Conceptos generales

CLIMATOLOGÌA

Estudio científico del clima, los factores que lo producen, sus elementos, su distribución sobre la superficie terrestre y su influencia sobre los seres vivos. Opera con datos procedentes de las observaciones  meteorológicas obtenidas durante largos períodos (de 30 a 35 años), con los cuales elabora los valores medios y los valores extremos de los diferentes elementos del clima, estudiando también las oscilaciones periódicas y la frecuencia y repetición de los fenómenos atmosféricos en el área estudiada.

clima inicial

El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan las condiciones habituales o más probables de un punto determinado de la superficie terrestre.

Es, por tanto, una serie de valores estadísticos. Por ejemplo, aunque en un desierto se pueda producir, eventualmente, una tormenta con precipitación abundante, su clima sigue siendo desértico, ya que la probabilidad de que esto ocurra es muy baja.

El clima condiciona las actividades del hombre. Un agricultor en una región con un período libre de heladas de, por ejemplo, 95 días podrá dedicarse a un cultivo que resiste o salva dicho período de heladas. Un ingeniero que debe proyectar una embalse debe asegurarse que las lluvias en la cuenca de captación sean abundantes y deberá conocer sus intensidades y períodos de retorno. Los médicos necesitan conocer con precisión cuales son los lugares apropiados para el tratamiento de algunas dolencias, o las zonas climáticas donde ciertas enfermedades son características. A las compañías de aviación les interesa conocer el régimen de vientos y presiones en aquellos lugares donde hacen escalas los aviones. Etcétera…

La Climatología está relacionada prácticamente con todas las Ciencias de la vida y de aquellas que como la Ingeniería o la Arquitectura, implican la interacción del hombre con la naturaleza y las alteraciones que produce.

EL SISTEMA CLIMATICO

El sistema climático es un conjunto interactivo y complejo constituido por la atmósfera, la superficie terrestre, la nieve y el hielo, los océanos y otras masas de agua y organismos vivos. La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. La atmósfera seca está compuesta casi íntegramente de nitrógeno y oxígeno, pero también contiene pequeñas cantidades de argón, helio, dióxido de carbono, ozono, metano y muchos otros gases traza.

ciclo-del-agua

La atmósfera también contiene vapor de agua, gotitas de agua condensada en forma de nubes y aerosoles. La hidrosfera es la parte del sistema climático de la Tierra que comprende el agua líquida distribuida sobre y bajo la superficie de la Tierra en océanos, mares, ríos, lagos de agua dulce, embalses subterráneos y otras masas de agua. La criosfera abarca el conjunto de elementos del sistema de la Tierra que contienen agua en estado de congelación e incluye toda la nieve y el hielo (el hielo marino, los hielos de lagos y ríos, la cubierta de nieve, la precipitación sólida, los glaciares, los casquetes de hielo, las capas de hielo, el permafrost y suelo congelado estacionalmente). La litosfera es la capa superior de la parte sólida de la Tierra, que comprende tanto la corteza continental como los fondos marinos. La biosfera engloba todos los ecosistemas y organismos vivos presentes en la atmósfera, en tierra firme (biosfera terrestre) y en los océanos (biosfera marina), incluida la materia orgánica muerta resultante de ellos, como restos, materia orgánica del suelo o desechos oceánicos.

Bajo los efectos de la radiación solar y las propiedades radiactivas de la superficie, el clima de la Tierra está determinado por las interacciones que se producen entre los componentes del sistema climático. La interacción de la atmósfera con los demás componentes desempeña un papel importante en la conformación del clima.

La interacción de la atmósfera con los demás componentes desempeña un papel importante en la conformación del clima.

