5.1PresAtmosf

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1. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA 
Adaptado de: Curso de Meteorología general. Profesor Gerardo Montoya. 
 
1.1 PERFIL VERTICAL DE LA presión y la densidad 
Los átomos y moléculas se mueven en todas direcciones y ejercen una presión sobre una 
superficie dada. Por acción de la gravedad, las partículas del aire se concentran más sobre la 
superficie de la tierra (Fig. 1 izquierda). Además, la densidad y la presión caen con la altura (Fig. 
2 derecha). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figs. 1 (izquierda) La presión cae 50% a 5km, y 2, (derecha) presión y densidad caen con la 
altura. Imágenes tomadas de: 
(izquierda) http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/prs/hght.rxml 
 (derecha)http://apollo.lsc.vsc.edu/~wintelsw/MET1010LOL/chapter05/ 
 
La presión atmosfera es el peso de la columna de aire sobre la unidad de área 
 
Por definición, presión es fuerza por unidad de área 
P=
F
A
[
N
m2
] (1.1) 
 
1.2 Medida de la presión atmosférica (barómetro de Torricelli) 
 
1.2.1 Barómetro de Torricelli 
Evangelista Torricelli (alumno de Galileo) tomó un tubo de un metro de largo, de 1 cm2 de área 
en la base, lo llenó de mercurio y luego lo invirtió (evitando la penetración de aire) dentro de 
una cubeta también con mercurio. 
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/prs/hght.rxml
http://apollo.lsc.vsc.edu/~wintelsw/MET1010LOL/chapter05/
 
Como resultado de la acción de la presión sobre la superficie de la cubeta, la columna de 
mercurio descendió hasta 760 mm. A esta altura de la columna de mercurio se le llamó 
posteriormente, 1 atmosfera (1 atm) equivalente a 1013,2 milibares, equivalente a 1013,2 hecto 
Pascales (hPa) equivalente a 1.013×105 N/m2. O sea 
760 mm de mercurio=1 atm = 1013,25 mb =1013,25 hPa = 1,013×105 N/m2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.3 Barómetro de Torricelli, tomada de: 
http://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/vapourpress.html 
De la expresión anterior se desprende que 
 
1 mb = 1hPa = 100 N/m2. (1.2) 
Ejercicio: calcular la altura de la columna de mercurio en el barómetro de Torricelli, teniendo en 
cuenta que la densidad del mercurio es, ρhg = 13600 kg/ m
3. 
 
𝑃𝐻𝑔 = (
𝐹
𝐴
) =
𝑚ℎ𝑔𝑔
𝐴
=
𝑉ℎ𝑔𝜌ℎ𝑔𝑔
𝐴
=
𝐴ℎ𝜌ℎ𝑔𝑔
𝐴
= 𝜌ℎ𝑔𝑔ℎ 
ℎ =
𝑃𝐻𝑔
𝜌ℎ𝑔𝑔
=
(101.325𝑘𝑔
𝑚
𝑠2
)/𝑚2
13.600
𝑘𝑔
𝑚3
9,8
𝑚
𝑠2
= 0,760𝑚 = 76𝑐𝑚 
1.2.2 Barómetro aneroide 
Uno de los instrumentos usados actualmente para medir la presión es el barómetro aneroide. 
Consiste en una cápsula metálica flexible la cual en su interior se ha hecho el vacío. La presión 
atmosférica deforma la superficie de la cápsula. Esta deformación es transmitida por una plumilla 
que apunta hacia una escala, tal como se muestra en la Fig. 4 
http://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/vapourpress.html
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4. Barómetro aneroide. Tomado de: 
http://www.geographylwc.org.uk/GCSE/igcse/weather/weather.html 
 
1.3 ISOBARAS, ALTAS Y BAJAS PRESIONES 
 
Son líneas que unen puntos con igual presión, se trazan interpolando entre puntos vecinos tal 
como se muestra en la figura 5. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.5 (izquierda) Isobaras, imagen Tomada de 
http://oceanservice.noaa.gov/education/yos/resource/JetStream/synoptic/ll_analyze_slp_soln.htm 
 
Las isobaras se utilizan en el análisis de superficie, para la predicción del tiempo. En este análisis, 
se identifica centros de baja, alta presión y otras configuraciones tales como, vaguadas, dorsales, 
etc, 
 
