¿Por qué hace más frío en las altitudes más altas?

Vista de nubes sobre la cima de una montaña en Deomali, Odisha, el 17 de agosto de 2020. | Crédito de la foto: Mohan Vamsi Somireddi

A: Las mediciones revelan que, a medida que ascendemos a la atmósfera, la temperatura del aire disminuye con la altura desde el suelo hasta unos 15-20 km en la troposfera. Más allá de esto, aumenta en la estratosfera hasta una altura de 50 km. De nuevo disminuye en la mesosfera hasta los 80 km y finalmente aumenta en la ionosfera.

La radiación solar calienta la superficie de la Tierra mucho más que el aire por el que viaja. El calor de la superficie se transporta por expansión convectiva hacia la atmósfera. Una atmósfera condicionada por la expansión convectiva tendrá temperaturas relativamente más frías en los niveles superiores. Esto es así en una atmósfera hidrostáticamente estable, en condiciones adiabáticas (es decir, cuando la entropía es constante), lo que es cierto en el caso de las atmósferas planetarias o estelares.

Pero la atmósfera real no es estática, sino dinámica y en constante movimiento. Los procesos termodinámicos no son adiabáticos, ya que la radiación procedente del exterior de la atmósfera penetra en ella y la atmósfera también irradia calor hacia el espacio exterior. Aun así, las desviaciones de la condición hidrostática y adiabática son pequeñas y la temperatura disminuye con la altura.