Articulo de referencia

Altitud

La altitud es una medida vertical entre un punto de referencia y un objeto. La altitud es una medida de distancia, generalmente en dirección vertical o "hacia arriba", entre un ...

La altitud es una medida vertical entre un punto de referencia y un objeto.

La altitud es una medida de distancia, generalmente en dirección vertical o "hacia arriba", entre un punto de referencia y un objeto. La definición exacta y el punto de referencia varían según el contexto (por ejemplo, aviación, geometría, topografía, deportes o presión atmosférica). Si bien el término altitud se usa comúnmente para referirse a la altura sobre el nivel del mar de un lugar, en geografía se suele preferir el término elevación para este uso.

En aviación, la altitud se mide generalmente con respecto al nivel medio del mar o sobre el nivel del suelo para garantizar la seguridad de la navegación y las operaciones de vuelo. En geometría y topografía, la altitud ayuda a crear mapas topográficos precisos y a comprender la elevación del terreno. Para el senderismo y los deportes de alta montaña, conocer y adaptarse a la altitud es fundamental para el rendimiento y la seguridad. Las altitudes elevadas implican niveles reducidos de oxígeno, lo que puede provocar mal de altura si no se toman las medidas de aclimatación adecuadas.

Las mediciones de distancia vertical en la dirección "hacia abajo" se conocen comúnmente como profundidad .

Aviación

Un Boeing 737-800 genérico volando a 32.000 pies de altitud. Debajo, un cúmulo de nubes. Arriba, un cielo azul intenso y luminoso.
Un avión de pasajeros volando en la estratosfera , donde los aviones comerciales suelen volar a velocidad de crucero para reducir el consumo de combustible. La capa azul es la capa de ozono , que se desvanece gradualmente hacia la mesosfera . [ 1 ]
Comparación de distancias verticales

El término altitud tiene varios significados distintos, por lo que es necesario especificar cuál se utiliza a menos que sea obvio por el contexto. En aviación, la altitud se suele medir con un altímetro barométrico configurado para usar la presión atmosférica local o la presión atmosférica estándar como base para la altitud cero. También se utilizan altímetros GPS y de radio , especialmente cerca del suelo durante los aterrizajes. [ 2 ]

Las altitudes barométricas que se muestran a los pilotos son solo aproximadas, ya que las variaciones de presión en la atmósfera varían con la ubicación y el tiempo, y la altitud mostrada está directamente relacionada únicamente con la presión; sin embargo, son un estándar particularmente útil para separar las trayectorias de las aeronaves. [ 3 ]

En aviación existen varios tipos de altitud:

  • La altitud indicada es la lectura del altímetro cuando está ajustado a la presión barométrica local al nivel medio del mar . En el uso de la radiotelefonía aeronáutica del Reino Unido, la distancia vertical de un nivel, un punto o un objeto considerado como un punto, medida desde el nivel medio del mar ; esto se denomina por radio altitud . (véase QNH ) [ 4 ]
  • La altitud absoluta es la distancia vertical de la aeronave sobre el terreno sobre el que vuela. [ 5 ] : ii Se puede medir utilizando un altímetro de radar (o "altímetro absoluto"). [ 5 ] También se denomina "altura de radar" o pies/metros sobre el nivel del suelo (AGL).
  • La altitud verdadera es la elevación real sobre el nivel medio del mar . [ 5 ] : ii Es la altitud indicada corregida para la temperatura y presión no estándar.
  • La altura es la distancia vertical por encima de un punto de referencia, comúnmente la elevación del terreno. En el uso de la radiotelefonía aeronáutica del Reino Unido, la distancia vertical de un nivel, un punto o un objeto considerado como un punto, medida desde un datum especificado ; esto se denomina por radio altura , donde el datum especificado es la elevación del aeródromo (véase QFE ) [ 4 ].
  • La altitud de presión es la elevación por encima de un plano de referencia estándar (normalmente, 1013,25 milibares o 29,92" Hg). Se utiliza para indicar el "nivel de vuelo", que es el estándar para informar la altitud en los EE. UU. en el espacio aéreo de Clase A (por encima de aproximadamente 18 000 pies). La altitud de presión y la altitud indicada son iguales cuando el ajuste del altímetro es de 29,92" Hg o 1013,25 milibares.
  • La altitud de densidad es la altitud corregida para condiciones atmosféricas distintas a las de la Atmósfera Estándar Internacional (ISA ). El rendimiento de las aeronaves depende de la altitud de densidad, que se ve afectada por la presión barométrica, la humedad y la temperatura. En un día muy caluroso, la altitud de densidad en un aeropuerto (especialmente uno situado a gran altitud) puede ser tan alta que impida el despegue, sobre todo para helicópteros o aeronaves con mucha carga.

Estos tipos de altitud se pueden explicar de forma más sencilla como diversas maneras de medir la altitud:

  • Altitud indicada : la altitud que muestra el altímetro.
  • Altitud absoluta : altitud expresada en términos de la distancia sobre el suelo directamente debajo.
  • Altitud real : altitud expresada en términos de elevación sobre el nivel del mar.
  • Altura : distancia vertical por encima de un punto determinado.
  • Altitud de presión : la presión atmosférica en términos de altitud en la Atmósfera Estándar Internacional.
  • Altitud de densidad : la densidad del aire en términos de altitud en la Atmósfera Estándar Internacional en el aire.