¿Que son Vaguadas? investigar 
¿Que son Dorsales? Investigar 
 
1.4 SUPERFICIES ISOBÁRICAS 
 
Para representar y analizar las condiciones de la atmósfera y otras aplicaciones, por convenios 
internacionales, han sido definidas algunas capas o superficies de presión constante. Estas 
http://www.geographylwc.org.uk/GCSE/igcse/weather/weather.html
http://oceanservice.noaa.gov/education/yos/resource/JetStream/synoptic/ll_analyze_slp_soln.htm
superficies isobáricas o estándares (en una atmósfera no perturbada) cortan horizontalmente a la 
troposfera y parte de la estratosfera baja a determinadas alturas. En la figura 6 (izquierda) se 
presenta las principales superficies isobáricas estándares junto con la altura promedio a la cual 
corresponden. 
 
La altura de cada capa varía dependiendo de la masa de aire. En presencia de aire frío, la altura 
de la capa disminuye y en presencia de aire caliente aumenta, tal como se muestra 
esquemáticamente en la figura la Fig. 6 (derecha). 
 
1.5 GRADIENTE DE PRESIÓN Y FUERZA DEL GRADIENTE DE PRESIÓN 
 
El gradiente de presión se define como la diferencia de presión entre dos puntos dados (isobaras) 
dividido entre la distancia que los separa. Dependiendo de la distancia que separa las isobaras el 
gradiente es fuerte o débil (figura 6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 6 Gradiente de presión (a) isobaras lejos una de la otra = gradiente débil, (b) isobaras cerca = 
gradiente fuerte. 
La fuerza (por unidad de masa) del gradiente de presión origina el movimiento del aire y por eso 
es una de las fuerzas más importantes a considerar en los movimientos atmosféricos. En ausencia 
de otras fuerzas el aire fluye desde la alta presión hacia la baja, tal como se muestra en la figura 
7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 7 al aire fluye desde la alta hacia la baja presión. 
Imagen tomada:http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/pgf.rxml 
 
Sin embargo, debido al efecto de la rotación de la tierra (también llamado, fuerza de Coriolis) 
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/crls.rxml 
el aire no fluye directamente desde la alta hasta la baja, tal como se muestra en la siguiente animación: 
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/prs/hghdef.rxml 
 
En esta animación se puede observar que el viento (en el hemisferio norte, gira por las manecillas 
del reloj alrededor de una alta presión y en contra de las manecillas del reloj, alrededor de una 
baja presión. 
 
1.6 PRESIÓN EN SUPERFICIE Y ESTADO DEL TIEMPO 
 
El comportamiento de la presión es determinante en la formación de nubes y del estado del 
tiempo. Si en superficie se presenta una baja, entonces se desarrollan nubes de gran extensión 
vertical y mal tiempo. El registro de alta presión en superficie por el contrario indica buen 
tiempo. En este caso las nubes tienden a debilitarse hasta desaparecer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 8. Presión en superficie y movimientos verticales. Imagen tomada de: 
http://web.gccaz.edu/~lnewman/gph111/topic_units/Pressure_winds/pressure/pressure2.html 
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/pgf.rxml
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/crls.rxml
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/fw/prs/hghdef.rxml
http://web.gccaz.edu/~lnewman/gph111/topic_units/Pressure_winds/pressure/pressure2.html
Asociado con la formación de nubes, el aire en superficie, además de girar en contra de las 
manecillas del reloj, converge, lo contrario sucede en las capas altas de la troposfera, tal como 
se esquematiza en la Fig. 9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 9. Dirección y orientación de los vientos en zonas de baja y alta presión atmosférica. Hemisferio 
norte- 
 
1.7 VARIACIÓN DIURNA DE LA PRESIÓN 
 
La presión atmosférica en un mismo lugar no es constante, sino que experimenta continuas 
variaciones. A primera vista estas variaciones no parecen sujetas a ninguna ley, pero un estudio 
cuidadoso de las mismas ha demostrado que existen dos clases de variaciones: Unas regulares y 
otras irregulares, las cuales se superponen unas a otras. 
 
