Las 5 capas de la atmósfera son la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera. Se ordenan desde la superficie terrestre hasta el espacio y se diferencian principalmente por la forma en que cambia la temperatura con la altitud.
En la troposfera vivimos y se produce el tiempo meteorológico. La estratosfera contiene la mayor concentración de ozono, la mesosfera destruye buena parte de los meteoros, la termosfera alberga numerosas auroras y la exosfera marca la transición gradual hacia el espacio.
Estas capas no son envolturas rígidas ni tienen fronteras visibles. Sus límites varían con la latitud, la estación, la actividad solar y las condiciones atmosféricas.
Las 5 capas de la atmósfera en orden
Desde la superficie de la Tierra hacia el exterior, el orden es:
- Troposfera.
- Estratosfera.
- Mesosfera.
- Termosfera.
- Exosfera.
| Capa | Altitud aproximada | Comportamiento de la temperatura | Fenómeno más característico |
| Troposfera | 0-8/18 km | Disminuye con la altura | Tiempo meteorológico y vida |
| Estratosfera | 12-50 km | Aumenta con la altura | Capa de ozono |
| Mesosfera | 50-85 km | Vuelve a disminuir | Desintegración de meteoros |
| Termosfera | 85-500/600 km | Aumenta intensamente | Auroras e ionización |
| Exosfera | Desde 500/600 km | Muy variable | Transición hacia el espacio |
Las cifras son orientativas. La atmósfera cambia de forma continua y sus capas no comienzan exactamente a la misma altura en todos los puntos del planeta.
Qué es la atmósfera
La atmósfera es la envoltura de gases que rodea la Tierra y permanece unida a ella por la gravedad.
En sus capas inferiores está formada principalmente por:
- Aproximadamente un 78 % de nitrógeno.
- Cerca de un 21 % de oxígeno.
- Alrededor de un 0,9 % de argón.
- Pequeñas cantidades de dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases.
El vapor de agua varía mucho según la región y la altitud. Puede ser abundante en zonas cálidas y húmedas y casi inexistente sobre desiertos fríos o en las capas altas.
La atmósfera también contiene polvo, sal marina, polen, humo, microorganismos y partículas procedentes de erupciones volcánicas o actividades humanas.
Por qué la atmósfera se divide en capas
La clasificación principal se basa en el perfil de temperatura, es decir, en cómo cambia la temperatura al ascender.
El patrón no es uniforme:
- En la troposfera, la temperatura disminuye.
- En la estratosfera, aumenta.
- En la mesosfera, vuelve a disminuir.
- En la termosfera, aumenta con rapidez.
- En la exosfera, el concepto de temperatura resulta menos intuitivo por la escasez de partículas.
Cada cambio de tendencia marca el paso hacia una capa diferente.
Las zonas de transición reciben nombres terminados en «pausa»:
- Tropopausa.
- Estratopausa.
- Mesopausa.
- Termopausa.
1. Troposfera
La troposfera es la capa más baja de la atmósfera y la única que está en contacto directo con la superficie terrestre.
Comienza a nivel del suelo y alcanza una altura media aproximada de 12 kilómetros. Su espesor cambia según el lugar:
- Entre unos 8 y 10 kilómetros sobre los polos.
- Alrededor de 10 o 12 kilómetros en latitudes medias.
- Hasta 16 o 18 kilómetros cerca del ecuador.
Es más gruesa en las regiones cálidas porque el aire caliente se expande y asciende.
Qué ocurre en la troposfera
Casi todo el tiempo meteorológico se desarrolla en esta capa.
Aquí se forman:
- Nubes.
- Lluvia.
- Nieve.
- Granizo.
- Tormentas.
- Nieblas.
- Huracanes.
- Vientos.
- Frentes atmosféricos.
La troposfera contiene la mayor parte del vapor de agua y aproximadamente tres cuartas partes de la masa total de la atmósfera.