La atmósfera absorbe energía directamente de la radiación solar incidente o indirectamente mediante procesos en los que interviene la superficie de la Tierra. Esta energía se redistribuye continuamente en dirección vertical y horizontal mediante procesos termodinámicos o movimientos a gran escala con el objetivo inalcanzable de lograr la estabilidad y el equilibrio del sistema. El vapor de agua cumple una función importante en la redistribución vertical del calor mediante la condensación y el transporte de calor latente. El océano, dada su amplia capacidad térmica, limita la tasa del cambio de temperatura en la atmósfera y suministra vapor de agua y calor sensible a la atmósfera. La disposición de los continentes afecta a las corrientes oceánicas y las montañas reorientan los movimientos atmosféricos. El hielo polar, montañoso y marino devuelve el reflejo de la radiación solar al espacio. En las latitudes elevadas, el hielo marino actúa como un aislante y protege al océano del escape rápido de energía a la atmósfera, que está mucho más fría. La biosfera y, en particular, las actividades humanas en ella realizadas, afectan a los componentes atmosféricos, como el dióxido de carbono, al igual que a características de la superficie de la Tierra, como la humedad del suelo y el albedo.

Las interacciones entre los componentes ocurren en todas las escalas (figuras 1.2 y 1.3).

clima 1.2

Desde el punto de vista espacial, la microescala abarca aspectos de las características climáticas en zonas pequeñas tales como edificios individuales y plantas o terrenos. Un cambio en un microclima puede resultar muy importante cuando se modifican las características físicas de una zona. Los edificios nuevos pueden causar un tiempo más ventoso, peor ventilación, una escorrentía excesiva del agua de lluvia y un incremento de la contaminación y el calor. Las variaciones naturales en un microclima, tales como las relativas al cobijo y la exposición, la insolación y la sombra, también son importantes puesto que pueden determinar, por ejemplo, qué plantas pueden prosperar en un lugar dado o la necesidad de tomar disposiciones sobre la seguridad en el entorno laboral y las actividades de ocio. La mesoescala abarca el clima de una región de extensión limitada, tal como una cuenca de drenaje fluvial, un valle, una conurbación o un bosque. Las variaciones mesoescalares son importantes en aplicaciones tales como la explotación de las tierras, el riego y la construcción de presas, el emplazamiento de las instalaciones de energía natural y la ubicación de los recursos. La macroescala comprende el clima de vastas zonas geográficas, continentes y el mundo entero. Permite determinar los recursos y las limitaciones nacionales en la producción agrícola y la gestión del agua, y, por ende, está ligada al carácter y al alcance de la salud y el bienestar humanos. Asimismo, permite definir y determinar las repercusiones de los principales rasgos de la circulación global, tales como El Niño/Oscilación del Sur (ENOS), los monzones y la Oscilación del Atlántico Norte.

clima duracion fenomenos

Una escala temporal es un intervalo de tiempo. Puede oscilar desde minutos y horas hasta decenios, siglos e incluso períodos más largos. Las características correspondientes a un elemento durante una hora son importantes, por ejemplo, en actividades del sector agrícola tales como el control de pesticidas y el control del consumo de energía para el suministro de calefacción y refrigeración. Las características que presenta un elemento durante un día pueden determinar las actividades humanas que pueden realizarse en condiciones seguras. El clima observado durante meses o años determinará, por ejemplo, los cultivos que pueden plantarse o la disponibilidad de agua potable y alimentos. Las escalas temporales más largas que se extienden hasta decenios y siglos son importantes para los estudios de la variación del clima provocada por fenómenos naturales tales como los cambios en la circulación atmosférica y oceánica y por las actividades del hombre.

cambio clima

El cambio climático se ha convertido en un problema importante para los seres humanos. Las actividades del hombre, especialmente la quema de combustibles fósiles, han dado lugar a modificaciones en la composición de la atmósfera mundial. El marcado incremento del dióxido de carbono troposférico y del metano durante la era industrial, junto con el aumento de los aerosoles y las emisiones de partículas, están afectando notablemente al clima mundial. Los clorofluorocarbonos, de uso generalizado en el pasado como propulsores de las bombas de aerosoles, los líquidos para limpieza y los refrigerantes, constituyen la causa principal del agotamiento del ozono estratosférico. Entre 1960 y 2000, quedó arrasada más de la quinta parte de los bosques tropicales,hecho que probablemente alteró los complejos ciclos hidrológicos mundiales y mesoescalares. cambio climaticoLos cañones artificiales que forman los edificios en las ciudades, junto con las superficies asfaltadas de las calles, hacen que se absorba una mayor cantidad de radiación solar y dan lugar a islas de calor urbanas. La escorrentía acelerada del agua de la lluvia y la deforestación hacen que se reduzca la cantidad de vapor de agua transpirada que, de otro modo, ayudaría a moderar la temperatura. La contaminación generada por los vehículos y edificios se acumula, especialmente en condiciones de tiempo en calma, y causa muchos problemas para la salud humana así como daños en las estructuras.

