Las inversiones térmicas. Tapaderas invisibles en la atmósfera
La temperatura en la troposfera normalmente desciende con la altitud, pero a veces ocurre lo contrario, en presencia de una inversión térmica. Son habituales en invierno con tiempo anticiclónico.
Sabemos, por experiencia, que según vamos ascendiendo por una montaña, la temperatura es cada vez más baja. Es algo que también experimentamos en una ascensión en globo. Es el comportamiento normal que ocurre en la troposfera –la capa más baja de la atmósfera–, aunque observamos a veces que se invierten las tornas y hace más frío abajo en el valle que arriba en las cumbres. En tales casos, tenemos lo que se conoce como una inversión térmica.
En condiciones normales o estándar (en una atmósfera teórica conocida como ISA [International Standard Atmosphere] en Meteorología) la temperatura disminuye al ganar altitud en la troposfera a un ritmo constante. Es lo que se conoce como el “gradiente térmico vertical”, y toma el valor de -0,65 ºC/100 m. Esto equivale a decir que por cada 1.000 m de ascenso, la temperatura desciende 6,5 ºC.
Aire frío, nieblas e inversiones térmicas
El aire está más frío y es menos denso según ganamos altura, pero ocurre con relativa frecuencia, especialmente en los meses invernales, que el ritmo al que se enfría el aire en un nivel atmosférico inferior es mayor que al que lo hace más arriba (dictado por el citado gradiente). En consecuencia, la temperatura aumenta en lugar de disminuir al ascender en un determinado tramo de atmósfera.
Bajo situaciones anticiclónicas invernales, con presencia de aire de origen polar junto al suelo, se da dicha circunstancia, formándose una inversión térmica que marca el tope de las nieblas cuando se dan condiciones favorables para su formación. El espesor de una niebla de radiación viene dictado por las dimensiones verticales que tenga la capa de inversión, es decir, el tramo en el que el comportamiento de la temperatura es el inverso al normal.
En la curva de estado de los radiosondeos se ven con facilidad las inversiones térmicas que hay, tanto a nivel de la superficie como en altura, en el caso de que las hubiera. En el radiosondeo que aparece a la derecha de la figura anexa, vemos en la curva roja (curva de estado o del gradiente térmico vertical real, no teórico), cómo hay una primera inversión térmica inferior, de poco espesor, en la que el aire está saturado, por lo que se dan condiciones de niebla.
Algo más arriba en la curva hay una segunda capa de inversión, aproximadamente entre los niveles de presión de 950 y 700 hPa. Finalmente, en la parte alta de la curva, a partir de los 200 hPa, aparece una tercera inversión térmica, que en este caso indica la presencia de la tropopausa y marca el límite entre la troposfera (por debajo) y la estratosfera (por encima).
La tropopausa: una inversión térmica permanente
Las inversiones térmicas pueden tener espesores muy variables y aparecer en cualquier nivel troposférico. Una inversión térmica actúa como una tapadera, frenando en seco los ascensos de aire. Se forman de manera natural en los anticiclones, causadas por el calentamiento adiabático del aire al descender en ellos y se denominan inversiones de subsidencia.
La compresión a la que se ve sometido el aire subsidente provoca su calentamiento y pérdida de humedad, quedando situado sobre el aire más fresco y húmedo de los niveles inferiores, con la consiguiente formación de la inversión. Este tipo de inversión térmica es la responsable de los espectaculares mares de nubes que se forman en Canarias. El régimen de alisios, dominante en el archipiélago, es el encargado de aportar el aire húmedo y fresco a la capa de inversión.
La mayor y más duradera inversión térmica que se produce en la atmosfera es la que indicábamos que marca el nivel de la tropopausa. Su presencia, a unos 11-12 km en latitudes medias, da lugar a un cambio brusco en el gradiente térmico vertical. La temperatura a partir de ese nivel atmosférico deja de descender con la altitud y se mantiene constante, para empezar a aumentar algo más arriba, ya en el seno de la estratosfera.
La tropopausa frena en seco los ascensos de aire, en particular los que favorecen el crecimiento de los cumulonimbos. Estas gigantes nubes tormentosas, de desarrollo vertical, cuando alcanzan ese nivel atmosférico se encuentran con esa infranqueable barrera invisible, lo que aplasta su parte superior, formándose con frecuencia el característico yunque (incus, en su denominación oficial en latín). La observación de esta forma nubosa tan llamativa –compuesta en su totalidad por cristales de hielo– está marcando la altitud de la tropopausa y de la inversión térmica asociada a ella.