TIEMPO Y CLIMA

Meteorología y Climatología. Conceptos

Tiempo: condiciones de temperatura, humedad, presión y viento que existen en un lugar en un momento determinado, es decir, en un corto espacio de tiempo.

Meteorología es la ciencia que se ocupa de los fenómenos que ocurren a corto plazo en las capas bajas de la atmósfera, o sea, donde se desarrolla la vida de plantas y animales. Estudia los cambios atmosféricos que se producen a cada momento. El objetivo de la meteorología es predecir el tiempo que va a hacer en 24 o 48 horas y elaborar un pronóstico del tiempo a medio plazo.

Clima: 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 tomados en un largo espacio de tiempo. 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.

Climatología es la ciencia que estudia el clima y sus variaciones a lo largo del tiempo. Aunque utiliza los mismos parámetros (temperatura, presión, vientos y humedad) que la meteorología, su objetivo es distinto, ya que no pretende hacer previsiones inmediatas, sino estudiar las características climáticas a largo plazo.

Generalidades

El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera en un lugar determinado de la superficie terrestre. También es el conjunto de intercambios de calor, presión y humedad que se producen entre la atmósfera, la tierra y el agua.

La atmósfera es una capa gaseosa que envuelve la Tierra y realiza una serie de funciones muy importantes para el planeta, entre las cuales destacan las siguientes:

- regula la temperatura de la superficie del planeta; de hecho, actúa como un

gran invernadero, impidiendo que la superficie se caliente o se enfríe en exceso.

- actúa como filtro de determinadas radiaciones solares.- Contiene todos los elementos necesarios para la supervivencia de los

organismos (oxígeno y dióxido de carbono).- Es la responsable de los procesos geológicos externos: la acción del agua, el

viento y los glaciares.

1. ELEMENTOS DEL CLIMA

A) Temperatura

La temperatura atmosférica es la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire. Se suele medir en grados centígrados (ºC) y, para ello, se usa un instrumento llamado "termómetro".

Factores que influyen en la temperatura:

- la inclinación de los rayos solares- tipo de sustratos (la roca absorbe energía, el hielo la refleja, el agua la

reparte)- dirección y fuerza del viento- comportamiento térmico diferente de las masas continentales (se calientan y enfrían rápidamente) y las masas marinas (reparte el calor).- la latitud, la altura sobre el nivel del mar, la proximidad de masas de agua... (ver: factores que influyen en el clima)

Sin embargo, hay que distinguir entre temperatura y sensación térmica. Aunque el termómetro marque la misma temperatura, la sensación que percibimos depende de factores como la humedad del aire y la fuerza del viento. Por ejemplo, se puede estar a 15º en manga corta en un lugar soleado y sin viento. Sin embargo, a esta misma temperatura a la sombra o con un viento de 80 km/h, sentimos una sensación de frío intenso.

B) Presión atmosférica

Es el peso del aire sobre la superficie de la Tierra y varía con la altitud. Las zonas altas tienen presión baja, y las zonas bajas tienen presión alta. Se mide con el barómetro y se expresa en milibares. El aire pesa (1kg/cm2), con lo cual aproximadamente soportamos unas 15-20 toneladas sobre nosotros.

La presión normal a nivel del mar es de 1013 milibares (mb) o 760 mm, pero puede variar, entonces se forman los llamados centros de acción, que se encargan de regular la circulación atmosférica. Se representan mediante isobaras (líneas que unen puntos de igual presión. Son dos:

– Alta presión o Anticiclón (A): (+ de 1013 mb) centro de acción donde la presión supera los 1013 mb (es mayor en el centro). Conlleva tiempo estable, seco y soleado (frío o cálido). Causa: en un anticiclón el aire pesa y desciende, se acumula en las capas bajas, y provoca y difunde vientos.

– Baja presión o Borrasca (B): (- de 1013 mb) centro de acción donde la presión es menor de 1013 mb. Conlleva tiempo inestable, cubierto, con posibilidades de precipitación. Causa: en una borrasca el aire pesa poco y asciende; como queda un espacio vacío, atrae vientos de otras zonas para cubrirlo (actúa como un aspirador).

