5.2 Temperatura

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1. TEMPERATURA 
Adaptado de: Universidad Nacional. Curso de meteorología General. Profesor Gerardo 
Montoya. 
 
Contenido 
1. TEMPERATURA ..................................................................................................... 1 
1.1 GENERALIDADES ............................................................................................... 2 
1.1.1 Definición de Temperatura ........................................................................... 2 
1.1.2 Diferencia entre temperatura y calor ............................................................... 2 
1.1.3 Medida de la temperatura ................................................................................ 3 
1.1.4 Escalas de temperatura .................................................................................... 3 
1.2 FACTORES QUE DETERMINAN LA TEMPERATURA DEL AIRE ............... 3 
1.2.1 Influencia de la radiación neta, y el calor sensible .......................................... 3 
1.2.2 Influencia del factor geográfico ....................................................................... 5 
1.3 INVERSION DE LA TEMPERATURA ........................................................... 6 
1.3.2 Inversión por radiación ............................................................................... 6 
1.4 PATRONES DE TEMPERATURA .................................................................. 7 
1.4.1 Isotermas ..................................................................................................... 7 
1.4.2 Inclinación del eje de la tierra: origen de las estaciones............................. 8 
1.4.3 Distribución meridional de la temperatura ................................................. 8 
1.4.4 Variación media anual de la temperatura ................................................... 9 
1.4.5 Patrón de temperatura asociado con el calentamiento global ..................... 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1 GENERALIDADES 
1.1.1 Definición de Temperatura 
Temperatura es una medida del grado de calor o de frío de un cuerpo o un medio. Desde 
el punto de vista físico, la temperatura es una medida de la energía cinética media de las 
partículas de un cuerpo o un medio. 
 
1.1.2 Diferencia entre temperatura y calor 
Temperatura y calor, aunque están relacionados, son conceptos diferentes. La temperatura 
de un cuerpo se diferencia del calor en que la primera es una variable intensiva, es decir; 
no depende de la cantidad de materia presente, mientras que el calor es una variable 
extensiva, o sea, depende de la cantidad de masa considerada. Dos masas diferentes 
pueden tener la misma temperatura, pero requerir de diferente cantidad de calor para 
calentarlas tal como se muestra en la siguiente tabla. 
Temperatura inicial Temperatura final Cantidad de calor 
requerido 
200 C 250 C 25 calorías 
200 C 250 C 125 calorías 
 
(Otro ejemplo es el de una chispita de una luz de bengala que a pesar de adquirir una temperatura 
de más de mil de grados no quema la mano debido a la poca cantidad de materia en ella contenida). 
(Antes del renacimiento no se diferenciaba entre calor y temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.1 Medición de la temperatura. (Izquierda) escalas de temperatura. Tomadas de: 
http://www.cvc.gov.co/boletin_hidroclimatico/sistemas_medicion.htm y 
http://www.indepthinfo.com/temperature/ , respectivamente 
http://www.cvc.gov.co/boletin_hidroclimatico/sistemas_medicion.htm
http://www.indepthinfo.com/temperature/
1.1.3 Medida de la temperatura 
Para la medición de la temperatura en una estación meteorológica, por lo regular se usan 
termómetros de mercurio, los cuales se encuentran instalados dentro de una caseta 
protectora llamada caseta psicrométrica (ver Fig. 1). Dentro de esta caseta, por lo regular, 
se encuentra un psicrómetro compuesto por un termómetro normal con el cual se mide la 
temperatura del aire y un termómetro de bulbo húmedo. Con las mediciones de ambos 
termómetros se determina las características de la humedad del aire. Además del 
psicrómetro, dentro de la caseta psicrométrica se encuentran otros dos termómetros que 
sirven para determinar las temperaturas máxima y mínima respectivamente. 
1.1.4 Escalas de temperatura 
Actualmente, se usan tres escalas para medir la temperatura; la escala Celsius o 
centígrada, la escala Fahrenheit y la escala absoluta o Kelvin. Estas tres escalas se 
presentan en la tabla 2. 
Tabla 2. Escalas de temperatura. 
ESCALA DE 
TEMPERATURA 
PUNTO DE 
EBULLICIÓN 
DEL AGUA 
PUNTO DE 
CONGELACIÓN 
DEL AGUA 
CERO 
ABSOLUTO 
Fahrenheit 212 32 -460 
Celsius 100 0 -273,15 
Kelvin 373,15 273,15 0 
 