Órbitas de satélites

Regiones de órbita terrestre baja (cian) y media (amarilla) a escala. La línea discontinua negra representa la órbita geosíncrona. La línea discontinua verde representa la órbita de 20 230 km utilizada por los satélites GPS .
órbita transatmosférica (TAO)
Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo superiores a 100  km (62  millas) y perigeo que intersecta con la atmósfera definida . [ 6 ]
Órbita terrestre baja (LEO)
Órbitas geocéntricas con altitudes que oscilan entre los 160  km (100  millas) y los 2000  km (1200  millas) sobre el nivel medio del mar . A 160 km, una revolución dura aproximadamente 90 minutos, y la velocidad orbital circular es de 8  km/s (26 000  pies/s).
Órbita terrestre media (MEO)
Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo que oscilan entre los 2.000  km (1.200  millas) y la de la órbita geosíncrona, que se sitúa en 35.786  km (22.236  millas).
órbita geosíncrona (GSO)
Órbita circular geocéntrica con una altitud de 35 786  km (22 236  millas). El período orbital es igual a un día sideral , coincidiendo con el período de rotación de la Tierra. La velocidad es de aproximadamente 3  km/s (9800  pies/s).
Órbita terrestre alta (HEO)
Órbitas geocéntricas con altitudes en el apogeo superiores a las de la órbita geosíncrona. Un caso especial de órbita terrestre alta es la órbita altamente elíptica , donde la altitud en el perigeo es inferior a 2000  km (1200  millas). [ 7 ]

Estudios atmosféricos

capas atmosféricas

La atmósfera terrestre se divide en varias regiones de altitud. Estas regiones comienzan y terminan a diferentes alturas según la estación y la distancia a los polos. Las altitudes que se indican a continuación son promedios: [ 8 ]

  • Troposfera : desde la superficie hasta los 8.000 metros (5,0 millas) en los polos, 18.000 metros (11 millas) en el ecuador , y termina en la tropopausa. 
  • Estratosfera : Desde la troposfera hasta los 50 kilómetros (31 millas) 
  • Mesosfera : Estratosfera hasta 85 kilómetros (53 millas) 
  • Termosfera : Mesosfera hasta 675 kilómetros (419 millas) 
  • Exosfera : Termosfera hasta los 10.000 kilómetros (6.200 millas) 

La línea de Kármán , a una altitud de 100 kilómetros (62 millas) sobre el nivel del mar , define por convención la demarcación entre la atmósfera y el espacio . [ 9 ] La termosfera y la exosfera (junto con las partes más altas de la mesosfera) son regiones de la atmósfera que se definen convencionalmente como espacio. 

Gran altitud y baja presión

Las regiones de la superficie terrestre (o de su atmósfera) que se encuentran muy por encima del nivel medio del mar se denominan zonas de gran altitud . A veces, se define la gran altitud a partir de los 2400 metros (8000 pies) sobre el nivel del mar. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 

A gran altitud, la presión atmosférica es menor que a nivel del mar. Esto se debe a dos efectos físicos contrapuestos: la gravedad, que hace que el aire esté lo más cerca posible del suelo; y el calor del aire, que provoca que las moléculas reboten entre sí y se expandan. [ 13 ]

Perfil de temperatura

El perfil de temperatura de la atmósfera es el resultado de la interacción entre la radiación y la convección . La luz solar en el espectro visible incide sobre el suelo y lo calienta. El suelo, a su vez, calienta el aire de la superficie. Si la radiación fuera la única forma de transferir calor del suelo al espacio, el efecto invernadero de los gases atmosféricos mantendría la temperatura del suelo en torno a los 333 K (60 °C; 140 °F) , y esta disminuiría exponencialmente con la altura. [ 14 ]   

Sin embargo, cuando el aire está caliente, tiende a expandirse, lo que disminuye su densidad. Por lo tanto, el aire caliente tiende a ascender y transferir calor hacia arriba. Este es el proceso de convección . La convección alcanza el equilibrio cuando una masa de aire a una altitud determinada tiene la misma densidad que su entorno. El aire es un mal conductor del calor, por lo que una masa de aire ascenderá y descenderá sin intercambiar calor. Esto se conoce como proceso adiabático , que tiene una curva característica de presión-temperatura. A medida que la presión disminuye, la temperatura también disminuye. La tasa de disminución de la temperatura con la altitud se conoce como gradiente adiabático , que es aproximadamente 9,8  °C por kilómetro (o 5,4 °F [3,0 °C] por cada 1000 pies) de altitud. [ 14 ]    

La presencia de agua en la atmósfera complica el proceso de convección. El vapor de agua contiene calor latente de vaporización . A medida que el aire asciende y se enfría, eventualmente se satura y no puede retener su cantidad de vapor de agua. El vapor de agua se condensa (formando nubes ) y libera calor, lo que cambia el gradiente térmico del gradiente adiabático seco al gradiente adiabático húmedo (5,5  °C por kilómetro o 3 °F [1,7 °C] por cada 1000 pies). [ 15 ] Como promedio, la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) define una atmósfera estándar internacional (ISA) con un gradiente térmico de 6,49 °C por kilómetro (3,56 °F por cada 1000 pies). [ 16 ] El gradiente térmico real puede variar según la altitud y la ubicación.       