Tipos de centros de acción. Tanto anticiclones como borrascas pueden ser:

- Térmicos: son locales y poco estables

- Dinámicos: están integrados en la dinámica general de la atmósfera. Son estables permanentes. (Ver apartado Dinámica…)

C) Viento

Viento: es el desplazamiento del aire. Los vientos se desplazan entre zonas que tienen diferente temperatura y presión. Se mide con el anemómetro y se expresa en km/h. Se produce cuando una masa de aire se vuelve menos densa al aumentar su temperatura, asciende y entonces, otra masa de aire más densa y fría se mueve para ocupar el espacio que la primera ha dejado.

Por tanto el viento va de las altas (A) a las bajas presiones (B); su velocidad depende de la diferencia de presión entre ellas, y lo podemos ver en las isobaras:

Si están muy juntas: viento rápidoSi están muy separadas: viento suave.

Pero el viento no sigue una trayectoria recta porque le afecta la Fuerza de Coriolis: “todo cuerpo tiende a trasladarse hacia la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el Sur, debido a la rotación de la Tierra”. Hemisferio N: en el Anticiclón el viento gira según el sentido de las agujas del reloj. Hemisferio S: en el Anticiclón el viento gira en sentido contrario a las agujas del reloj.

D) Humedad.

La humedad indica la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Depende, en parte, de la temperatura, ya que el aire caliente contiene más humedad que el frío. Para medirla usamos el “higrómetro”.

La humedad relativa se expresa en forma de tanto por ciento (%) de agua en el aire. La humedad absoluta se refiere a la cantidad de vapor de agua presente en una unidad de volumen de aire y se expresa en gramos por centímetro cúbico (gr/cm3).

La saturación es el punto a partir del cual una cantidad de vapor de agua no puede seguir creciendo y mantenerse en estado gaseoso, sino que se convierte en líquido y se precipita.

Para que exista precipitación se deben dar estas condiciones:

- enfriamiento de la masa de aire (aumenta la humedad relativa)- núcleos de condensación

- humedad y fuentes de humedad.

CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA HUMEDAD:

Nubes: gotas de agua muy pequeñas o cristales de hielo. 2 grandes grupos:

- Estratiformes: alargadas, con forma de estrato.Altas (cirros, cirrocúmulos, cirrostratos), no generan precipitaciones.Medias (altocúmulos, altostratos).Bajas (nimbostratos, estratos, estratocúmulos).

- Cumuliformes: nubes de desarrollo vertical, forma de globo. Son los cúmulos y cumulonimbos (propios de las tormentas de verano)

Niebla: es un estrato (nube) a nivel del suelo. Aparece en lugares con mucha humedad, y desaparece cuando las temperaturas suben o no hay aporte de humedad.

2. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CLIMA

Estos factores son los que influyen y pueden cambiar los elementos de los que depende el clima, de ahí que exista tanta variedad de climas en las diferentes zonas del mundo. Dichos factores son los siguientes:

- Latitud: Es la distancia que hay desde un punto hasta el ecuador. Cuanto más nos acercamos a la franja del ecuador, las temperaturas son más altas, y por consecuencia, las precipitaciones también son mayores.

- Altitud: Es la altura respecto al nivel del mar. Cuanto más alto estamos (más alejados del nivel del mar), menor será la temperatura; cuanto más cercanos al mar, más suaves son las temperaturas.

- Distribución tierras y mares: Si la zona en la que nos encontramos está cerca del mar, temperatura es más suave, más constante; sin embargo, cuanto más nos alejamos de los mares, más severos son los cambios de temperatura.

- La posición de la Tierra en el sistema solar: los movimientos de rotación y traslación. Por eso existen las estaciones. Dependiendo de la estación en que nos encontremos, estaremos más cerca o lejos del sol y esto influye en el clima.

- Relieve y orientación de las laderas: (ver efecto Foehn)- Corrientes marinas: son como ríos dentro del océano. Pueden ser cálidas o

frías y tienen mucha influencia en el clima de las costas a las que se acerque cada corriente, y hace que lugares en la misma latitud tengan climas diferentes.

Mapa de corrientes marinas.

- Circulación de vientos: (ver “Circulación general de la atmósfera)Las zonas templadas del hemisferio N están entre el cinturón de altas presiones tropicales y el de bajas presiones de las zonas polares, es decir, dentro del dominio de la circulación de los vientos del oeste. Los vientos que circulan en superficie desde el oeste están reforzados en altura por la presencia del jet stream, auténtico regulador de la circulación atmosférica.

