5.1: Temperatura

La temperatura es una medida de la velocidad promedio del movimiento aleatorio de las moléculas que comprenden una sustancia. Básicamente, es una medida de lo caliente o frío que es algo. En el Capítulo 4 hicimos una importante distinción entre temperatura y calor. El calor es el movimiento molecular total asociado a una sustancia, mientras que la temperatura es el movimiento promedio del molecular que compone una sustancia.

Hay dos formas en que la temperatura del aire puede cambiar. Puede haber un intercambio físico de calor entre el aire y la superficie terrestre en presencia de un gradiente de temperatura. Por ejemplo, si la superficie es más cálida que el aire de arriba, el calor se transferirá al aire para calentarlo. Este es un caso de cambio de temperatura diabático. La temperatura del aire también puede cambiar sin un intercambio físico de calor. A esto se le llama un cambio adiabático de temperatura que ocurre con las parcelas ascendentes de aire. A medida que sube una parcela de aire se expande. En proceso de expansión se requiere el gasto de su energía interna y como resultado la parcela se enfría. Analizaremos este proceso con más detalle en el Capítulo 7.

Medición de la temperatura

La temperatura superficial es la temperatura de la superficie terrestre, no la temperatura del aire por encima de ella. La temperatura del aire se mide a una altura de 4 a 6 pies sobre la superficie. Para obtener resultados precisos, los instrumentos deben estar protegidos del Sol y lejos de edificios y otras estructuras que puedan afectar las mediciones de temperatura. Una pantalla Stevenson, como la que se muestra en la Figura,\(\PageIndex{1}\) está ventilada para permitir que el aire la atraviese.

Figura\(\PageIndex{1}\): Pantalla Stevenson para medir condiciones climáticas como la temperatura del aire.

Una de las dos escalas de medición son comunes a la mayoría de nosotros, la escala Fahrenheit en Estados Unidos y la escala Celsius en la mayoría de los demás países. La escala Celsius es un sistema de medición internacional aceptado porque se basa en una escala decimal que tiene 100 unidades entre los puntos de congelación y ebullición del agua. La escala Fahrenheit establece el punto de congelación del agua a 32 ^o F y 212 ^o F para hervir. En mucha investigación científica se utiliza la escala Kelvin. Se basa en el “kelvin”, un incremento unitario de temperatura. A diferencia de las escalas Fahrenheit y Celsius, el kelvin no se conoce como un “grado”. Se trata de una escala absoluta dado que a cero absoluto cesa todo movimiento molecular. También tiene 100 unidades entre los puntos de congelación y ebullición del agua. El cero absoluto es -273 ^o en la escala Celsius.

Figura\(\PageIndex{2}\): Escalas de temperatura

Estadística de Temperatura

Hay una variedad de estadísticas disponibles para comunicar fácilmente los volúmenes de datos de temperatura disponibles. El rango de temperatura diario para un lugar es la diferencia entre las temperaturas más altas y más bajas en un periodo de 24 horas. La temperatura media diaria es la suma de la temperatura más alta y más baja del día dividida 2. Esta es la suma de la temperatura media diaria dividida por el número de días del mes. El rango de temperatura anual es la diferencia entre la temperatura mensual más alta y la más baja para un lugar. La temperatura media anual es la suma de la temperatura media mensual dividida por 12.

Video: Tomando la temperatura de la Tierra (Cortesía de la NASA)
Este breve video describe cómo los investigadores utilizan modelos para entender la temperatura cambiante de la Tierra.