Por qué hace más frío en la cima de las montañas: la física de la atmósfera nos da la respuesta

    Mientras más asciendes en una montaña, más baja la temperatura. Pero ¿cómo es posible que, al “acercarnos” al Sol, sintamos menos calor, incluso en verano? La Física tiene la respuesta.

    A medida que ascendemos una montaña, la presión atmosférica disminuye y el aire suele ser más frío. La física de la atmósfera explica por qué las grandes cumbres mantienen temperaturas tan bajas, incluso cuando reciben radiación solar.
    A medida que ascendemos una montaña, la presión atmosférica disminuye y el aire suele ser más frío. La física de la atmósfera explica por qué las grandes cumbres mantienen temperaturas tan bajas, incluso cuando reciben radiación solar.

    Está rigurosamente registrado por expediciones científicas que, en la cumbre del Monte Everest, con una altitud oficial de 8.849 metros sobre el nivel del mar, en invierno la temperatura puede bajar hasta -60°C, y en verano el promedio ronda los -36°C.

    Imagina que estás en el punto más alto que se puede alcanzar en el planeta, donde esperarías tener más del calor que aporta el Sol, sin embargo, las temperaturas son extremadamente bajas, y con los vientos que circulan allí, puedes alcanzar la sensación de estar a -80°C durante los meses de invierno.

    ¿Por qué estar más cerca del Sol no significa más calor?

    Pero comencemos por descartar una idea muy común: al subir una montaña, por ejemplo, el Everest, nos acercamos al Sol. El Sol se encuentra a 149,6 millones de km de la Tierra, por tanto, al superar los casi 8,8 km al punto más alto del planeta, esa distancia superada en dirección al astro es prácticamente insignificante (al compararla con millones de kilómetros), y es como si estuviéramos sobre el nivel del mar.

    Esquema del balance energético Sol-Tierra, que ilustra cómo la radiación solar y terrestre se distribuye entre la atmósfera, las nubes y la superficie, regulando la temperatura del planeta. Fuente: AEMET.
    Esquema del balance energético Sol-Tierra, que ilustra cómo la radiación solar y terrestre se distribuye entre la atmósfera, las nubes y la superficie, regulando la temperatura del planeta. Fuente: AEMET.

    Lo primero es comprender que el aire, como nombramos coloquialmente la capa de la atmósfera más cercana a nosotros, no se calienta directamente por el Sol. La radiación solar atraviesa los casi 10.000 km de la atmósfera casi sin calentarla, y llega hasta el suelo, que absorbe esta energía y la emite en forma de calor.

    El rol de la presión y densidad de la atmósfera

    Mientras a nivel del mar la presión del aire es mayor, pues está “soportando” el peso de la “columna” de gases que está sobre ella, a medida que subimos a la capa más externa de la atmósfera, esa presión disminuye (la “columna” es más pequeña). Y mientras menor es la presión, las moléculas están más separadas, y por tanto el aire es menos denso.

    Enfriamiento adiabático y otros factores

    Cuando una masa de aire asciende, la presión a su alrededor es menor, por lo tanto el gas se expande, y pierde parte de su energía “empujando” las moléculas a su alrededor. Como consecuencia disminuye la temperatura, aunque no haya transferido calor hacia el exterior. Este proceso es el enfriamiento adiabático.

    El aire se expande y enfría a medida que asciende, debido a la disminución de la presión atmosférica, sin intercambiar calor con su entorno.
    El aire se expande y enfría a medida que asciende, debido a la disminución de la presión atmosférica, sin intercambiar calor con su entorno.

    En promedio, en la troposfera la temperatura del aire disminuye alrededor de 6,5°C por cada 1.000 metros de altitud (gradiente térmico vertical medio). Sin embargo, una masa de aire que asciende se enfría a un ritmo diferente según esté saturada o no de vapor de agua.

    Volvamos al Everest: allí encuentras suelos rocosos cubiertos de nieve, la cual tiene un alto poder para reflejar la radiación solar (albedo). Es así que refleja más energía de la que absorbe, por lo que el suelo se caliente poco y proporciona menos calor al aire.

    La presencia del viento a mayor altura, debido a las diferencias de presión, no precisamente disminuyen la temperatura, pero si aumentan la pérdida de calor en el cuerpo humano, por lo que la sensación térmica disminuye.

    Queda entonces develado el “misterio” de por qué hace más frío a mayor altura. Desde conceptos básicos de la Física de la atmósfera hemos dado la respuesta.