Este sitio dice que la tropopausa está a mayor altitud en el ecuador porque:
La fuerza gravitacional de un punto es mayor más cerca de él y se reduce a medida que aumenta la distancia desde él. Debido a que la Tierra misma es más ancha en el ecuador, el ecuador experimenta menos gravedad, lo que permite que el aire alcance mayores alturas. Los polos están más cerca del centro de gravedad y experimentan una mayor gravedad.
La Tierra gira a una velocidad de 24 horas por giro. No solo el suelo, sino también la atmósfera gira con él. Las moléculas de gas en los polos están más cerca de este eje de rotación, mientras que las que están cerca del ecuador están más lejos en un radio mayor. Por lo tanto, el aire en el ecuador experimenta una mayor fuerza centrífuga y se aleja más de la Tierra.
La orientación de la Tierra en el espacio permite que el ecuador esté más cerca del Sol. Debido a esta mayor gravedad, la atmósfera se deforma ligeramente hacia el sol mientras drena un poco más de aire de los polos.
Las regiones cercanas al ecuador reciben más luz solar que los polos, lo que las hace más calientes y menos densas en aire. Así los gases ecuatoriales alcanzan mayores alturas al ejercer la misma presión que en los polos.
Efecto de las mareas de la Luna Al igual que las mareas, la gravedad de la Luna hace que la atmósfera se deforme. Dado que la luna orbita cerca del ecuador, aumenta el espesor ecuatorial.
Todos estos parecen factores plausibles, pero no estoy seguro de cuáles son las razones principales. ¿Qué factores contribuyen más y cuánto?
A mí las razones 1, 2 y 4 me parecen las causas principales. ¿Importan realmente las fuerzas de las mareas? ¿Realmente importa la distancia al Sol? (Parece ridículo porque el Sol está a 150 millones de kilómetros de la Tierra, por lo que unos pocos miles de kilómetros adicionales no deberían importar en absoluto)
¿Hay algún factor importante principal que marque una diferencia mucho mayor que los otros factores?
Hay un par de formas en que la atmósfera puede verse como "más espesa" en el ecuador que en los polos. Un sentido es la masa por unidad de área de todo el aire por encima, desde el nivel del mar hasta el espacio exterior, en el ecuador frente al Polo Norte. La presión atmosférica al nivel del mar, siendo esencialmente un potencial, es en promedio bastante constante en todo el mundo cuando se promedia a lo largo de los años.
Dado que la presión atmosférica es el peso por unidad de área de todo el aire que se encuentra encima, aquellos lugares donde la aceleración de la gravedad es baja necesariamente deben soportar más aire en términos de masa para lograr la misma presión que las áreas donde la aceleración gravitacional es alta. La aceleración gravitatoria al nivel del mar es un poco menor en el ecuador que en los polos, lo que hace que la atmósfera en el ecuador sea un poco más "espesa" que la atmósfera sobre el Polo Norte, en aproximadamente la mitad de un porcentaje.
Este es un efecto diminuto. No es lo que la gente quiere decir cuando dice que la atmósfera es más espesa en el ecuador. La tropopausa es considerablemente más alta sobre las regiones ecuatoriales (más específicamente, sobre la zona de convergencia intertropical o ITCZ ) que sobre las regiones polares. La tropopausa puede alcanzar los 20 km sobre el nivel del mar o más en la ZCIT y sólo 4 km sobre el nivel del mar en los polos. El límite entre la troposfera y la estratosfera es esencialmente inexistente en el Polo Sur durante partes del invierno.
La pequeña disminución de la gravitación (incluida la aceleración centrífuga) desde los polos hasta el ecuador explica solo una pequeña parte de ese gran cambio en la altura de la troposfera. De hecho, de las cinco razones enumeradas en la pregunta, ninguna es primaria. La razón clave por la que la altura de la tropopausa alcanza un máximo en la ZCIT es la circulación general de la atmósfera, en la que la propia ZCIT desempeña un papel clave.
La ZCIT es donde los vientos alisios del hemisferio norte y sur cargados de humedad se encuentran en la superficie, son impulsados a grandes alturas debido a la convección y el calor latente, y finalmente se separan para fluir hacia el norte y el sur cerca de la parte superior de la troposfera. Es la fuerte convección y las tormentas eléctricas muy fuertes asociadas creadas por esta reunión de estas atmósferas lo que empuja la tropopausa a grandes alturas en la ZCIT. Los ciclones tropicales y las tormentas eléctricas impulsadas por CAPE en otros lugares también pueden empujar la troposfera a grandes alturas, pero estos son efectos locales transitorios en comparación con la ITCZ que se extiende por todo el mundo.
Las regiones polares generalmente tienen muy poca o ninguna convección. A menudo sufren aire descendente en lugar de ascendente, tirando de la tropopausa hacia abajo. La tropopausa también es empujada hacia abajo en las corrientes en chorro , particularmente en el chorro polar.
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