Un globo se mueve hacia arriba. El aire caliente del interior del globo se expande en todas las direcciones y el aire frío del exterior actúa con fuerza sobre el globo desde todas las direcciones (fuerza de mayor presión). ¿Por qué se mueve el globo hacia arriba?
En primer lugar, es necesario hacer un repaso de lo que es la "flotabilidad". La presión disminuye con la altitud. La presión atmosférica en la parte superior del globo es un poco menor que la presión atmosférica en la parte inferior del globo. Esta diferencia de presión da lugar a una pequeña fuerza neta hacia arriba en el globo. El globo se eleva si esta pequeña fuerza ascendente neta supera el pequeño peso del globo.
El globo no siempre se mueve hacia arriba. Prueba a soltar un globo aerostático en Los Ángeles, Denver o Ciudad de México. A menudo, el globo se elevará unos mil pies y luego se detendrá. Esto indica que la atmósfera es estable, y es la razón por la que Los Ángeles, Denver y Ciudad de México tienen problemas tan graves de smog.
Un globo de aire caliente se eleva cuando el tasa de caducidad ambiental es lo suficientemente alto. El aire es un pésimo conductor del calor. Esto significa que el globo no transfiere mucho calor con el entorno exterior. Las condiciones dentro del globo cambian más o menos adiabáticamente. Suponiendo que el globo esté lleno de aire (y no de helio o de hidrógeno), el globo se mantendrá a flote mientras la temperatura del interior del globo siga siendo superior a la del aire circundante. El globo dejará de subir poco después de que la tasa de caída del aire circundante sea menor que la de la caída adiabática que se está produciendo en el interior del globo.
La temperatura del aire tiende a disminuir con el aumento de la altitud. Ese "tiende a" es la clave. El perfil de temperatura acaba por aplanarse. A veces, la altitud a la que ocurre esto es de decenas de kilómetros, en lo más alto de la troposfera. El límite entre la parte superior de la troposfera y la parte inferior de la estratosfera es donde se detiene la tasa de lapso troposférico. Las temperaturas aumentan con el incremento de la altitud en la estratosfera. Esta es la razón principal por la que el tiempo no suele llegar a la estratosfera. Hace falta una tormenta muy grande y muy potente para atravesar la tropopausa, el límite que marca la parte superior de la troposfera y la parte inferior de la estratosfera.
Otras veces, esta transición a una temperatura estable se produce a altitudes mucho más bajas (por ejemplo, Los Ángeles, Denver y Ciudad de México).
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