- Radiación solar: está en relación con la temperatura y la humedad.

3. DINÁMICA ATMOSFÉRICA VERTICAL

Decimos que precipita cuando dentro de la nube se produce una condensación rápida. Puede ser en forma de lluvia, nieve, granizo o escarcha. Se miden con el pluviómetro en milímetros por m2 (mm/m2).

Existen diferentes mecanismos para que precipite:

1) Precipitación por convección2) Precipitación orográfica (efecto Fohënn)3) Precipitación por bajas presiones

3.1 Precipitación por convección

Es propia de corrientes de aire muy cálido que asciende en altura rápidamente. Se enfría también rápidamente, el vapor de agua se condensa y se crean grandes nubes de desarrollo vertical (cumulonimbos). Es típica de las tormentas de verano.

3.2 Precipitación orográfica (efecto Foehn)

Cuando existe una cordillera alta y viento que se dirige a la montaña, las nubes chocan, se elevan, se enfrían y precipita. Se distinguen dos laderas:

Barlovento: ladera húmeda, con más vegetación; y Sotavento: ladera seca.

3.3 Precipitación por bajas presiones

Asociada a la dinámica de Anticiclones y Borrascas. Se dividen en tres grupos: Frentes, Ciclones Tropicales y Tornados.

A) Frentes: (ej: Frente Polar)

Los frentes son la zona de contacto entre dos masas de aire de características distintas. Por tanto, no se mezclan, y a ambos lados de un frente se produce un cambio brusco de las propiedades del aire, lo que casi siempre implica diferentes temperaturas. Por ejemplo: el área de convergencia entre el aire tibio y húmedo con el aire seco y frío. 

El aire frío tiene más fuerza y dinamismo que el cálido, lo empuja y el cálido intenta recuperar terreno; asciende porque pesa menos, y precipita.

Etapas de formación de un frenteLos frentes se asocian con ciclones o zonas de baja presión y se producen cuando una masa de aire frío entra en contacto con otra de aire cálido. La circulación de la atmósfera terrestre hace que el aire frío se mueva hacia el Este y hacia el ecuador, mientras que el cálido se desplaza hacia el Este y hacia los polos formando una cuña llamada sector cálido. Este movimiento hace que el frente se curve; el frente cálido se desvía hacia el Este, donde el borde delantero del sector cálido está reemplazando al aire frío, y el frente frío se desvía hacia el Oeste. Como el aire frío se mueve más deprisa que el cálido, el sector cálido se va comprimiendo y el frente se cierra y pierde fuerza.

Esto ocurre a nivel del mar, pero en las capas altas de la atmósfera hay un fenómeno que se relaciona con el Frente Polar: Jet Stream (Corriente en Chorro). Es un chorro de viento muy rápido, como un tubo, que circula de Oeste a Este en los dos hemisferios; esta corriente no circula rectamente, sino que se ondula, y determina el Frente Polar, haciendo funcionar a las borrascas.

B) Ciclones Tropicales (Huracanes, Tifones)

Es un ciclón tropical migratorio, con fuertes vientos y lluvias, que se origina sobre los océanos en algunas regiones próximas al ecuador. Se forman en las zonas de calmas ecuatoriales (ver circulación general de la atmósfera), un cinturón estrecho caracterizado por vientos suaves, brisas leves y variables y chubascos frecuentes. Los huracanes consisten en vientos muy rápidos que soplan de forma circular alrededor de un centro de baja presión llamado ojo del huracán. Este centro se desarrolla cuando el aire cálido y saturado de las zonas de calmas ecuatoriales se eleva empujado por aire frío más denso. Desde el borde de la tormenta hasta su centro, la presión atmosférica cae bruscamente mientras que la velocidad del aire aumenta.

En general, los huracanes se desplazan en una trayectoria con forma de parábola. En el hemisferio norte suelen viajar primero hacia el noroeste y, en latitudes mayores, giran hacia el noreste. En el hemisferio sur la trayectoria usual empieza apuntando hacia el suroeste y luego hacia el sureste.

