La Atmósfera. Su estrucutrua y composición.

La atmósfera es una capa delgada de gases mezclados que cubren la superficie de la tierra, más del 99% de la masa total de la atmósfera se encuentra dentro aproximadamente de 30 km de la superficie de la tierra. La masa total de la atmósfera es de aproximadamente 5.14 x 10¹⁵ toneladas de metros cúbicos.

La composición de la atmósfera ha venido cambiando de manera gradual a lo largo del tiempo, debido principalmente a los procesos naturales que han ido sucediéndose desde la formación de nuestro planeta hasta la actualidad. Es por tanto un sistema dinámico. Además de estos procesos naturales hay otro factor que puede cambiar la composición de la atmósfera, el ser humano. Debido a su capacidad de influir en el entorno natural, en los últimos años se ha puesto de manifiesto que la composición de la atmósfera se ha visto modificada sobre todo en lo referente al CO2 por la combustión.


Entre los procesos naturales se encuentran algunos procesos biológicos como la respiración de lo animales, incluyendo los humanos que remueven oxígeno de la atmósfera y en turno producen dióxido de carbono (CO₂). El proceso fotosintético de las plantas usa el  CO₂ para producir oxígeno, de esta manera regresando el O₂ a la atmósfera. Otros procesos naturales incluyen los eventos geológicos como las erupciones volcánicas, que no únicamente inyectan cantidades masivas de partículas a la atmósfera, sino también grandes cantidades de CO₂  y vapor de agua. 

Mientras que gran parte de la composición atmosférica es mantenida mediante estos procesos naturales, la interacción de las actividades humanas con la atmósfera tiene de igual manera implicaciones profundas sobre la composición atmosférica y como consecuencia sobre la calidad y continuidad de la vida sobre la tierra.

La atmósfera terrestre está constituida por una mezcla homogénea de gases que especificamos en las 2 siguiente tablas. La primera hace referencia a los gases muy poco variables:

Gas	Composición química	Porcentaje (por volumen de aire seco)
Nitrogeno	N2	78.08
Oxigeno	O2	20.95
Argón	Ar	0.93
Neón	Ne	0.0018
Helio	He	0.0005
Hidrogeno	H2	0.00005
Xenón	Xe	0.000009

Tabla 1 Composición de Gases no variables

También concurren otras sustancias de concentración variable las cuales se resumen en la tabla 2.

Sustancia	Composición química	Porcentaje (por volumen de aire seco)	ppm (partes por millón)
Vapor de agua	H2O	0 - 4	-------
CO2	CO2	0.035	350
Metano	CH4	0.00017	1.7
Oxido nitroso	N2O	0.00003	0.3
Ozono	O3	0.000004	0.04
Materia particulada	-------	0.000001	0.01
Flouroclorocarbonos (CFCs)	-------	0.00000001	0.0001

Tabla 2. Composición de gases variables

En cuanto a las diferentes partes en las que podemos dividir la atmósfera tenemos:

1. La troposfera: Quizás sea la capa más importante para la actividad de la propia vida. Puede llegar hasta un límite superior (tropopausa) situado a 9-10 Km en los polos y los 18 km en el ecuador. Decimos que es importante porque en ella se producen los principales movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la zona de la formación de las nubes y los fenómenos meteorológicos: lluvias, vientos, cambios de temperatura. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior. Contiene el 50% de la masa total de la atmósfera.
2. La estratosfera: Comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono, importante porque absorbe las radiaciones ultravioleta tan dañinas para la vida.
3. La mesosfera: Se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total del aire. 
4. La ionosfera: Se extiende desde una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o más. Uno de los puntos más importantes de esta capa es  tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio. Una parte de la energía radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la Tierra. Esto permite la recepción de señales de radio a distancias mucho mayores de lo que sería posible con ondas que viajan por la superficie terrestre.
5. La región que hay más alejada de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera. Más allá se extiende la magnetosfera, espacio situado alrededor de la Tierra en el cual, el campo magnético del planeta domina sobre el campo magnético del medio interplanetario.

Figura 1. Estructura vertical de la atmósfera.