Las variaciones regulares son de poca amplitud y únicamente aparecen con claridad durante los 
periodos de buen tiempo; son dos: diurna y anual. La variación diurna consiste en una doble 
oscilación en 24 horas, con mínimos hacia las cuatro de la madrugada y entre las dos y las cuatro 
de la tardey máximos a las diez y veintidós horas, es decir, que el barómetro sube desde las 
cuatro de la madrugada hasta las diez de la mañana; baja hasta las cuatro de la tarde; vuelve a 
subir hasta las diez de la noche y de nuevo, desciende hasta las cuatro de la madrugada. Esta 
oscilación se conoce con el nombre de "marea barométrica". (variaciones de la presión 
atmosférica. La "marea" barométrica", 2005). Este ciclo diurno se presenta más claramente en 
el intertrópico que en latitudes medias. En la figura 10 se muestra este ciclo diurno en dos puntos 
del trópico: en La India y en Bogotá. Esta variación diurna de la presión se presenta en toda la 
extensión de la atmósfera y está asociada con las variaciones de temperatura y humedad 
expresadas por el calentamiento diurno diferencial de la tierra por el Sol. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.10. Variación diurna de la presión en: Bangalore, India (arriba) y en Bogotá (abajo) 
 
1.8 VARIACIÓN LATITUDINAL DE LA PRESIÓN 
 
En los mapas de superficie globales de presión media, se detectan núcleos de altas presiones 
llamados altas subtropicales y entre ellos un cinturón de bajas presiones llamado Zona de 
Convergencia Inter Tropical ZCIT (ver Fig. 11). En el hemisferio occidental estos 4 centros de 
alta presión están ubicados en el Atlántico norte, Atlántico sur Pacífico norte y Pacífico sur 
respectivamente. Estas altas se desplazan levemente hacia el norte en el verano y hacia el sur en 
el invierno condicionando la migración de la ZCIT también de sur a norte en el verano y de norte 
a sur durante el invierno. El desplazamiento de ZCIT hacia el norte y hacia el sur está asociado 
con monzón en la india (en la India) y las dos temporadas de lluvia que se presentan durante el 
año en Colombia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 11. altas presiones subtropicales y cinturón de bajas presiones cerca al ecuador. Tomada de: 
http://outsidescience.files.wordpress.com/2012/02/mean_july_pressure.jpg 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 12. Migración de las altas subtropicales y de la ZCIT durante el año, siguiendo el movimiento 
aparente del sol, tomado de: 
http://www.wse.ie/articles/actual-global-surface-circulation-04.php 
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/hgt500winds_web.gif 
 
Ejercicios: 
1). Calcular la altura de la columna en un barómetro de alcohol a presión normal. Tome 
P=1013,25 mb y la densidad del alcohol= 785
𝑘𝑔
𝑚3
. 
2.) Realizar el trazo de las isobaras en el siguiente ejemplo: 
http://outsidescience.files.wordpress.com/2012/02/mean_july_pressure.jpg
http://www.wse.ie/articles/actual-global-surface-circulation-04.php
http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/hgt500winds_web.gif
 
Tomado de http://www.srh.noaa.gov/jetstream/synoptic/ll_analyze_slp.htm 
Bibliografía 
variaciones del a presión atmosférica. la "marea" barométrica". (09 de febrero de 2005). Obtenido de 
https://foro.tiempo.com/variaciones-de-la-presion-atmosferica-la-marea-barometrica-
t20681.0.html 
 
 
 
Contenido 
1. LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA .............................................................................................................. 1 
1.1 PERFIL VERTICAL DE LA presión y la densidad .......................................................................... 1 
1.2 Medida de la presión atmosférica (barómetro de Torricelli) .................................................... 1 
1.2.1 Barómetro de Torricelli..................................................................................................... 1 
1.2.2 Barómetro aneroide ......................................................................................................... 2 
1.3 ISOBARAS, ALTAS Y BAJAS PRESIONES ...................................................................................... 3 
1.4 SUPERFICIES ISOBÁRICAS ......................................................................................................... 3 
1.5 GRADIENTE DE PRESIÓN Y FUERZA DEL GRADIENTE DE PRESIÓN ............................................ 4 
1.6 PRESIÓN EN SUPERFICIE Y ESTADO DEL TIEMPO ...................................................................... 5 
http://www.srh.noaa.gov/jetstream/synoptic/ll_analyze_slp.htm
1.7 VARIACIÓN DIURNA DE LA PRESIÓN ......................................................................................... 6 
1.8 VARIACIÓN LATITUDINAL DE LA PRESION ................................................................................ 7 
Bibliografía ............................................................................................................................................... 9