La altitud o altura (también conocida a veces como profundidad ) es una medida de distancia, generalmente en la dirección vertical o "hacia arriba", entre un datum de referencia y un punto u objeto. La definición exacta y el dato de referencia varían según el contexto (por ejemplo, aviación, geometría, estudio geográfico, deporte o presión atmosférica). Aunque el término altitud se usa comúnmente para referirse a la altura sobre el nivel del mar de una ubicación, en geografía el término elevación a menudo se prefiere para este uso.
Las mediciones de la distancia vertical en la dirección "hacia abajo" se denominan comúnmente profundidad .
En la aviación
En aviación, el término altitud puede tener varios significados y siempre se califica agregando explícitamente un modificador (por ejemplo, "altitud verdadera"), o implícitamente a través del contexto de la comunicación. Las partes que intercambian información sobre la altitud deben tener claro qué definición se está utilizando. [2]
La altitud de la aviación se mide utilizando el nivel medio del mar (MSL) o el nivel del suelo local (sobre el nivel del suelo, o AGL) como datum de referencia.
La altitud de presión dividida por 100 pies (30 m) es el nivel de vuelo y se utiliza por encima de la altitud de transición (18.000 pies (5.500 m) en los EE. UU., Pero puede ser tan baja como 3.000 pies (910 m) en otras jurisdicciones); así que cuando el altímetro marca 18.000 pies en el ajuste de presión estándar, se dice que la aeronave está en "Nivel de vuelo 180". Al volar a un nivel de vuelo, el altímetro siempre se ajusta a la presión estándar (29,92 inHg o 1013,25 hPa ).
En la cabina de vuelo, el instrumento definitivo para medir la altitud es el altímetro de presión , que es un barómetro aneroide con una cara frontal que indica la distancia (pies o metros) en lugar de la presión atmosférica .
Hay varios tipos de altitud en la aviación:
- La altitud indicada es la lectura del altímetro cuando se ajusta a la presión barométrica local al nivel medio del mar . En el uso de radiotelefonía de aviación en el 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 conoce por radio como altitud (ver QNH ) [3].
- La altitud absoluta es la distancia vertical de la aeronave sobre el terreno sobre el que vuela. [2] : ii Se puede medir utilizando un altímetro de radar (o "altímetro absoluto"). [2] También denominado "altura del radar" o pies / metros sobre el nivel del suelo (AGL).
- La altitud verdadera es la elevación real sobre el nivel medio del mar . [2] : ii Se indica la altitud corregida por temperatura y presión no estándar.
- Altura es la distancia vertical sobre un punto de referencia, comúnmente la elevación del terreno. Uso de radiotelefonía, la distancia vertical de un nivel, un punto o un objeto considerado como un punto, medida a partir de un datum especificado ; esto se conoce en la radio como altura , donde el datum especificado es la elevación del aeródromo (ver QFE ) [3]
- La altitud de presión es la elevación por encima de un plano de presión de aire de referencia estándar (típicamente, 1013.25 milibares o 29.92 "Hg). La altitud de presión se usa para indicar el" nivel de vuelo ", que es el estándar para los informes de altitud en el espacio aéreo de Clase A (por encima de aproximadamente 18,000 pies). La altitud de presión y la altitud indicada son las mismas cuando el ajuste del altímetro es 29,92 "Hg o 1013,25 milibares.
- La altitud de densidad es la altitud corregida paracondiciones atmosféricas de atmósfera estándar internacional no ISA. El rendimiento de la aeronave 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 a gran altura) puede ser tan alta que impida el despegue, particularmente para helicópteros o aviones con mucha carga.
Estos tipos de altitud se pueden explicar de forma más sencilla como varias formas de medir la altitud:
- Altitud indicada : la altitud que se muestra en el altímetro.
- Altitud absoluta : altitud en términos de la distancia sobre el suelo directamente debajo
- Altitud real : altitud en términos de elevación sobre el nivel del mar
- Altura : distancia vertical sobre un punto determinado
- Altitud de presión : la presión del aire 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.
