Movimiento del aire

El calor procedente del sol es el motor de mueve las masas de aire en la atmósfera, y en gran medida las de agua en el océano. En las zonas ecuatoriales, donde la ganancia de calor es máxima, el aire tiene un movimiento ascendente, originando así una celda de circulación. Dicho aire asciende (dejando una zona de baja presión) ya que su densidad es menor que la del aire justo encima, y ello es debido tanto al efecto de la alta temperatura como de la humedad. La temperatura disminuye la densidad ya que dilata el aire. No hay misterio en esto. Pero, ¿y el vapor? Añadir vapor de agua al aire (haciendo este húmedo) también reduce la densidad del aire, lo cual a primera vista puede parecer contrario a la lógica. Pero no lo es. Veamos:

Ello ocurre porque la masa molecular del agua (18 g/mol, 2 del hidrógeno y 16 del oxígeno) es menor que la masa molecular del aire seco, en torno a los 29 g/mol (casi todo por el nitrógeno). En cualquier gas, a temperatura y presión constantes, el número de moléculas presentes es constante para un volumen dado (es la ley de Avogadro). Así que cuando se añaden moléculas de agua (vapor) a un volumen de aire dado, el número de moléculas de aire seco debe disminuir, para mantener la presión y la temperatura del gas invariable. Así, la masa por unidad de volumen (la densidad) decrece.

En la parte superior del ecuador el aire húmedo forma nubes, por lo que es una zona de alta precipitación. Pero las nubes no son solo vapor de agua (¡serían transparentes!) sino que están formadas por pequeñas gotitas de agua, que pesan casi mil veces más que el aire seco. Entonces, ¿porqué no las vemos caer? De hecho, sí caen, pero descienden con gran lentitud, puesto que el aire les opone una resistencia considerable durante la caída; basta un flujo de aire ascendente para que una nube deje de caer y ascienda.