Se usan las siguientes fórmulas de conversión: 
Fahrenheit a Celsius 
°C = 5/9 (°F - 32) 
Celsius a Fahrenheit 
°F = 9/5°C + 32 
Kelvin a Celsius 
°C = 273,15 - °K 
1.2 FACTORES QUE DETERMINAN LA TEMPERATURA DEL 
AIRE 
La temperatura del aire en un lugar dado es determinada por 1). Radiación neta y 
transferencia de calor entre la superficie y el aire inmediatamente encima de ella, 2) el 
factor geográfico y 3). El movimiento de masas de aire. 
 
1.2.1 Influencia de la radiación neta y el calor sensible 
La temperatura en un lugar dado es determinada por el intercambio de radiación entre el 
Sol, la superficie y los gases atmosféricos. La radiación de onda corta fácilmente penetra 
hasta la superficie, sin ser significativamente debilitada por los gases atmosféricos y la 
calienta. La superficie, a su vez, calienta el aire a través de calor sensible1. Este último, 
es el factor determinante en la temperatura del aire cerca al suelo. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2. Representación esquemática del ciclo diurno de la temperatura, la insolación y la 
radiación de onda corta. Tomado de: 
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/temperature_radi
ation_heat_p_1.html 
En la Fig. 2 se muestra el ciclo diurno de la temperatura del aire junto con el de la 
insolación y el de la radiación de onda larga saliente (Durante algunas horas del día la energía 
entrante del Sol excede la energía saliente de la Tierra. Mientras este exceso ocurra, la temperatura 
continúa aumentando. La temperatura máxima ocurre cuando la energía entrante no excede más la 
saliente. Después de esto, habrá una pérdida neta de energía y la temperatura disminuye hasta que 
la energía entrante comience a exceder nuevamente la saliente). Tanto la insolación, como la 
radiación saliente de onda larga y temperatura máxima, aumentan después de la salida del 
Sol y tienen un máximo en las horas del mediodía. Sin embargo, se puede notar un retraso 
de la temperatura máxima con respecto al máximo de insolación. El máximo de 
temperatura máxima coincide mejor con el máximo de radiación de onda larga saliente. 
Esto parece ser razonable ya que la absorción de radiación por la Tierra es lo que 
determina la temperatura del aire. 
El retraso de la temperatura máxima con respecto al máximo de insolación no solo ocurre 
a escala diaria sino también a escala anual. El máximo de la insolación es el 21 0 22 de 
junio y el máximo de la temperatura máxima anual se observa en Julio y en algunos 
lugares en agosto. Figura 3 
 
1 Calor sensible. Es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin afectar 
su estructura molecular y por lo tanto su Fase. 
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/temperature_radiation_heat_p_1.html
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/temperature_radiation_heat_p_1.html
 
Fuente da datos: Climate data 
Además del calor sensible, existen otros procesos, asociados con el factor radiación neta 
que influyen en la temperatura del aire. Entre ellos están: 1). La presencia o ausencia de 
nubes. Cuando hay nubes en cielo, durante el día, disminuyen la temperatura y durante la 
noche la aumentan, 2). Presencia de contaminantes atmosféricos,los cuales, reflejan la 
radiación de onda corta especialmente sobre las ciudades. 3). La existencia de islas de 
calor en las ciudades. 4). El albedo de la superficie, 5). La variación estacional de la 
posición del sol. 
1.2.1.1 Efecto de la nubosidad 
Las nubes influyen en la temperatura del aire de dos maneras opuestas. 
a. Sirven de barrera al paso de la radiación solar reflejándola en sus topes hacia el 
espacio exterior. Esto ocurre durante el día. 
b. Absorben muy bien la radiación de onda larga terrestre. Las nubes re irradian esta 
energía devolviéndola parcialmente hacia la superficie, este efecto hace aumentar la 
temperatura de la superficie, lo que es notorio especialmente durante la noche. 
(También se incluye el vapor de agua y los gases atmosféricos). 
1.2.2 Influencia del factor geográfico 
Algunos de los procesos asociados con el factor geográfico son: 1). La cercanía a una 
gran superficie de agua 2) la cercanía a corrientes oceánicas 3). La altura sobre el nivel 
del mar 3). 4). La posición respecto a la dirección del viento (sotavento o barlovento) 5). 
la presencia de valles y montañas. 
 
