El Clima en La Tierra

EL CLIMA

EN LA T IERRA IERRA

Módulo. Cambio climátco

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Módulo. Cambio climático

© El clima en la Tierra

“Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita del tular propietario de los textos, Instuto de Invesgaciones Ecológicas (INIECO), bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento,

comprendidos la reprograa y el tratamiento informáco, y la distribución de ejemplares con ella mediante alquiler o préstamo públicos”.

2 Edición en español español 1.0

© INIECO. 2012

C/ Alonso de Palencia, 15 29007 Málaga



























índice 1. Evolución del Homo sapiens durante las distintas épocas 5 climáticas .................................................................. ..................................................................

2. Factores astronómicos que infuyen en el clima ...... ..... 10 3. Fenómenos atmosféricos ....................................... 12 3.1. La niebla .................................. ...................................................................... ........................................................................ ....................................... ...

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14 3.2.1. Desarrollo de nubes ................................................................................................ 19 3.2.2. Distribución de nubes nubes en el mundo mundo ....................................... ............................. 20

3.2. Las Nubes, la lluvia y el granizo .......................................................................... ..........................................................................

3.3. El viento ................................. ...................................................................... ......................................................................... ....................................... ...

22

3.4. La Aurora Polar ............................... ................................................................... ................................................................... ...............................

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3.5. El arco iris ................................ .................................................................... ........................................................................ ....................................... ...

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3.6. El rayo .................................... ........................................................................ ........................................................................ ........................................ ....

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Tema. El clima en la Tierra

1. Evolución del Homo sapiens durante las distintas épocas climáticas El hombre está adaptado a cualquier zona climáca del mundo. Es normal encontrar miembros de nuestra especie tanto en climas desércos como helados. Sin embargo, el grupo zoológico al que pertenecemos, el de los primates, ha evolucionado desde un clima muy concreto caracterísco del centro de África. De hecho, salvo muy raras excepciones, somos el único primate que puede vivir sin un entorno arbolado a su alrededor, siendo esta caracterísca el factor clave que dene el modo de vida de cualquier primate. Las disntas zonas climácas del mundo originan la distribución geográca de las plantas y permiten dividir la vegetación del planeta en una serie de unidades. Existen seis reinos oríscos en el mundo: 1. Holárco: toda la zona situada más o menos por encima del Trópico de Cáncer, cubre

más de la tercera parte de las erras emergidas. 2. Paleotropical: incluye las zonas ecuatoriales y tropicales, del Viejo Mundo, muy

heterogéneo y que algunos dividen en 5 zonas: africana, malgache, asiáca, malásica y pacíca. 3. Neotropical: incluye las zonas ecuatoriales y tropicales del Nuevo Mundo 4. Antárco : reúne a muchas islas del océano Antárco, Sur de Nueva Zelanda y Sur de

Sudamérica. 5. Australiano: Australia y Tasmania. 6. Capense: región del Cabo (Sudáfrica), con una ora muy rica y original y un elevado índice de endemicidad endemicidad..




























La distribución de los primates la encontramos en los reinos Paleotropical y Neotropical. Todas las erras que abarcan estos dos reinos son cálidas. La causa principal de la no existencia de monos más allá de estas erras es la estacionalidad. Los primates no pueden soportar largos periodos sin frutas, hojas verdes, tallos ernos o insectos. El enfriamiento del planeta en los úlmos millones de años es otro factor que explica la distribución geográca actual de los primates. Esto es así porque la estacionalidad se ve incrementada por el cambio climáco, siendo las erras alejadas del Ecuador más frías en invierno que en el pasado. Europa no es un connente favorable para los primates. El origen de los homínidos, nuestro grupo de primates, está en África, y nuestra llegada a Europa es relavamente reciente. El paisaje que se corresponde con nuestra infancia evoluva tenemos que encontrarlo en los bosques lluviosos del África tropical, haciéndonos humanos en medio más abiertos, bosques aclarados y sabanas con matorrales y árboles dispersos. La adaptación de los humanos a Europa implicó modicar sus hábitos a los ecosistemas locales. Además en el connente europeo se han venido alternando ciclos de clima templado, como el actual, con largos periodos de frío intensísimo, conocidas como glaciaciones, que cambian dramácamente la vida animal y vegetal.

