GRADIENTES ADIABÁTICOS

Cuando el aire asciende en la atmósfera, se desplaza de una zona de mayor presión a otra de menor presión , debido a ésto el aire se expande y se va enfriando. La temperatura del aire desciende en la troposfera hasta los -50ºC debido a una disminución de la presión, de la densidad del aire y el menor efecto de la gravedad.
La disminución de la presión en la troposfera es constante, así que el enfriamiento también.
Cuando el aire desciende se comprime y aumenta la temperatura.

Cualquier proceso en el que al aire ni se le comunica ni se le quita calor se llama un proceso adiabático. Por el contrario, se llaman no adiabáticos aquellos procesos en los que se comunica o se quita calor.
El proceso de enfriamiento y calentamiento por los movimientos ascendentes o descendentes es un proceso adiabático, es decir no existe un intercambio de calor con el medio ambiente exterior; el calor es constante, no hay ni ganancia ni pérdida de calor. Lo que existe es una expansión o compresión de los gases. El aire es mal conductor térmico y los movimientos se producen con rapidez.

En las proximidades de la superficie de la Tierra los procesos no adiabáticos son muy frecuentes porque el aire intercambia calor fácilmente con la superficie que tiene debajo.
En los niveles altos, como el aire está alejado de las fuentes de calor se producen procesos adiabáticos.

La variación de temperatura que experimenta una masa de aire en movimiento vertical, a calor constante se llama gradiente adiabático. Se representa mediante una serie de diagramas de temperatura denominados curvas de evolución.
Si el aire no está saturado y no se suministra calor, diremos que el proceso es adiabático seco, y los cambios de temperatura se deben por completo a expansiones o contracciones.

Dicha variación se estima en 1ºC cada 100 m y se denomina gradiente adiabático seco (GAS). Teniendo en cuenta el principio físico por el cual una masa de aire aumenta su temperatura si es comprimida, en tanto que si se expande, disminuye: la masa de aire en elevación se expande debido a que la presión que soporta es menor con la altura; por tanto, su temperatura también desciende debido a que la fricción de las moléculas de aire es menor, no hay que olvidar que no hay intercambio de calor, la disminución de la temperatura durante el ascenso se debe al efecto de una menor presión.

El descenso en la práctica es menor de 1ºC, debido al contacto al subir y a las turbulencias, siendo en realidad 0,65ºC cada 100 m., a este descenso real se denomina gradiente térmico vertical de la atmósfera (GVT).

A medida que se asciende la humedad relativa del aire va aumentando hasta alcanzar el punto de rocío; esto produce la condensación del vapor y la liberación del vapor latente de vaporización, lo que hace disminuir el ritmo de descenso de la temperatura de 0,3 ºC , 0,6º C /100 m. Esto se explica porque el paso de gas a líquido es una reacción que libera calor, se refuerza su flotabilidad o velocidad de ascenso, pero disminuye su ritmo de enfriamiento. El gradiente que se da con fenómenos de condensación es lo que se llama gradiente adiabático húmedo (GAH) o saturado, el cual no tiene un valor constante, ya que varía con la temperatura.

El aire, cuando se enfría, comienza siguiendo el gradiente adiabático seco, y cuando llega al punto de rocío o punto de condensación, sigue el enfriamiento según el gradiente adiabático húmedo.