thumb|200px|Reproducción fotográfica de un retrato de Heinrich Gustav Magnus, quien desarrolló los estudios más relevantes sobre la diatermancia en el . Se denomina diatermancia a la propiedad del aire atmosférico de ser atravesado por los rayos solares sin calentarse por ello (de día, 'a través', y termancia, 'calentamiento'). No hay que confundir este término con el de diatermia, que es el tratamiento médico de diversas afecciones con el empleo de radiaciones de calor (infrarrojas) por medios eléctricos o electromagnéticos. En idioma inglés, se emplea el término diathermancy con el mismo significado que aquí se desarrolla y diathermanous (diatérmano) a aquellos cuerpos que son transparentes a las radiciones térmicas, es decir, que se dejan atravesar directamente por los rayos solares (espectro visible) sin calentarse. Los principales estudios sobre la diatermancia se deben a Heinrich Magnus, químico y físico alemán del . Cuatro estudios sobre diatermancia por Heinrich Magnus (# 63 - 66)
Calor claro y calor oscuro Se denomina calor claro al del espectro visible de la luz solar, en el que su longitud de onda está directamente relacionada con la mayor o menor capacidad de transportar calor (por eso se llaman colores cálidos a los más próximos al rojo y fríos al de los colores azules o violetas). En cambio, el calor "oscuro" es el de los rayos infrarrojos, que son propiamente las radiaciones de calor, y se conoció con este nombre desde hace tiempo, por estar fuera del espectro visible para el ojo humano. Esta razón explica el surgimiento de la fotografía infrarroja, que destaca los objetos de acuerdo a su temperatura y no a su color. En la fotografía infrarroja, los objetos de mayor temperatura (la vegetación, por ejemplo) aparecen de color rojo y los más fríos, en color azul. Esta técnica fotográfica constituye una gran ayuda en el campo de los sensores remotos: por ejemplo, en las grandes zonas de vegetación de bosques, el color rojo se identifica como árboles sanos y el amarillo (menor temperatura) como partes de árboles enfermos por algún motivo determinado.
Para aclarar algo más este concepto, es preciso tener en cuenta que el aire no es completamente transparente a la radiación solar referida al espectro visible ya que, como se ha señalado, su calentamiento depende de la mayor o menor longitud de onda de esa radiación y dentro del espectro visible (los rayos que forman el arco iris), la diferencia entre el color rojo y el violeta es considerable y el color rojo calienta el aire más que el azul o violeta. Y para concluir, también hay que tener en cuenta que no todos los rayos infrarrojos (los no visibles) tienen el mismo poder calorífico ya que, como se sabe, también los rayos infrarrojos tienen distintas longitudes de onda, teniendo mayor poder calorífico los de mayor longitud de onda.
Origen del calor atmosférico thumb|right|350 px|Un ejemplo de la diatermancia atmosférica y de la absorción de la radiación solar por los ríos ya que el agua no es diatérmina sino que absorbe toda la radiación que recibe en su superficie siempre y cuando su temperatura sea inferior a la del aire. Río Congo y afluentes.Imagen de la NASA. De acuerdo con lo que se ha señalado, el calentamiento de la atmósfera terrestre no es directo sino indirecto a partir de los rayos infrarrojos de mayor longitud de onda (calor oscuro como se ha dicho) que son emitidos por la superficie terrestre caliente.Strahler, Arthur N. (1960) Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, p. 113 El alcance de estos rayos infrarrojos es muy limitado hacia arriba ya que calientan solo el aire en contacto con dicha superficie. A su vez, esta capa inferior del aire en contacto con el suelo caliente genera un cambio significativo de su densidad, por lo que actúa como una especie de espejo, produciendo el fenómeno conocido como espejismo en un desierto o en una carretera durante el verano (el pavimento aparece como mojado) o la especie de reverberación luminosa que puede verse en las superficies muy calientes, como sucede con los techos de los automóviles expuestos al sol del mediodía: puede verse la deformación de los rayos luminosos al atravesar el aire más caliente que tiene menor densidad. Así, estos fenómenos no son sino manifestaciones de la refracción de la luz solar al atravesar capas de aire de distinta densidad. De manera que el origen del calor atmosférico tiene dos fuentes principales, el contacto del aire con las superficies de continentes e islas y el que tiene con los océanos, mares y aguas continentales, siendo este último el que tiene más importancia por dos razones: la mayor superficie de los océanos en comparación con los continentes e islas y la masa mucho mayor de la hidrosfera en comparación con la atmósfera; además de que las corrientes marinas constituyen el mayor vehículo de transporte de calor y el que explica en su mayor parte la regulación de los fenómenos atmosféricos a lo largo y ancho de toda la Tierra.
