¿Alguna vez has notado que hace más frío en el fondo de un valle que en las cumbres? Esto suele suceder cuando se produce la inversión térmica, un fenómeno que está asociado a situaciones de gran estabilidad atmosférica.
La mañana del pasado 28 de diciembre los meteorólogos parecían haberse
puesto de acuerdo con las inocentadas: las temperaturas en muchas zonas bajas
de Madrid, las habitualmente más cálidas, eran varios grados inferiores a las
registradas en estaciones de montaña.
Por ejemplo, a las 7 am el termómetro en Aranjuez (495 m de altitud) marcaba
bajo cero (–5 ºC). En el puerto de Navacerrada, a más de 1.800 metros, se
registraban diez grados más (+5 ºC). La paradoja térmica (uno espera que en las
zonas altas haga más frío) se repetía en los valles del Jarama, del Tajo y del
Henares.
Parece un mundo al revés y lo es si nos atenemos tan solo a las
temperaturas extremas a determinadas horas del día en determinados accidentes
geográficos. El fenómeno, común en valles de todo el mundo, se llama “inversión
térmica”.
Antes de empezar, unos ejemplos sencillos
Observe la siguiente figura (A). Una estufa calienta una habitación. El
aire caliente (flechas rojas) sube; al descender se enfría hasta desplomarse en
el suelo (flechas azules). Sustituya la estufa por la superficie de la Tierra
(recuerde que, como expliqué
en esta entrada, es el suelo y no el Sol el que calienta el aire) y ya
tenemos la primera pista. Vamos con la segunda.
Si alguna vez ha estado a pie quieto en la orilla del mar o en una
piscina, habrá notado que siente los pies más fríos que el resto del cuerpo.
Eso sucede porque el agua fría es más densa y se va al fondo. Piense ahora que
el aire es, como el agua, un fluido. El
aire cálido es menos denso y por lo tanto sube. El aire frío es
comparativamente más denso y por lo tanto tiende a desplomarse. Vamos con la
tercera.
Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se
confunden, pero son diferentes. Aunque sean magnitudes distintas, están
relacionadas. Cuando dos cuerpos que tienen distintas temperaturas se ponen en
contacto entre sí, se produce una transferencia de energía calorífica desde el
cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. La transferencia de calor
se puede realizar por tres mecanismos físicos: conducción, convección y
radiación, que actúan simultáneamente en el sistema Tierra-Atmósfera-Océano,
transfiriendo calor entre la superficie de la Tierra (tanto del suelo como del
mar) y la atmósfera. Los tres procesos se ilustran en la figura anterior (B).
Para lo que aquí nos interesa, la conducción es la transferencia de
calor a través de la materia desde las temperaturas más altas a las más bajas.
La superficie del suelo que ha sido calentada por la radiación solar (es decir,
la superficie insolada) transmite su calor al aire en contacto inmediato con
ella.
Viajemos ahora a los inicios del siglo XIX cuando, estudiando las
relaciones entre la presión, la temperatura y el volumen de los gases, JosephLouis Gay-Lussac descubrió que la presión del gas es directamente proporcional
a su temperatura: si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. Si
disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.
Según esa regla, cuando una masa de aire desciende, a medida que lo
hace se somete progresivamente a una mayor presión atmosférica (recuerde que
cuanto menor es la altitud mayor es la presión, de donde se deriva el
archiconocido “mal
de altura”), se comprime y se calienta: es el aumento de temperatura por compresión.
Por tanto, conforme una masa de aire frío y denso desciende su temperatura
aumenta por compresión y se vuelve incluso más denso.
Ese aire más denso y frío es el que se extiende estos días por las
tierras bajas españolas, produciendo la paradoja de que se estará más calentito
en las cumbres de Guadarrama que en las tierras bajas del valle del Henares.
Inversiones térmicas: valles fríos y piscinas de aire frío
El fenómeno climatológico denominado inversión térmica se presenta
normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire
en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas próximas
a las laderas de las montañas en noches frías debido a que la pérdida del calor
de la superficie terrestre por la radiación nocturna es tan intensa que el
suelo se enfría más rápidamente que el aire contiguo a él.
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| Cuando hay un anticiclón, el aire desciende desde las capas más altas de la troposfera, se calienta y retiene junto a la superficie el más frío, que aparece por radiación. Modificada a partir de una figura de METEORED. |
Recuerde ahora que el calor por conducción siempre se transmitirá desde un cuerpo más caliente (a mayor temperatura) a otro más frío (si no se lo cree, prueba a calentar la cocina dejando abierta la puerta del frigorífico). Esto hace que las capas inferiores de aire cedan su calor al suelo enfriado por la noche por medio de la conducción, ocasionando que las primeras se enfríen más que las capas superiores, las cuales, además, se han calentado otra vez con la nueva radiación solar. Así, el aire que se encuentra justo sobre el suelo está más frío que el aire a niveles ligeramente superiores, lo cual constituye una inversión del descenso térmico vertical típico de la temperatura.
Las inversiones térmicas se producen con tiempo estable, vientos suaves
y ausencia de radiación solar. En esas condiciones, el aire frío, más denso, se
deposita en la superficie, de modo que será en las zonas deprimidas o hundidas
donde se registren las temperaturas más bajas. El fenómeno puede observarse
frecuentemente en nuestras latitudes durante los meses invernales, cuando no es
extraño obtener temperaturas mínimas más bajas en las mesetas que en las cimas
de los sistemas montañosos.
Cuando estas depresiones del terreno son cerradas y se sitúan en
entornos donde se producen fuertes inversiones térmicas, porque durante la
noche el aire frío y denso de las partes altas de las laderas que desciende por
cañadas, gargantas y laderas desciende hacia el fondo de la depresión y puede
formar una piscina de aire frío o CAP (cold-air pool en
la bibliografía inglesa). Las temperaturas que se llegan a alcanzar en el
interior de estas depresiones pueden ser muy inferiores a las de las zonas
adyacentes o circundantes.
De modo que lo que está pasando a escala continental es, básicamente, una
inversión térmica, un fenómeno que se presenta normalmente en las mañanas frías
sobre los valles de escasa circulación. En definitiva, en cuestiones de clima, nada
nuevo bajo el Sol. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.