1.2.2.1Diferencias entre el suelo y la superficie del agua. 
 
• El suelo es opaco, mientras que la superficie del agua es transparente lo que permite 
que el rayo penetre hasta una mayor profundidad en el océano que en el suelo. Como 
consecuencia de esto el suelo se calienta más rápido y la superficie del mar demora 
más en calentarse. Por eso el aire inmediatamente sobre el suelo es más caliente que 
el aire sobre el agua. 
0
10
20
30
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Fig 3. Distribución mensual de la temperatura en tres 
lugares distintos
La Habana Barcelona Paris
• Cuando el rayo solar golpea contra el suelo es absorbido por una fina capa, lo que 
hace que el suelo se caliente rápidamente al igual que el aire contiguo, vía 
transferencia de calor sensible. Cuando el rayo solar choca contra el agua, este penetra 
más profundamente que en el suelo y es utilizado más en evaporar gotas de agua que 
en trasferencia por calor sensible. Este proceso conlleva también a que capa de aire 
contigua al mar sea más fría que la capa sobre el suelo. 
 
1.2.2.2 Calor específico 
Calor específico es la cantidad de energía, requerida para subir la temperatura de un 
gramo de sustancia, 1°C. El agua tiene un calor específico 5 veces mayor que el del suelo. 
Esto significa que se necesita cinco veces más energía para calentar un gramo de agua 
que un gramo de suelo. Así, si las superficies adyacentes de suelo y agua reciben la misma 
cantidad de insolación, el agua se calentará más despacio que el suelo y por eso también 
entrega su calor más lentamente. 
 
1.2.2.3 Influencia del movimiento de masas de aire. 
En latitudes altas, medias y subtropicales la temperatura del aire puede cambiar por la 
incursión de masas de aire frío (a menudo de origen polar) o de aire caliente (a menudo 
de origen tropical-ecuatorial. La incursión de masas de aire puede tener un origen más 
local, como por ejemplo la incursión de una masa oceánica (caliente o fría) sobre el 
continente. Este proceso da origen al fenómeno de la brisa del monzón (en la India). 
1.3 INVERSIÓN DE LA TEMPERATURA 
Como ya hemos visto y en circunstancias típicas, la temperatura tiende a decrecer con la 
altura en la troposfera. En situaciones particulares se puede dar una excepción; la 
temperatura crece con la altura o sea una inversión de temperatura (Fig.1.8). 
 
El estudio de inversión de temperatura en la superficie terrestre reviste especial 
importancia ya que con ella están asociados fenómenos adversos tales como la niebla en 
los aeropuertos y las heladas en la agricultura. La inversión en superficie puede ser 
causada por: 
• radiación 
• incursión de una masa de aire fría del océano sobre otra más caliente sobre el 
continente y, 
• por subsidencia de aire 
1.3.2 Inversión por radiación 
Se puede presentar en las primeras horas de la mañana cuando el aire está en calma y no 
hay nubes que atrapen el calor. La temperatura de la superficie cae a medida que escapa 
la radiación de onda larga emitida por la Tierra. El aire en contacto con la superficie se 
enfría mientras que el aire más arriba permanece más caliente. El aire queda atrapado en 
las depresiones del terreno a medida que la densidad aumenta y la fuerza de gravedad 
empuja el aire hacia abajo (ver Fig. 4) 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4 Inversión de temperatura por inversión. Tomado de: 
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/inversion.html 
1.4 PATRONES DE TEMPERATURA 
1.4.1 Isotermas 
 