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Por lo tanto, la evolución del Homo sapiens empezó dejando de ser primates arborícolas y exclusivamente forestales, adaptándose posteriormente a un clima que ya no era tropical. En los úlmos años del terciario, desde hace 25 millones de años hasta hace 2 millones, el clima del planeta era más cálido que el actual. También la humedad era mayor antes del Cuaternario y la vegetación muy diferente, siendo en todos los casos más tropical. En el máximo glaciar de hace 21.000 -17.000 años el clima fue muy duro en ciertas parte de Europa. El nivel del mar descendió hasta 120 metros en relación al actual. Los hielos cubrían Escandinavia con tres kilómetros de espesor. Gran Bretaña e Irlanda estaban sepultadas bajo dos kilómetros de hielo. Los icebergs llegaron hasta Lisboa. Lisboa . En la península ibérica, por ejemplo, ejem plo, la temperatura media anual era entre 10 y 12 ºC más fría que en la actualidad. Podemos hacernos una idea de lo que este frío representa si consideramos que la temperatura media anual desciende un grado cengrado si nos desplazamos 200 km al norte, otra grado cuando nos alejamos del mar 10º hacia el este y otro grado si ascendemos 150 metros en altud. En nuestro caso, signicaría mover la península ibérica 2.000 km hacia el norte, quedando situado Madrid a la altura del norte de Escocia.






























Eras Geológicas

Período

Precámbrico, Arqueozoica ó Arcaica

Época

Arcaico

4600

Primeros seres unicelulares

Desde la creación del mundo hasta hace 589 millones de años.

Proterozoico Primeros seres multicelulares e

Enfriamiento de la corteza terrestre. Formación de los mares. Aparición de los primeros seres vivos.

Millones de años

2500

invertebrados.

Cámbrico

Primeros agnatos (peces sin mandíbulas)

590

Ordoviciense u Ordovícico

Paleozoica ó Primaria

505

Apogeo de los agnatos agnatos Silúrico

Desde hace 590 hasta 248 millones de años.

Primeros osteíctios (peces con huesos)

438

Devónico

Florecimiento de los peces y los anfibios. Aparición de los primeros reptiles. Desarrollo de las plantas verdes terrestres.

408

Primeros insectos no voladores Carbonífero

Missisippiense

360

Desaparición de los agnatos y aparición de los primeros anfibios

Pennsylvaniense

320

Pérmico

Apogeo de los anfibios anfibios y aparición aparición de los primeros reptiles

290

Triásico

Aparición de pterosaurios, pterosaurios, saurisquios e ictiosaurios

Mesozoica ó Secundaria

Desde hace 245 hasta 66 millones de años. Era de máximo florecimiento de los reptiles en toda su variedad de formas. Surgen los mamíferos primitivos y las aves a partir de algunas formas reptilianas.

Jurásico

Saurópodos pesados, estegosaurios, carnosaurios Extinción de saurópodos pesados y estegosaurios. Apogeo de anquilosaurios,, carnosaurios, anquilosaurios ceratopsios y cocodrilos Terciario

Extinción casi total de los reptiles, excepto los actuales lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos y tuátaras. Expansión de los mamíferos. Aparición del hombre.

208

Cretácico ó Cretáceo

Cenozoica ó Terciaria

Desde hace 65 millones de años a la época actual.

245

Apogeo de los mamíferos.

Cuaternario

Especialización Especializaci ón de los mamíferos. Aparición de los los primates y el hombre.

Tabla 1.1. Eras geológicas de la Tierra

138

Paleoceno Eoceno Oligoceno Mioceno Plioceno Pleistoceno Holoceno

65 55 38 25 5 2 0,01






























Los fósiles de homínidos que cuentan con más de dos millones de años corresponde a la época geológica denominada Plioceno, ver tabla 1.1. Sin embargo, no es hasta la llegada del Cuaternario cuando se producen dos fenómenos claves en la evolución humana. El primero de ellos es la aparición de lo que podemos considerar el primer humano y el segundo la dispersión

de estos monos bípedos fuera de África. Por lo tanto, parece más que probable que las condiciones climácas caracteríscas del Cuaternario han sido las que han determinado nuestra evolución hacia lo que actualmente somos.

El Cuaternario se caracteriza por un enfriamiento general del planeta. El úlmo millón de años es aun más frío. Durante este úlmo millón de años se vienen reproduciendo en periodos de aproximadamente 100.000 años recrudecimientos del frío que se ha dejado senr especialmente en el hemisferio norte del planeta. Estas épocas, conocidas como glaciaciones, se han caracterizados por gruesos mantos de hielos que han ocupado gran parte de las erras del hemisferio norte. La máxima expansión glaciar del Cuaternario, hace unos 500.000 años, los casquetes de hielo cubrieron Irlanda, Escocia y Gales, Escandinavia al completo, Berlín, Varsovia, Moscú y Kiev.

