Si las montañas están más cerca del Sol, ¿por qué hace tanto frío arriba?

Una luminosa mañana de verano, unos excursionistas salen de un valle verde donde la hierba está tibia y la gente toma helado en camiseta. Unas horas después, en la cima de esa misma montaña, los mismos excursionistas se ponen gorro y guantes junto a manchas de nieve vieja que nunca llegó a derretirse del todo. Allí arriba el sol brilla igual de fuerte. Si acaso, se nota más en la cara. Entonces, ¿por qué el aire está tanto más frío?

Lo que la gente suele entender mal

El enigma suele traer una suposición escondida: que la cima debería estar más caliente porque está más cerca del Sol. Lo está, pero solo unos pocos kilómetros de una distancia de muchos millones. Eso no cambia la luz del sol en nada que alguien pueda notar. La historia real tiene poco que ver con la distancia y mucho con la forma en que el aire consigue su calor.

Y aquí está la sorpresa. La luz del sol, en su mayor parte, no calienta el aire directamente. La mayoría atraviesa la parte baja de la atmósfera y calienta el suelo, y es el suelo el que calienta el aire que lo toca. Como explican unos apuntes de física de la Universidad de Texas en Austin, la atmósfera baja se calienta desde abajo, no desde arriba. Por eso el aire más cálido suele ser el que está más cerca de las amplias llanuras y valles.

Cómo el aire que sube se enfría solo

La segunda razón es todavía más elegante. El aire cerca del suelo está apretado por el peso de todo el aire que tiene encima. Cuando una porción de aire sube, tiene menos aire empujándola desde arriba, así que se expande, y expandirse cuesta energía. El aire la paga con su propio calor, de modo que se enfría sin cederle calor a nada de su alrededor. Los físicos lo llaman enfriamiento adiabático, y los mismos apuntes explican que es la razón básica de que el aire esté más frío en altura.

Para un aire perfectamente seco, el enfriamiento es de unos 9,8 grados Celsius por cada kilómetro de altura, muy cerca de la vieja regla de las estaciones de esquí: un grado por cada cien metros. El aire real lleva vapor de agua, y al enfriarse parte de ese vapor se condensa en nubes y devuelve un poco de calor, así que en la práctica el aire se enfría más despacio. La Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR) da como promedio estándar 6,5 grados por cada 1.000 metros. Un día con 27 grados al nivel del mar, eso deja el aire de una cima de 4.000 metros en torno a 1 grado.

• ≈ 1 °C más frío por cada 100 m, la regla de las estaciones de esquí
• 9,8 °C por kilómetro, para aire perfectamente seco que sube
• 6,5 °C por cada 1.000 m, el gradiente térmico medio estándar
• ≈ 12 % más luz ultravioleta por cada 1.000 m de altura

Por qué el sol sigue notándose fuerte

Nada de esto debilita la luz del sol. Arriba hay menos aire entre tú y el Sol para filtrarla, así que llega conservando más de su ultravioleta. El Observatorio de Hong Kong indica que el nivel de radiación ultravioleta sube alrededor de un 12 por ciento por cada 1.000 metros de ascenso. Por eso en una cima puedes sentirte como en una nevera y aun así volver a casa con la nariz sonrosada por el sol, y por eso el protector solar va en la mochila junto a los guantes.

Así que la cima fría no es un misterio de distancia, sino de cómo funciona el aire. El calor llega por abajo, el aire que sube lo gasta en expandirse, y cuanto más alto subes, más lejos estás del cálido suelo del cielo. La próxima vez que te pongas el gorro en lo alto de una colina, dale las gracias al suelo que dejaste atrás por todo el calor que tuviste de camino hacia arriba.