También concentra la mayor parte del oxígeno que respiramos y casi toda la vida terrestre.
Por qué disminuye la temperatura
La troposfera no se calienta principalmente desde arriba por la radiación solar directa. La superficie terrestre absorbe energía, se calienta y transmite parte de ese calor al aire.
Al ascender, la presión disminuye. El aire se expande y se enfría.
Como promedio, la temperatura baja unos 6,5 °C por cada kilómetro de altitud, aunque la variación real depende de la humedad y de las condiciones meteorológicas.
Por eso una montaña alta puede estar cubierta de nieve aunque su base se encuentre en una región templada.
Cómo se mueve el aire
La troposfera presenta una intensa mezcla vertical.
El aire cálido y menos denso asciende, mientras que el frío y más denso desciende. Este movimiento recibe el nombre de convección.
La convección transporta:
- Calor.
- Humedad.
- Partículas.
- Contaminantes.
- Energía.
Estas corrientes permiten formar nubes y tormentas, pero también distribuyen sustancias por amplias regiones.
La tropopausa
La tropopausa es la frontera entre la troposfera y la estratosfera.
En ella deja de producirse el descenso habitual de la temperatura. Actúa como una barrera que limita buena parte de los movimientos verticales.
Las grandes tormentas pueden acercarse a la tropopausa e incluso atravesarla temporalmente con sus corrientes más intensas.
Algunas aeronaves comerciales vuelan cerca de la parte alta de la troposfera o de la zona inferior de la estratosfera, donde existe menos turbulencia y resistencia que cerca del suelo.
2. Estratosfera
La estratosfera se extiende aproximadamente desde la tropopausa hasta los 50 kilómetros de altitud.
Recibe su nombre porque el aire está dispuesto en estratos relativamente estables. Presenta mucha menos mezcla vertical que la troposfera.
A medida que se asciende, la temperatura aumenta en lugar de disminuir.
La capa de ozono
La estratosfera contiene la mayor concentración de ozono atmosférico.
El ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno. Absorbe buena parte de la radiación ultravioleta más perjudicial procedente del Sol.
La llamada capa de ozono no constituye una envoltura separada. Es una región de la estratosfera, situada principalmente entre unos 15 y 35 kilómetros de altitud.
Su función reduce la cantidad de radiación capaz de:
- Dañar el ADN.
- Aumentar el riesgo de cáncer de piel.
- Perjudicar los ojos.
- Alterar el crecimiento de plantas.
- Afectar al plancton.
- Deteriorar materiales.
Sin esta protección, la vida en la superficie estaría expuesta a niveles mucho más altos de radiación ultravioleta.
Por qué la temperatura aumenta
El ozono absorbe energía ultravioleta y la transforma en calor.
Por este motivo, las zonas superiores de la estratosfera están más calientes que las inferiores.
Este aumento térmico crea una situación estable: el aire más cálido queda sobre el aire más frío y se reducen los movimientos verticales.
Qué fenómenos se producen
La estratosfera contiene poca humedad y normalmente presenta pocas nubes.
En condiciones especiales pueden aparecer nubes estratosféricas polares, relacionadas con procesos químicos que afectan al ozono.
También circulan corrientes intensas que influyen en la dinámica de las capas inferiores.
Aunque el tiempo cotidiano ocurre en la troposfera, las variaciones de la estratosfera pueden modificar patrones atmosféricos y repercutir en las condiciones de superficie.
La estratopausa
La estratopausa se encuentra alrededor de los 50 kilómetros.
Marca el punto donde termina el aumento de la temperatura y comienza la mesosfera.
En esta zona la presión es una fracción muy pequeña de la existente al nivel del mar.
3. Mesosfera
La mesosfera se extiende aproximadamente entre los 50 y los 85 kilómetros de altitud.
Su nombre procede de su posición intermedia. Se encuentra sobre la estratosfera y bajo la termosfera.
La temperatura vuelve a disminuir al ascender.
