, como en el diseño de aviones y cohetes que deben soportar grandes cambios en la presión durante el vuelo.

Desarrollo del tema

1. Antecedentes del concepto de presión atmosférica

El concepto de presión atmosférica ha sido estudiado durante siglos y ha sido abordado por muchos científicos y filósofos a lo largo de la historia.

Uno de los primeros científicos en estudiar la presión atmosférica fue el filósofo griego Tales de Mileto, quien vivió en el siglo VI a.C. Tales notó que la atmósfera ejercía una presión sobre la superficie de la Tierra y propuso que esto podría explicar por qué los objetos caen al suelo cuando se los deja caer.

El científico italiano Galileo Galilei también estudió la presión atmosférica y utilizó un barómetro, un instrumento que mide la presión atmosférica, para demostrar que la presión disminuye a medida que aumenta la altitud.

El matemático y físico alemán Gottfried Wilhelm Leibniz también contribuyó al estudio de la presión atmosférica en el siglo XVII al desarrollar una fórmula matemática para calcular la presión en función de la altitud.

En el siglo XVIII, el científico francés Blaise Pascal llevó a cabo experimentos sobre la presión atmosférica y demostró que la presión disminuye a medida que aumenta la altitud. Esto llevó al desarrollo del barómetro de mercurio, que se utiliza aún hoy en día para medir la presión atmosférica.

2. Formas comunes de estudiar la presión atmosférica

Existen varias maneras de estudiar el concepto de presión atmosférica, y esto puede variar según el enfoque y el nivel de detalle que se desee alcanzar. Algunas formas comunes de estudiar la presión atmosférica incluyen:

1. Utilizar instrumentos: Una forma común de medir la presión atmosférica es utilizar un barómetro, un instrumento que mide la presión atmosférica en una escala determinada. Hay varios tipos de barómetros, como el barómetro de mercurio y el barómetro aneroide, que funcionan de diferentes maneras.
2. Realizar experimentos: Otro método para estudiar la presión atmosférica es realizar experimentos controlados para observar cómo cambia la presión en respuesta a ciertas variables, como la altitud o la temperatura.
3. Utilizar modelos matemáticos: Los modelos matemáticos también pueden utilizarse para predecir y comprender cómo varía la presión atmosférica en diferentes condiciones. Esto se puede hacer utilizando fórmulas y ecuaciones que relacionan la presión atmosférica con otras variables, como la altitud o la temperatura.
4. Observar la naturaleza: Otra forma de estudiar la presión atmosférica es observar cómo afecta a fenómenos naturales, como las tormentas o el clima. Esto puede incluir el uso de herramientas como los satélites para observar y medir la presión atmosférica desde el espacio.

En resumen, el concepto de presión atmosférica puede estudiarse de varias maneras, desde el uso de instrumentos de medida hasta la observación de fenómenos naturales y la utilización de modelos matemáticos.

3. Presión atmosférica y altura

La relación entre la presión atmosférica y la altitud es inversa, lo que significa que a medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye. Esto se debe a que la atmósfera tiene menos masa a medida que aumenta la altitud, lo que resulta en menos peso y, por lo tanto, menor presión.

La presión atmosférica es mayor en la superficie de la Tierra debido a la fuerza gravitatoria y disminuye a medida que aumenta la altitud. Esto se debe a que hay menos masa de aire a medida que aumentamos de altitud, lo que resulta en menos peso y, por lo tanto, menor presión.

La relación entre la presión atmosférica y la altitud se puede modelar matemáticamente utilizando la ley de la presión de barometría de Leibniz, que establece que la presión atmosférica disminuye a una tasa constante con la altitud.

La presión atmosférica también puede variar debido a factores como la temperatura y la humedad, pero la altitud es una de las principales variables que afectan a la presión atmosférica. Esta relación entre la presión atmosférica y la altitud es importante en aplicaciones como la ingeniería y el diseño de aviones y cohetes, que deben soportar grandes cambios en la presión durante el vuelo.

4. Presión atmosférica y altura

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por el peso de la atmósfera sobre la superficie terrestre. La atmósfera es una capa de gases que rodea la Tierra y está compuesta principalmente de nitrógeno y oxígeno. La presión atmosférica se debe a la fuerza gravitatoria de la Tierra, que atrae a la atmósfera hacia abajo.

La presión atmosférica es una medida de la fuerza ejercida por el aire sobre una superficie, y es proporcional a la densidad del aire y a la altura de la atmósfera. A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye debido a la menor cantidad de masa de aire.

El aire también puede afectar la presión atmosférica mediante el cambio de temperatura y la humedad. A mayor temperatura, el aire se expande y su densidad disminuye, lo que resulta en menor presión atmosférica. Por otro lado, a mayor humedad, el aire contiene más vapor de agua, lo que puede aumentar su densidad y, por lo tanto, aumentar la presión atmosférica.