Para observar los patrones espaciales de la temperatura, se usa el mapa de isotermas; 
mapas de isolíneas, o sea, líneas que conectan puntos de igual temperatura. 
El espaciamiento entre las isotermas indica el gradiente de temperatura que existe en una 
porción de la superficie terrestre en un momento dado. Cuando las isotermas se acercan 
(ver línea CD en la figura 4.6) indican grandes cambios en la temperatura cuando por el 
contrario, el espacio entre las isotermas aumenta, el gradiente disminuye (línea AB en la 
Fig. 4.7) 
El espaciamiento entre las isotermas indica el gradiente de temperatura que existe en una 
porción de la superficie terrestre en un momento dado. Cuando las isotermas se acercan 
(ver línea CD en la figura 4) indican grandes cambios en la temperatura cuando por el 
contrario, el espacio entre las isotermas aumenta, el gradiente disminuye (línea AB en la 
Fig. 4) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig:5 Isotermas. Tomado de: 
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/explaining_global_patterns
_temperature.html 
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/explaining_global_patterns_temperature.html
http://www4.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/temperature/explaining_global_patterns_temperature.html
1.4.2 Inclinación del eje de la tierra: origen de las estaciones 
 
Debido a que el eje de la tierra está inclinado con respecto al plano de su órbita, La tierra 
experimenta estaciones (Fig. 5). 
El lado que se encuentre inclinado hacia el sol recibe más luz, tiene días más largos y 
experimenta la época de verano 
 
Fig. 6. Estaciones de demostración de órbita de la tierra. [Fotografía]. Obtenido de Encyclopædia 
Britannica Image Quest https://quest.eb.com/search/132_1232964/1/132_1232964/cite 
 
1.4.3 Distribución meridional de la temperatura 
 
La temperatura global cambia durante el año siguiendo el movimiento aparente del sol, 
tal como se puede observar en la animación: 
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/tmp2m_web.gif y en la 
Fig. 6). En los mapas globales de temperatura media (Fig. 5) se destaca las variaciones 
débiles de temperatura cerca al ecuador y fuertes en latitudes medias y altas. También se 
nota que en el hemisferio norte, los gradientes más fuertes de temperatura ocurren durante 
su estación invernal (representada por enero en la Fig. 7), e igualmente se nota mayores 
gradientes sobre los continentes que sobre los océanos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://quest.eb.com/search/132_1232964/1/132_1232964/cite
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/tmp2m_web.gif
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 7. Distribución global de la temperatura media en Enero (arriba) y julio (abajo) 
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/tmp2m_web.gif 
 
1.4.4 Variación media anual de la temperatura 
 
En la Fig 8 (parte izquierda) se muestra el ciclo anual de la temperatura para varias 
Ciudades de Colombia. Para comparación, en el panel derecho de esta figura se muestra 
el mismo ciclo para las ciudades de latitudes medias. Se puede observar que el rango de 
variación anual de la temperatura en latitudes medias es mayor que en latitudes tropicales. 
NO obstante, al analizarel rango de variación diurna sucede todo lo contrario, es mayor 
en latitudes bajas en el ecuador o próximo a él. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 8. ciclo anual de la temperatura en Colombia (panel izquierdo) y en NorteAmérica (parte 
derecha) Tomado de: http://www.eoearth.org/view/article/162614/ 
 
 
1.4.5 Patrón de temperatura asociado con el calentamiento global 
 
Debido al calentamiento global, la temperatura media del planeta ha aumentado, en el 
lapso 1880-2017 poco más de dos grados Celsius en algunas partes del globo como por 
ejemplo, en las regiones ártica y Antártica, tal como se puede apreciar en la Fig. 9 y en la 
animación. 
 
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/tmp2m_web.gif
http://www.eoearth.org/view/article/162614/
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 9. anomalía de la temperatura respecto al período 1880 – 2017. Tomado de: 
https://svs.gsfc.nasa.gov/4609 
Animación: https://svs.gsfc.nasa.gov/4609