La capa más fría
La parte superior de la mesosfera puede alcanzar temperaturas cercanas o inferiores a −90 °C.
Esta región, llamada mesopausa, suele considerarse la zona más fría de la atmósfera terrestre.
La mesosfera recibe menos calentamiento del ozono que la estratosfera. Además, sus gases pueden perder energía mediante radiación hacia el espacio.
Dónde se desintegran los meteoros
Buena parte de los pequeños fragmentos procedentes del espacio se desintegra en la mesosfera.
Cuando un meteoroide entra a gran velocidad, comprime y calienta el aire situado delante. También se calienta su superficie, pierde material y genera el rastro luminoso conocido como meteoro o estrella fugaz.
La protección no es absoluta:
- Las partículas pequeñas suelen desintegrarse.
- Los objetos mayores pueden atravesar la mesosfera.
- Una parte puede alcanzar el suelo como meteorito.
La atmósfera reduce así la llegada cotidiana de numerosos fragmentos espaciales.
Nubes noctilucentes
En la zona superior pueden formarse nubes noctilucentes, muy altas y poco frecuentes.
Están compuestas por pequeños cristales de hielo. Pueden verse después de la puesta de sol porque reciben luz mientras las capas inferiores ya se encuentran en la sombra.
Su formación requiere temperaturas extremadamente bajas, vapor de agua y partículas sobre las que pueda crecer el hielo.
Por qué resulta difícil estudiarla
La mesosfera se encuentra demasiado alta para los aviones y muchos globos, pero demasiado baja para que la mayoría de los satélites mantenga una órbita estable.
Los instrumentos utilizados para estudiarla incluyen:
- Cohetes de sondeo.
- Radares.
- Observaciones desde satélites.
- Medidas ópticas.
- Análisis de meteoros.
Por este motivo, ha sido tradicionalmente una de las regiones atmosféricas más difíciles de observar de forma directa.
La mesopausa
La mesopausa marca la separación entre la mesosfera y la termosfera.
Se sitúa aproximadamente a 85 kilómetros, aunque su altitud cambia.
En esta zona termina el descenso térmico y comienza un fuerte aumento de la temperatura.
4. Termosfera
La termosfera comienza cerca de los 85 kilómetros y puede extenderse hasta unos 500 o 600 kilómetros.
Su límite superior varía notablemente con la actividad solar.
En esta capa, la temperatura aumenta con la altitud y puede alcanzar valores superiores a 1.000 °C.
Por qué hace tanto calor
Los átomos y moléculas absorben radiación ultravioleta extrema y rayos X procedentes del Sol.
Esta energía aumenta la velocidad de las partículas, lo que se interpreta como una temperatura elevada.
Sin embargo, una persona no sentiría un calor comparable al de un horno. La densidad es tan baja que existen muy pocas partículas capaces de transmitir energía al cuerpo.
Por eso pueden coexistir:
- Una temperatura cinética elevada.
- Una capacidad muy reducida para calentar un objeto.
El significado cotidiano de «hace calor» deja de funcionar de la misma manera en un gas extremadamente tenue.
La ionosfera
Buena parte de la ionosfera se encuentra dentro de la termosfera, aunque también puede extenderse hacia la mesosfera y la exosfera.
La ionosfera no es una sexta capa basada en la temperatura. Es una región donde la radiación solar arranca electrones de los átomos y moléculas, creando partículas cargadas llamadas iones.
Estas partículas influyen en la propagación de determinadas ondas de radio.
La ionización cambia entre:
- Día y noche.
- Periodos de alta y baja actividad solar.
- Latitudes.
- Estaciones.
- Tormentas solares.
Las auroras
Las auroras boreales y australes se producen principalmente en la termosfera.
Las partículas cargadas procedentes del entorno solar son guiadas por el campo magnético terrestre hacia las regiones polares.