En resumen, la presión atmosférica está estrechamente relacionada con el aire y es proporcional a la densidad del aire y a la altitud de la atmósfera. La temperatura y la humedad también pueden afectar la presión atmosférica.

5. La presión del aire y su medición

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por el peso del aire sobre la superficie de la Tierra. Se mide utilizando un instrumento llamado barómetro, que puede ser de mercurio o aneroide. Los meteorólogos utilizan la unidad milibar para medir la presión atmosférica, y un milibar es igual a la fuerza de un gramo en un centímetro cuadrado. La presión normal del mar es de 1013,25 milibares o 76 centímetros. La presión atmosférica también se conoce como presión barométrica y varía con la altitud, siendo máxima al nivel del mar y mínima al final de la tropósfera. Los cambios en la presión atmosférica están relacionados con el movimiento del aire, es decir, el viento que se mueve de áreas de alta presión a áreas de baja presión.

Como el aire tiene masa junto con el peso. Entonces, el peso de las moléculas de aire que ejercen presión sobre un
cosa o sustancia se denomina presión de aire. Por ejemplo: el aire en la llanta de un automóvil está bajo presión debido
al peso del coche y a la tensión superficial del neumático. La presión del aire se puede medir por la presión
calibre y cambiable también.

Variación vertical de presión

En la atmósfera inferior hay una disminución de la presión rápidamente con la altura. Por ejemplo: en el Monte Everest, la presión del aire es dos tercios menor que la que hay al nivel del mar. El nivel de disminución de la presión con la altitud no es el mismo en todas partes. Puesto que hay cambios en factores como la temperatura, la cantidad de vapor de agua, la gravedad que controlan la densidad del aire.

Debido a esta variabilidad en diferentes factores, no existe una relación simple entre la altitud y presión. La disminución de la presión atmosférica se observa en promedio a razón de unos 34 milibares cada 300 metros de altura. La fuerza de gradiente de la presión vertical es mucho mayor que la fuerza de gradiente de la presión horizontal, pero está equilibrado por una fuerza gravitatoria aproximadamente igual pero opuesta. Porque este fuerte viento ascendente no se experimenta.

Debido a la presencia de la gravedad, el aire es más denso en la superficie y tiene alta presión. Como la presión es inversamente proporcional a la densidad y la temperatura. Por lo tanto, el cambio en cualquiera de las temperaturas
o la densidad conducirá a un cambio en la presión. El aumento de la presión indica buen tiempo estable, mientras que la disminución de la presión indica tiempo inestable y nublado.

Variación horizontal de presión

La diferencia mínima en la presión también se considera muy importante en términos de la dirección de los vientos y la velocidad de la distribución horizontal de la presión se estudia dibujando isobaras a una constante nivel. La línea que conecta lugares que tienen la misma presión se llama isobaras. Pero para reducir el efecto de altitud sobre la presión, se mide en cualquier estación después de haber sido reducida al nivel del mar durante propósitos de comparación.

La velocidad y la dirección de los cambios de presión, que se denomina gradiente de presión, se expresa mediante
espaciado presente en la isobara. Por esto podemos definir el gradiente de presión como la disminución de la presión
por unidad de distancia en la dirección en que la presión disminuye más rápidamente. Hay varias zonas identificables distintas de regímenes homogéneos de presión horizontal o ‘cinturones de presión’.

Existen cinturones de presión en la superficie de la Tierra, como lo son:

1. bajo ecuatorial,
2. las alturas subtropicales,
3. las bajas subpolares, y
4. los máximos polares.

Cinturones de presión

A. Cinturón Ecuatorial de Baja Presión o ‘Doldrums’:

• Este cinturón se encuentra entre las latitudes 10°N y 10°S.
• El ancho de este cinturón de presión puede variar entre 5°N y 5°S y 20°N y 20°S.
• Este cinturón se conoce como Doldrums debido a los movimientos de aire extremadamente tranquilos.
• Hay variación en la posición de este cinturón basado en el movimiento del Sol.

B. Cinturón subtropical de alta presión o latitudes de caballos:

• La altura de este cinturón se extiende desde cerca de los trópicos hasta aproximadamente 35°N y S.
• En este cinturón el aire que desciende es cálido y seco y es por eso que la mayoría de los desiertos están presentes a lo largo este cinturón, en ambos hemisferios.

C. Cinturón de baja presión subpolar:

• Este cinturón se encuentra entre las latitudes 45°N y S junto con los círculos polares ártico y antártico (66,5° de latitud N y S).
• Como la temperatura es baja en estas latitudes, los cinturones subpolares de baja presión no están muy bien pronunciado durante todo el año.
• En el hemisferio sur tales cinturones rodean la periferia de la Antártida y no son tan diferenciado.

D. Cinturón polar de alta presión:

• Este cinturón es pequeño en áreas y se extiende alrededor de los polos.
• Este cinturón está situado alrededor de los polos entre las latitudes 80 – 90° N y S.
• En este cinturón la temperatura más baja se encuentra sobre los polos.