Entre 1960 y 2000, quedó arrasada más de la quinta parte de los bosques tropicales

ESTUDIO DE LA CLIMATOLOGÍA

Para el estudio de la climatología tenemos que considerar tres métodos que son fundamentales:

       1.- La climatología analítica: que está basado en el análisis estadístico de las características que se consideran más significatclimatologia tiposivas. En ella se establecen los valores medios de los elementos atmosféricos y establecer la probabilidad de que se alcancen determinados valores extremos.

2.- La climatología dinámica: que proporciona una visión dinámica y de conjunto de las manifestaciones cambiantes que se registran en la atmósfera como una unidad física. Es una explicación matemática de la atmósfera mediante las leyes de la mecánica de fluidos y de la termodinámica.

3.- La climatología sinóptica: consiste en el análisis de la configuración de los elementos atmosféricos en un espacio tridimensional y a unas horas concretas y de su evolución. Se pretenden descubrir leyes empíricas e incrementar el conocimiento acerca de la atmósfera.

patriciaEl uso de estos métodos estadísticos ha tenido considerables críticas entre los partidarios de la climatología dinámica y sinóptica. Se criticaba su alejamiento de la realidad atmosférica en un momento en el que los avances en el campo de la física, en las técnicas de captación de datos y en los métodos de cálculo parecían permitir un conocimiento detallado del sistema atmosférico. Sin embargo, se vio defraudado debido a la aparición de considerables limitaciones en un enfoque exclusivamente dinámico en climatología. El descubrimiento del caos en determinados sistemas dinámicos no lineales como la atmósfera, conlleva la necesidad de un replanteamiento de los métodos estadísticos como vía para entender unos mecanismos imposibles de entender por medios exclusivamente físicos.

ELEMENTOS Y FACTORES

Las observaciones de temperatura, presión atmosférica, vientos, humedad y precipitaciones, así como el tipo o tipos de tiempo que se recogen en las estaciones meteorológicas. Con estos datos se elaboran tablas de valores medios que se trasladan a climogramas, representaciones gráficas de la variación anual de temperatura y precipitaciones, como variables principales.

Hay que subrayar que una climatología aplicada es fundamentalmente analítica-estadística

La estadística ha evolucionado considerablemente en los últimos años apoyada en el desarrollo y popularización de los recursos informáticos. Esta metodología puede todavía aportar conocimientos a la climatoloclima estadisgía debido a su capacidad de atrapar lo básico del clima en un lugar. La solución perfecta sería la combinación de ambos enfoques ya que a pesar de las insuficiencias del método analítico, su ejecución es conveniente como paso previo al estudio dinámico.

En el caso de los climas semiáridos, resulta mucho más complejo desentrañar sus mecanismos físicos, apareciendo un importante componente aleatorio que debe estudiarse por procedimientos analíticos.

Hay que subrayar que una climatología aplicada es fundamentalmente analítica-estadística.

LA TEMPERATURA

clima temperaLa temperatura del aire es fundamental para cualquier estudio climatológico, sin ella no se puede establecer una distribución de temperaturas, y definir los fenómenos del clima.

Para ello recurrimos a los mapas de isotermas. En éstas se vuelcan los valores de temperaturas medias y se unen todos los puntos con igual valor. Si lo que queremos es una visión global de las temperaturas de los planetas, se reflejan las isotermas anuales; el resultado es una disminución de temperaturas desde el ecuador hacia los polos,  y dentro de la misma latitud temperaturas más frías en los continentes que en los océanos. La diferencia de climas oceánicos y continentales puede ser apreciada conociendo la llamada amplitud térmica, consistente en la diferencia entre temperaturas medias más altas y más bajas de un mes o un año. En una distribución de temperaturas mundiales, éstas disminuyen conforme nos desplazamos desde el ecuador hacia los polos. La amplitud térmica es mínima en el ecuador.

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La Tierra Desde el Espacio, Componentes del Clima Global