Al chocar con oxígeno y nitrógeno, transfieren energía a estos gases. Cuando las partículas atmosféricas liberan esa energía, emiten luz.
Los colores dependen del gas, la energía y la altitud:
- Verde y rojo: relacionados principalmente con el oxígeno.
- Azul y violeta: asociados en gran parte al nitrógeno.
Las auroras no son nubes ni reflejos de luz solar. Son emisiones producidas por gases excitados.
Satélites y estaciones orbitales
Numerosos objetos situados en órbita terrestre baja se desplazan dentro de la termosfera.
Aunque el aire es extremadamente tenue, continúa ejerciendo una pequeña resistencia. Esta fricción puede reducir gradualmente la altitud de los satélites.
Cuando aumenta la actividad solar, la termosfera se calienta y se expande. La densidad a determinadas alturas puede crecer y aumentar la resistencia orbital.
Por eso la atmósfera sigue influyendo sobre objetos situados a cientos de kilómetros de la superficie.
La línea de Kármán
La línea de Kármán, situada convencionalmente alrededor de los 100 kilómetros, se utiliza como referencia para separar la aeronáutica del espacio exterior.
No es el final físico de la atmósfera.
A esa altitud todavía existen gases, y la termosfera continúa varios cientos de kilómetros más.
La línea es una convención útil, no una frontera donde el aire desaparece repentinamente.
5. Exosfera
La exosfera es la capa más externa de la atmósfera.
Comienza aproximadamente entre los 500 y 600 kilómetros, aunque su límite inferior cambia con la actividad solar y con el criterio utilizado.
Se prolonga durante miles de kilómetros hasta mezclarse gradualmente con el espacio interplanetario.
Cómo es la exosfera
La densidad es extremadamente baja.
Las partículas pueden recorrer grandes distancias sin chocar con otras. Algunas permanecen ligadas a la gravedad terrestre y otras adquieren suficiente energía para escapar.
Los gases principales son los más ligeros:
- Hidrógeno.
- Helio.
También existen cantidades mucho menores de oxígeno y otras partículas.
No tiene un final exacto
La exosfera no termina en una superficie definida.
Cuanto más se asciende, menor es la densidad. Llega un momento en que el gas terrestre se confunde con el medio espacial.
Por eso resulta más correcto hablar de una transición que de un borde rígido.
La influencia de la Tierra puede extenderse mucho más allá mediante su campo magnético, pero esa región no forma parte de las cinco capas térmicas tradicionales.
Satélites en la exosfera
Algunos satélites orbitan dentro de la exosfera.
La escasa densidad permite que sufran menos resistencia que en órbitas más bajas.
No obstante, no todos los satélites están en esta capa. Muchos se encuentran en la termosfera, mientras que otros orbitan a distancias mucho mayores.
Límites entre las capas
| Límite | Capas que separa | Altitud aproximada |
| Tropopausa | Troposfera y estratosfera | 8-18 km |
| Estratopausa | Estratosfera y mesosfera | 50 km |
| Mesopausa | Mesosfera y termosfera | 85 km |
| Termopausa | Termosfera y exosfera | 500-600 km, variable |
Estos límites no son paredes. Representan zonas donde cambia la tendencia de la temperatura o el comportamiento dominante del gas.
Su altitud puede desplazarse por:
- Estación del año.
- Latitud.
- Hora del día.
- Actividad solar.
- Condiciones meteorológicas.
- Variaciones de la circulación atmosférica.
Cómo cambia la temperatura entre las capas
El perfil térmico permite recordar la estructura completa.
| Capa | Cambio de temperatura | Causa principal |
| Troposfera | Disminuye | El aire se calienta principalmente desde la superficie |
| Estratosfera | Aumenta | El ozono absorbe radiación ultravioleta |
| Mesosfera | Disminuye | Hay poca absorción y se pierde energía hacia el espacio |
| Termosfera | Aumenta | Los gases absorben radiación solar de alta energía |
| Exosfera | Difícil de interpretar de forma cotidiana | Las partículas son muy escasas y están muy separadas |
Una regla útil es recordar la secuencia:
Baja, sube, baja y sube.