Finalmente, solo la troposfera (hasta aproximadamente 11 kilómetros (36 000 pies) de altitud) en la atmósfera terrestre experimenta una convección notable; en la estratosfera , hay poca convección vertical. [ 17 ] 

Humanos

La medicina reconoce que las altitudes superiores a 1500 metros (4900 pies) comienzan a afectar a los humanos, [ 18 ] y no hay registro de humanos viviendo en altitudes extremas superiores a 5500–6000 metros (18 000–19 700 pies) durante más de dos años. [ 19 ] A medida que aumenta la altitud, disminuye la presión atmosférica, lo que afecta a los humanos al reducir la presión parcial de oxígeno . [ 20 ] La falta de oxígeno por encima de 2400 metros (8000 pies) puede causar enfermedades graves como el mal de altura , el edema pulmonar de gran altitud y el edema cerebral de gran altitud . [ 12 ] Cuanto mayor sea la altitud, más probables son los efectos graves. [ 12 ] El cuerpo humano puede adaptarse a la gran altitud respirando más rápido, teniendo una frecuencia cardíaca más alta y ajustando su química sanguínea. [ 21 ] [ 22 ] Puede tomar días o semanas adaptarse a la gran altitud. Sin embargo, por encima de los 8.000 metros (26.000 pies) , (en la " zona de la muerte "), la aclimatación a la altitud se vuelve imposible. [ 23 ]    

Existe una tasa de mortalidad general significativamente menor para los residentes permanentes en altitudes más elevadas. [ 24 ] Además, existe una relación dosis-respuesta entre el aumento de la altitud y la disminución de la prevalencia de obesidad en los Estados Unidos. [ 25 ] Asimismo, la hipótesis reciente sugiere que la altitud elevada podría proteger contra la enfermedad de Alzheimer mediante la acción de la eritropoyetina, una hormona liberada por el riñón en respuesta a la hipoxia. [ 26 ] Sin embargo, las personas que viven en altitudes elevadas tienen una tasa de suicidio estadísticamente significativa mayor. [ 27 ] Hasta el momento, se desconoce la causa del mayor riesgo de suicidio. [ 27 ]

atletas

Para los atletas, la altitud produce dos efectos contradictorios en el rendimiento. En las pruebas explosivas (velocidad hasta 400 metros, salto de longitud , triple salto ), la reducción de la presión atmosférica implica una menor resistencia atmosférica, lo que generalmente resulta en un mejor rendimiento atlético. [ 28 ] En las pruebas de resistencia (carreras de 5000 metros o más), el efecto predominante es la reducción del oxígeno, que generalmente disminuye el rendimiento del atleta en altitud. Las organizaciones deportivas reconocen los efectos de la altitud en el rendimiento: la Asociación Internacional de Federaciones de Atletismo (IAAF), por ejemplo, marca los récords logrados a una altitud superior a 1000 metros (3300 pies) con la letra "A". [ 29 ] 

Los atletas también pueden aprovechar la aclimatación a la altitud para mejorar su rendimiento. Los mismos cambios que ayudan al cuerpo a adaptarse a la altitud mejoran el rendimiento a nivel del mar. [ 30 ] [ 31 ] Estos cambios constituyen la base del entrenamiento en altitud , que forma parte integral del entrenamiento de atletas en diversos deportes de resistencia, como atletismo, carreras de fondo, triatlón, ciclismo y natación.

Otros organismos

La menor disponibilidad de oxígeno y la baja temperatura dificultan la vida a gran altitud. A pesar de estas condiciones ambientales, muchas especies se han adaptado con éxito a las grandes altitudes . Los animales han desarrollado adaptaciones fisiológicas para mejorar la captación y el suministro de oxígeno a los tejidos, lo que les permite mantener el metabolismo. Las estrategias que utilizan los animales para adaptarse a la altitud dependen de su morfología y filogenia . Por ejemplo, los pequeños mamíferos se enfrentan al reto de mantener el calor corporal a bajas temperaturas, debido a su reducida relación volumen-superficie. Dado que el oxígeno se utiliza como fuente de producción de calor metabólico, la hipoxia hipobárica a gran altitud resulta problemática.

También existe una tendencia general a tamaños corporales más pequeños y menor riqueza de especies en altitudes elevadas, probablemente debido a presiones parciales de oxígeno más bajas. [ 32 ] Estos factores pueden disminuir la productividad en hábitats de gran altitud, lo que significa que habrá menos energía disponible para el consumo, el crecimiento y la actividad. [ 33 ]

Sin embargo, algunas especies, como las aves, prosperan a gran altitud. [ 34 ] Las aves prosperan debido a características fisiológicas que son ventajosas para el vuelo a gran altitud.

Véase también

Referencias

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