En estudios atmosféricos
Capas atmosféricas
La atmósfera de la Tierra está dividida en varias regiones de altitud. Estas regiones comienzan y terminan a diferentes alturas según la temporada y la distancia de los polos. Las altitudes indicadas a continuación son promedios: [4]
- Troposfera : superficie a 8.000 metros (5,0 millas) en los polos, 18.000 metros (11 millas) en el ecuador , terminando en la Tropopausa
- Estratosfera : Troposfera a 50 kilómetros (31 millas)
- Mesosfera : Estratosfera a 85 kilómetros (53 millas)
- Termosfera : Mesosfera a 675 kilómetros (419 mi)
- Exosfera : Termosfera a 10.000 kilómetros (6.200 millas)
La línea Kármán , a una altitud de 100 kilómetros (62 millas) sobre el nivel del mar , por convención define representa la demarcación entre la atmósfera y el espacio . [5] 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 de la Tierra (o de su atmósfera) que se encuentran muy por encima del nivel medio del mar se denominan grandes altitudes . A veces, la gran altitud se define para comenzar a los 2.400 metros (8.000 pies) sobre el nivel del mar. [6] [7] [8]
A gran altitud, la presión atmosférica es menor que la del nivel del mar. Esto se debe a dos efectos físicos en competencia: la gravedad, que hace que el aire esté lo más cerca posible del suelo; y el contenido de calor del aire, que hace que las moléculas reboten entre sí y se expandan. [9]
Perfil de temperatura
El perfil de temperatura de la atmósfera es el resultado de una interacción entre la radiación y la convección . La luz del sol en el espectro visible golpea el suelo y lo calienta. Luego, el suelo calienta el aire en la superficie. Si la radiación fuera la única forma de transferir calor del suelo al espacio, el efecto invernadero de los gases en la atmósfera mantendría el suelo a aproximadamente 333 K (60 ° C; 140 ° F), y la temperatura disminuiría exponencialmente con la altura. [10]
Sin embargo, cuando el aire está caliente, tiende a expandirse, lo que reduce su densidad. Por tanto, el aire caliente tiende a subir y transferir calor hacia arriba. Este es el proceso de convección . La convección llega al equilibrio cuando una parcela 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 porción de aire subirá y bajará sin intercambiar calor. Esto se conoce como proceso adiabático , que tiene una curva característica de presión-temperatura. A medida que la presión desciende, la temperatura desciende. La tasa de disminución de la temperatura con la elevación se conoce como la tasa de lapso adiabático , que es de aproximadamente 9,8 ° C por kilómetro (o 5,4 ° F [3,0 ° C] por 1000 pies) de altitud. [10]
Tenga en cuenta que 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 se eleva y se enfría, eventualmente se satura y no puede contener su cantidad de vapor de agua. El vapor de agua se condensa (formando nubes ) y libera calor, lo que cambia la tasa de lapso de la tasa de lapso adiabático seco a la tasa de lapso adiabático húmedo (5.5 ° C por kilómetro o 3 ° F [1.7 ° C] por 1000 pies). [11] Como promedio, la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) define una atmósfera estándar internacional (ISA) con una tasa de variación de temperatura de 6,49 ° C por kilómetro (3,56 ° F por 1000 pies). [12] El lapso de tiempo real puede variar según la altitud y la ubicación.