La exosfera no se describe de la misma manera porque sus partículas apenas chocan entre sí.
Cómo cambian la presión y la densidad
La presión atmosférica disminuye rápidamente con la altitud.
Cerca del suelo, el aire soporta el peso de toda la columna atmosférica situada encima. Al ascender, queda menos gas sobre nosotros y la presión disminuye.
La mayor parte de la masa atmosférica se concentra cerca de la superficie.
Esto explica que:
- Cueste respirar en montañas altas.
- Los aviones necesiten cabinas presurizadas.
- Los globos se expandan al ascender.
- El agua hierva a menor temperatura en altura.
- Los gases sean extremadamente tenues en la termosfera y la exosfera.
La atmósfera puede extenderse miles de kilómetros, pero la mayoría de sus moléculas está concentrada en las primeras decenas.
Hay oxígeno en todas las capas
El oxígeno no desaparece al superar una altura concreta.
Continúa existiendo en las capas superiores, pero su densidad es demasiado baja para permitir una respiración normal.
En las alturas más elevadas también cambia su forma:
- Moléculas de oxígeno.
- Átomos separados.
- Iones.
- Partículas sometidas a radiación intensa.
El problema para una persona no sería únicamente la proporción de oxígeno, sino la escasez total de moléculas y la presión extremadamente baja.
Qué sucedería al ascender sin protección
A medida que una persona asciende, aparecen diferentes riesgos.
En la alta troposfera
La presión y el oxígeno disponible disminuyen.
Sin aclimatación o suministro adicional pueden aparecer:
- Dolor de cabeza.
- Fatiga.
- Mareos.
- Confusión.
- Pérdida de conciencia.
Las temperaturas también son muy bajas.
En la estratosfera
La presión resulta incompatible con la supervivencia sin protección.
Serían necesarios:
- Oxígeno.
- Presurización.
- Protección térmica.
- Protección frente a radiación.
En capas superiores
El entorno se aproxima a las condiciones espaciales.
Aparecen vacío casi completo, radiación intensa y cambios extremos en el intercambio térmico.
Ninguna capa alta es habitable para el ser humano sin una nave o traje especializado.
La capa de ozono no es una de las cinco capas
La capa de ozono está dentro de la estratosfera.
No se cuenta como una sexta capa porque las cinco divisiones principales se establecen por el cambio de temperatura.
La denominación «capa de ozono» describe una región química caracterizada por una concentración relativamente elevada de esa molécula.
La ionosfera tampoco es una sexta capa
La ionosfera se clasifica por la presencia de partículas cargadas, no por la temperatura.
Se superpone principalmente con:
- Parte alta de la mesosfera.
- Termosfera.
- Parte inferior de la exosfera.
Un mismo punto puede pertenecer simultáneamente a la termosfera y a la ionosfera porque ambas clasificaciones utilizan criterios diferentes.
La magnetosfera no es una capa atmosférica
La magnetosfera es la región dominada por el campo magnético de la Tierra.
Desvía y canaliza muchas partículas cargadas procedentes del entorno espacial.
Se extiende mucho más allá de la atmósfera y cambia de forma bajo la influencia del viento solar.
Aunque interactúa con la termosfera y provoca auroras, no forma parte de las cinco capas atmosféricas basadas en la temperatura.
Qué función cumple cada capa
| Capa | Función o efecto principal |
| Troposfera | Mantiene el aire respirable, el agua atmosférica y el clima |
| Estratosfera | Filtra gran parte de la radiación ultravioleta |
| Mesosfera | Desintegra muchos fragmentos espaciales pequeños |
| Termosfera | Absorbe radiación energética y alberga auroras e ionización |
| Exosfera | Forma la transición entre la atmósfera y el espacio |
Ninguna capa actúa de forma aislada. Intercambian energía, gases y partículas.