Calentamiento del aire y presión atmosférica La atmósfera no es, a pesar de lo que aquí se ha señalado, una mezcla de gases perfectamente diatérmana, es decir, gases que no se calientan al ser atravesados por los rayos solares. Lo que sucede es que el calentamiento del aire está relacionado con la mayor o menor presión atmosférica del mismo: cuanto mayor presión atmosférica del aire, mayor capacidad de absorber energía tendrá, es decir, que tendrá mayor capacidad de calentarse. Siendo el aire una mezcla compresible de gases, por lo que el propio peso de la atmósfera comprime el aire hacia la superficie terrestre, la mayor presión atmosférica se produce al nivel del mar, sin tener en cuenta las variaciones geográficas de dicho nivel. Así, la capa de aire que puede almacenar mayor cantidad de calor es la que se encuentra en contacto con la superficie terrestre. El resultado de ello es que el calor incidente sobre la atmósfera, pasa a través de ella sin calentar el aire de manera significativa aunque incrementándose ligera y gradualmente a medida que se van alcanzando las capas inferiores del aire, que son las que pueden absorber y retener mayor cantidad de energía térmica.
Presión atmosférica y vientos La dirección de los vientos depende, en sentido general, de la presión atmosférica. Es una ley muy conocida que el viento se dirige de los lugares de mayor presión (anticiclones) a los de menor presión (ciclones o depresiones barométricas). Lo que ya no resulta tan evidente y, por lo tanto es muchas veces motivo de error, es que hay dos tipos de anticiclones y de ciclones: los de origen dinámico (motivados como consecuencia del movimiento de rotación terrestre) y los de origen térmico. En el primer caso, los vientos resultantes tienen un recorrido muy largo (miles de km) y constante (por eso se llaman vientos constantes o planetarios), mientras que en el segundo caso, el recorrido es mucho menor (cientos de km o mucho menos) y coinciden, el anticiclón (alta presión) y la depresión (baja presión) casi en el mismo lugar, colocándose, como es obvio por una simple ley de física, el anticiclón arriba y la depresión abajo porque primero se produce la baja presión, con lo que asciende el aire caliente a gran altura y al enfriarse puede formar una nube, incluso llegando a un nivel donde el aire que rodea dicha nube es mucho más pesado, con lo cual baja por los bordes para ocupar a nivel del suelo o de la superficie marina, la especie de vacío creada por el ascenso del aire caliente. Al proceso de movimiento vertical de ascenso del aire por calentamiento en la superficie terrestre se llama convección y a las lluvias consiguientes, lluvias de convección, mientras que al movimiento de descenso del aire después de haberse enfriado y que constituye una compensación de la convección se llama subsidencia atmosférica. Lo mismo sucede cuando se calienta una olla con agua: sube por el centro (donde se concentra el calor de la hornilla o del fuego) y baja por los lados (donde se enfría la propia olla al contacto con el aire a temperatura más baja). Esta alta presión en altura (anticiclón) siempre acompaña todas las depresiones barométricas en la superficie. Esta especie de simbiosis entre los anticiclones y los ciclones o depresiones barométricas explican la mayor o menor duración de las tormentas ciclónicas, tornados, huracanes y otros procesos meteorológicos. El ejemplo de los tornados es muy interesante en este sentido ya que es donde se puede comprobar esa especie de lucha entre la subsidencia del aire frío y seco y la convección del aire cálido y húmedo: el primero forma una espiral descendente en sentido horario, con un radio de giro muy pequeño al llegar al suelo y que da origen casi inmediatamente (cuestión de segundos) a la formación de una espiral ascendente en sentido antihorario que aumenta su radio de giro formando una nube embudo que se enfría rápidamente al ascender y que ocasiona lluvias intensas y en algunos casos, fuertes tormentas eléctricas y granizadas. La mayoría de los tornados dejan constancia en el suelo, de los destrozos producidos por la convección repentina y violenta, así como interrupciones muy notables y también repentinas que se presentan al pasar sobre superficies acuáticas de un lago, del cauce de un río o simplemente, del suelo empapado por una lluvia anterior. Estos factores de humedad provocan la subsidencia del aire y el debilitamiento de la convección, con lo que la huella destructiva del tornado desaparece. En los últimos años, se han hecho miles de estudios del origen de los tornados y otras tormentas, de su evolución, de su ruta de destrucción y de las anomalías visibles en dicha ruta. No todos esos estudios tienen el mismo valor explicativo, pero es muy bueno ver una imagen satelital que muestre las rutas de los tornados y un vídeo o película de cámara rápida que muestre lo que aquí se ha explicado: Imagen satelital de los tornados producidos en el área de Tuscaloosa (Oklahoma). En la imagen pueden verse las huellas de destrucción producidas por las rutas de tres tornados producidos casi al mismo tiempo.NASA: Tornado-tracks Tuscaloosa (
Vientos constantes o planetarios Estos vientos tienen unas causas de origen dinámico que dependen del movimiento de rotación terrestre y, en menor grado, del movimiento de traslación. Los principales son los alisios, desde las zonas subtropicales hasta el cinturón ecuatorial de bajas presiones, es decir, del noreste al suroeste y los vientos del oeste, desde las zonas subtropicales hacia el llamado frente polar, ubicado aproximadamente en las zonas atravesadas por los círculos polares y desplazándose aproximadamente del suroeste al noreste.
Depresiones barométricas Las áreas de baja presión (ciclones o depresiones barométricas) pueden generar vientos de gran velocidad con un fuerte componente vertical que compensa los flujos de energía (calor) debidos a las diferencias de temperatura y, por lo tanto, de presión atmosférica que hay en la superficie de nuestro planeta.
El calentamiento de la atmósfera de origen terrestre