Por último, tenga en cuenta que sólo la troposfera (hasta aproximadamente 11 kilómetros (36 000 pies) de altitud) en la atmósfera de la Tierra experimenta una convección notable; en la estratosfera , hay poca convección vertical. [13]
Efectos sobre los organismos
Humanos
La medicina reconoce que las altitudes por encima de los 1.500 metros (4.900 pies) comienzan a afectar a los seres humanos, [14] y no hay registros de seres humanos que vivan en altitudes extremas por encima de los 5.500-6.000 metros (18.000-19.700 pies) durante más de dos años. [15] A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye, lo que afecta a los humanos al reducir la presión parcial de oxígeno . [16] La falta de oxígeno por encima de 2.400 metros (8.000 pies) puede causar enfermedades graves tales como el mal de altura , edema pulmonar de altitud , y edema cerebral de alta altitud . [8] Cuanto mayor sea la altitud, es más probable que se produzcan efectos graves. [8] El cuerpo humano puede adaptarse a las grandes altitudes al respirar más rápido, tener una frecuencia cardíaca más alta y ajustar la química sanguínea. [17] [18] Puede llevar 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. [19]
Existe una tasa de mortalidad general significativamente más baja para los residentes permanentes en altitudes más altas. [20] Además, existe una relación dosis-respuesta entre el aumento de la elevación y la disminución de la prevalencia de obesidad en los Estados Unidos. [21] Además, la hipótesis reciente sugiere que la gran altitud podría proteger contra la enfermedad de Alzheimer a través de la acción de la eritropoyetina, una hormona liberada por los riñones en respuesta a la hipoxia. [22] Sin embargo, las personas que viven en zonas más elevadas tienen una tasa más alta de suicidio estadísticamente significativa. [23] Hasta ahora se desconoce la causa del aumento del riesgo de suicidio. [23]
Atletas
Para los deportistas, la gran altitud produce dos efectos contradictorios sobre el rendimiento. Para eventos explosivos (sprints de hasta 400 metros, salto de longitud , salto triple ), la reducción de la presión atmosférica significa menos resistencia atmosférica, lo que generalmente resulta en un mejor rendimiento atlético. [24] Para los eventos de resistencia (carreras de 5.000 metros o más), el efecto predominante es la reducción de oxígeno que generalmente reduce el rendimiento del atleta a gran altura. Las organizaciones deportivas reconocen los efectos de la altitud en el rendimiento: la Asociación Internacional de Federaciones Atléticas (IAAF), por ejemplo, marca los rendimientos récord alcanzados a una altitud superior a 1000 metros (3300 pies) con la letra "A". [25]
Los atletas también pueden aprovechar la aclimatación a la altitud para aumentar su rendimiento. Los mismos cambios que ayudan al cuerpo a afrontar la gran altitud aumentan el rendimiento al nivel del mar. [26] [27] Estos cambios son la base del entrenamiento en altitud, que forma parte integral del entrenamiento de los atletas en una serie de deportes de resistencia, incluidos atletismo, carrera de fondo, triatlón, ciclismo y natación.
Otros organismos
La menor disponibilidad de oxígeno y la disminución de la temperatura hacen que la vida a gran altitud sea un desafío. A pesar de estas condiciones ambientales, muchas especies se han adaptado con éxito a grandes altitudes . Los animales han desarrollado adaptaciones fisiológicas para mejorar la absorción y el suministro de oxígeno a los tejidos que pueden utilizarse para mantener el metabolismo. Las estrategias que utilizan los animales para adaptarse a la altura dependen de su morfología y filogenia . Por ejemplo, los pequeños mamíferos enfrentan el desafío de mantener el calor corporal en temperaturas frías, debido a su pequeña proporción de volumen a superficie. Dado que el oxígeno se utiliza como fuente de producción de calor metabólico, la hipoxia hipobárica a grandes altitudes es problemática.
También hay una tendencia general de tamaños corporales más pequeños y menor riqueza de especies en altitudes elevadas, probablemente debido a presiones parciales de oxígeno más bajas. [28] Estos factores pueden disminuir la productividad en los hábitats de gran altitud, lo que significa que habrá menos energía disponible para el consumo, el crecimiento y la actividad. [29]
Sin embargo, algunas especies, como las aves, prosperan a gran altura. [30] Las aves prosperan debido a características fisiológicas que son ventajosas para el vuelo a gran altitud.
Ver también
- Cerca del espacio
- Atmósfera de la Tierra
- Esquina del ataúd (aerodinámica) A mayores altitudes, la densidad del aire es menor que al nivel del mar. A cierta altitud es muy difícil mantener un avión en vuelo estable.
- Metro vertical
Referencias
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enlaces externos
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- Base de datos de datos sin procesar ETOPO2 descargable (cuadrícula de 2 minutos)
- Base de datos de datos sin procesar ETOPO5 descargable (cuadrícula de 5 minutos)
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