La protección de la superficie depende del conjunto de la atmósfera.
Por qué la atmósfera es esencial para la vida
La atmósfera permite:
- Respirar.
- Mantener agua líquida.
- Regular la temperatura.
- Transportar humedad.
- Producir lluvia.
- Filtrar radiación.
- Reducir el impacto de pequeños meteoros.
- Distribuir calor.
- Sostener el clima.
- Permitir la propagación del sonido.
También genera presión suficiente para que el agua permanezca líquida dentro de un amplio intervalo de temperaturas.
Sin atmósfera, la superficie estaría expuesta directamente al entorno espacial y presentaría variaciones térmicas mucho más extremas.
Cómo estudiar las capas de la atmósfera
Puede utilizarse la frase:
“Tomás Estudia Mucho, Trabaja Excelente”
Cada inicial corresponde a una capa:
- Troposfera.
- Estratosfera.
- Mesosfera.
- Termosfera.
- Exosfera.
También puede asociarse cada una con una idea:
- Troposfera: tiempo.
- Estratosfera: ozono.
- Mesosfera: meteoros.
- Termosfera: auroras.
- Exosfera: espacio.
Respuesta breve para estudiar
Las cinco capas de la atmósfera, ordenadas desde la superficie terrestre, son:
- Troposfera: donde vivimos y se forma el tiempo meteorológico.
- Estratosfera: contiene la mayor concentración de ozono.
- Mesosfera: en ella se desintegran muchos meteoros.
- Termosfera: presenta temperaturas muy elevadas y auroras.
- Exosfera: es la transición gradual hacia el espacio.
La temperatura:
- Baja en la troposfera.
- Sube en la estratosfera.
- Baja en la mesosfera.
- Sube en la termosfera.
Preguntas frecuentes sobre las capas de la atmósfera
¿Cuál es la capa más cercana a la Tierra?
La troposfera.
¿En qué capa vivimos?
Vivimos en la parte inferior de la troposfera.
¿Dónde se producen las nubes y la lluvia?
Principalmente en la troposfera.
¿En qué capa está el ozono?
La mayor concentración se encuentra en la estratosfera.
¿Dónde se desintegran los meteoros?
Buena parte se desintegra en la mesosfera.
¿En qué capa aparecen las auroras?
Principalmente en la termosfera.
¿Cuál es la capa más fría?
La zona más fría suele encontrarse en la mesopausa, en la parte superior de la mesosfera.
¿Cuál es la capa más caliente?
La termosfera alcanza las temperaturas cinéticas más altas, aunque su aire es demasiado tenue para transmitir mucho calor.
¿Cuál es la capa más externa?
La exosfera.
¿Dónde vuelan los aviones?
La mayoría vuela dentro de la troposfera. Los vuelos comerciales de gran altitud pueden acercarse a la tropopausa o entrar en la parte baja de la estratosfera.
¿Dónde orbitan los satélites?
Depende de su órbita. Algunos se desplazan por la termosfera, otros por la exosfera y muchos se encuentran más allá de ambas.
¿La atmósfera termina a 100 kilómetros?
No. Los 100 kilómetros son una referencia convencional para el comienzo del espacio, pero la atmósfera continúa mucho más lejos.
¿La capa de ozono es una sexta capa?
No. Es una región situada dentro de la estratosfera.
¿La ionosfera es una de las cinco capas?
No. Es una región ionizada que se superpone con varias capas térmicas.
Las cinco capas de la atmósfera forman un sistema continuo: la troposfera hace posible el clima, la estratosfera filtra radiación, la mesosfera frena pequeños fragmentos espaciales, la termosfera absorbe energía solar y la exosfera se funde lentamente con el espacio. La vida ocupa únicamente la franja más baja, pero depende de toda una envoltura gaseosa que se extiende miles de kilómetros por encima de ella.
