Presión atmosférica

La atmósfera terrestre ejerce una fuerza sobre todo lo que hay en ella. Esta fuerza, dividida por el área sobre la que actúa, es la presión atmosférica. La presión atmosférica a nivel del mar tiene un valor medio de 1.013,25 milibares. Expresada con otras unidades, esta presión es de 14,7 libras por pulgada cuadrada, 29,92 pulgadas de mercurio, o 1,01 × 105 pascales. La presión atmosférica disminuye con el aumento de la altitud: es la mitad del valor a nivel del mar a una altitud de unos 5 km y cae a sólo el 20% de la presión en la superficie a la altitud de crucero de un avión de pasajeros. La presión atmosférica también cambia ligeramente de un día a otro a medida que los sistemas meteorológicos se desplazan por la atmósfera.

La atmósfera terrestre está formada por gases que rodean la superficie y, como cualquier gas, la atmósfera ejerce una presión sobre todo lo que hay en ella. Un gas está formado por moléculas que están en constante movimiento. Si el gas está en un recipiente, algunas moléculas de gas siempre están rebotando contra las paredes del recipiente. Al hacerlo, ejercen una pequeña fuerza sobre las paredes. Con un número suficiente de moléculas, sus impactos se suman para formar una fuerza que puede medirse fácilmente. Dividiendo la fuerza total por el área sobre la que se mide se obtiene la presión del gas. Cualquier otra cosa que el gas toque también tendrá esta presión ejercida sobre ella. Así, en cualquier lugar de la atmósfera terrestre podemos detectar la presión atmosférica.

La presión atmosférica disminuye a medida que se asciende en la atmósfera y aumenta cuanto más se acerca a la superficie terrestre. La razón de este cambio con la altitud es que la presión atmosférica en cualquier punto es realmente una medida del peso, por unidad de superficie, de la atmósfera sobre ese punto. A nivel del mar, por ejemplo, la presión es de 14,7 libras por pulgada cuadrada. Esto significa que una porción de la atmósfera en forma de columna larga y delgada, con una base de una pulgada cuadrada y tan alta como la cima de la atmósfera (al menos 120 mi o 200 km), tendría aire dentro de la columna que pesaría 14,7 libras (6,7 kg). A mayor altura, como la cima de una montaña de 3.048 m (10.000 pies), se está por encima de parte de la atmósfera. Aquí la presión atmosférica es menor que a nivel del mar, porque hay menos aire que pesa desde arriba. Una persona siente este tipo de efecto de presión cuando se sumerge en el fondo de un lago o de una piscina profunda. A medida que el buceador desciende en el agua, hay cada vez más agua por encima. El agua adicional ejerce una presión creciente que el buceador puede sentir en su piel (y especialmente en los tímpanos).

La presión atmosférica está estrechamente relacionada con el clima. A medida que el aire circula alrededor de la Tierra, se desarrollan regiones de presión ligeramente superiores o inferiores a la presión atmosférica media. El aire pasa de las regiones de alta presión a las de baja presión, provocando vientos. Las propiedades del aire en movimiento (frío o cálido, seco o húmedo) determinarán el tiempo de las zonas por las que pase. Conocer la ubicación de las zonas de altas y bajas presiones es vital para la predicción del tiempo, por lo que aparecen en los mapas meteorológicos que se imprimen en los periódicos y se muestran en la televisión.

La presión atmosférica se mide con un barómetro, del que existen varios diseños. El primer barómetro fue fabricado por Evangelista Torricelli en 1643, utilizando una columna cerrada en un extremo y parcialmente llena de mercurio. La columna se colocaba verticalmente en un pequeño estanque de mercurio con el extremo abierto hacia abajo. En esta disposición, el mercurio no sale por el extremo abierto. Más bien, se mantiene a una altura tal que la presión ejercida por el mercurio suspendido sobre la piscina será igual a la presión atmosférica en la piscina. El barómetro de mercurio sigue siendo de uso común hoy en día (esta es la razón por la que a la presión se le siguen dando las unidades «pulgadas de mercurio» en los informes meteorológicos). Los barómetros modernos incluyen el barómetro aneroide, que sustituye la columna de mercurio por un recipiente sellado de aire, y el manómetro electrónico de capacitancia, que detecta la presión electrónicamente.