C) Tornados

Es la menor de las depresiones móviles (Borrascas), pero la más violenta y compleja. Es un embudo que suele colgar de un cúmulonimbo con un diámetro entre 100-500 mts. La velocidad del viento puede llegar a alcanzar unos 800 km/h. Se localiza sobre todo en Norteamérica y Australia. Funciona como un aspirador gigante.

4. CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA

4.1Zonas Ecuatoriales y Tropicales

La zona del Ecuador es muy calurosa, por tanto, el aire caliente sube y se crea alrededor un cinturón de Bajas Presiones (Chimenea Ecuatorial), con máximas precipitaciones. Cielos siempre cubiertos.

Este aire se traslada, se enfría y desciende porque pesa más, en las zonas subtropicales. En estas zonas hay Anticiclones (ej: anticiclón de las Azores). Cielos despejados y paisajes semisecos.

El aire vuelve a trasladarse a la región ecuatorial porque había quedado un hueco (círculo cerrado) en dirección:

Suroeste (hemisferio N): vientos AlisiosNoroeste (hemisferio S): vientos Contralisios.

4.2Zonas Polares

Son zonas con temperaturas muy bajas; el aire frío desciende porque pesa más y se crea un anticiclón (tiempo seco y estable). Los anticiclones emiten viento hacia otras latitudes; ese aire se va calentando y enfriando, y se crean Borrascas. El viento en las capas altas va a los huecos que ha generado el aire frío.

Vientos con dirección Noreste en hemisferio N y SE en hemisferio S.

4.3Zonas Templadas

Se encuentran en el límite entre las Borrascas del Norte y los Anticiclones tropicales, donde se forma el Frente Polar. Los vientos van en dirección Suroeste en hemisferio N y Noroeste en hemisferio S.

El circuito del se cierra en el límite entre la troposfera y estratosfera.

5. EFECTO INVERNADERO.

Es un proceso que ocurre en la Tierra, y que como consecuencia la acción del hombre, se va incrementando ocasionando cambios climáticos apreciables y que pueden llevar a catástrofes desorbitadas.

La Tierra se calienta gracias a la energía del Sol. Cuando esta energía llega a la atmósfera, una parte es reflejada de nuevo al espacio, otra pequeña parte es absorbida, y la restante llega a la Tierra y calienta su superficie.

Pero cuando la Tierra refleja a su vez la energía hacia la atmósfera, ocurre algo diferente. En lugar de atravesarla y llegar al espacio, los gases de la atmósfera absorben una gran parte de esta energía. Esto contribuye a mantener caliente el planeta.

De ésta manera, la atmósfera deja que la radiación solar la atraviese para calentar la Tierra, pero no deja salir la radiación que la Tierra irradia hacia el espacio. En un invernadero ocurre lo mismo, salvo que en el invernadero se utiliza cristal, en vez de gases, para retener el calor. Por esto, se llama a éste proceso, efecto invernadero.

Los gases invernadero de la atmósfera cumplen la función de mantener la temperatura media adecuada para la Tierra, a pesar de que las temperaturas varíen mucho de un lugar a otro. Si estos gases aumentaran, retendrían demasiado calor. Esto provocaría el recalentamiento del planeta.

Entre los gases naturales que retienen el calor están el dióxido de carbono, el metano, el óxido de nitrógeno, el vapor de agua y el ozono. Son todos importantes gases invernadero.

Pero la atmósfera contiene además, unos gases artificiales, fabricados por el hombre, que contribuyen al efecto invernadero. Entre ellos destacan los CFCs (clorofluorocarbonos), elementos químicos responsables en gran medida de la destrucción de la capa de ozono que protege la vida.

Si la atmósfera no tuviese dos gases que se producen de forma natural: el dióxido de carbono y el vapor de agua, la Tierra estaría 30ºC más fría de lo que está en la actualidad. Pero la polución está incrementando la cantidad de gases invernadero presentes en la atmósfera., y corremos el riesgo de que la Tierra se recaliente.

Los científicos opinan que si los gases invernadero se duplican, la temperatura media mundial se incrementará entre 1,5ºC y 4,5ºC. Si tenemos en cuenta que entre la temperatura media que reinaba durante la última glaciación y la actual sólo hay una diferencia de 4ºC, podemos imaginarnos fácilmente que un incremento semejante podría acarrear unas consecuencias catastróficas.

(Ver esquema „Radiación Solar”, tema Atmósfera)