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Como hemos visto los periodos fríos se intercalan con otros más cálidos. Desde hace 10.000 años vivimos un periodo cálido llamado Holoceno. Este periodo cálido debería prologarse otros 90.000 años más, si tenemos en cuenta los datos estadíscos del úlmo millón de años. Después comenzaría una nueva glaciación que haría desaparecer todo vesgio de vida en gran parte del hemisferio norte. Se han praccado sondeos en el manto de hielo que cubre Groenlandia, cuya generación se produjo hace unos 120.000 años. El casquete polar antárco aun podrá facilitar datos más precisos del úlmo medio millón de años. En el primer periodo del Cuaternario, Cuaternario, hasta hace unos 800.000 años, la evolución humana en Europa se caracteriza por el origen del primer poblamiento en el connente. A parr de los 800.000 años y hasta los 127.000 años vivieron y evolucionaron los antepasados de los neandertales, que terminaron exnguiéndose hace 30.000 años. En este






























Figura 1.2. Glaciaciones en el Cuaterna Cuaternario rio

Al poco de empezar esta época (que se manene hasta la actualidad) surgió la agricultura de cereales en Oriente Próximo. La domescación de las plantas y animales produjo la llamada revolución del Neolíco, de donde verdaderamente arranca nuestra economía y modo de vida. A parr de este momento los humanos producen su propio alimento en lugar de tomarlo directamente de la naturaleza, cazando, carroñando o recolectando. La economía producva asentó a los humanos. En la actualidad los únicos alimentos no producidos por nosotros que consumimos en grandes candades son los animales marinos. No obstante, el agotamiento de este recurso está propiciando el desarrollo de acuicultura que en pocos años sustuirá la pesca tradicional.

Por lo tanto, desde hace 40.000 hasta hace 30.000 años tenemos una Europa en la que conviven tanto neandertales como cromañones, cromañone s, nuestros abuelos. Como hemos visto el apogeo






























Nuestra capacidad para alterar el medio ambiente, sin embargo, no ene parangón con ninguna otra especie. Pero debemos ser conscientes que producir un proceso de calentamiento global, por ejemplo, provocará efectos imprevisibles en el clima. Estos efectos cambiarán las condiciones de equilibrio que nos han permido desarrollarnos como hasta ahora lo hemos hecho.

2. Factores astronómicos que infuyen en el clima Nuestro planeta está dotado de dos movimientos principalmente relacionados con el clima: el movimiento de traslación y el de rotación. El primero de ellos es el que describe el planeta alrededor del sol. Este movimiento es el responsable de las estaciones. El segundo el que describe sobre su propio eje imaginario que atraviesa los dos polos. Este movimiento es el responsable responsa ble de la consecución del día y la noche.

La órbita que describe la Tierra en su movimiento de translación no es una circunferencia sino una elipse. Sin embargo, esta elipse no se manene constante a lo largo de los años, ya que existen periodos en los que su “achatamiento” se reduce, asemejándose más a una circunferencia.

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El astrónomo yugoslavo Milun Milankovitch calculó las variaciones en la candad de radiación solar que recibe la Tierra debidas a cambios en los movimientos de traslación y rotación del planeta. El mecanismo astronómico que explica los glaciales se basa en tres factores: El primero de ellos es la inclinación del eje de rotación terrestre. Al aumentar su ángulo las estaciones resultan más extremas en ambos hemisferios. En este caso los veranos son más cálidos y los inviernos más fríos. La desviación del eje varía entre 21,5 y 24,5 grados. Actualmente el eje de la erra está desviado 23,44 grados. El periodo de estas oscilaciones comprende 41.000 años. El segundo factor que acentúa las variaciones entre las estaciones es la forma de la órbita terrestre. Con un periodo de unos 100.000 años la órbita terrestre se alarga y acorta, lo que origina una elipse más excéntrica o circular. Esta excentricidad varía desde una órbita






























Con la excentricidad máxima se intensican las estaciones en uno de los hemisferios y se moderan en el otro. En la gura 2.1 podemos ver este fenómeno. El hemisferio norte tendrá un invierno muy frío y un verano muy caluroso cuando la excentricidad es máxima. Esto es debido a que cuando se produce el solscio de invierno se encuentra muy alejado del sol. El solscio de verano coincide con el máximo acercamiento de la erra al sol. Por este movo el verano será extremadamente caluroso. El úlmo de los factores que afecta al clima en la Tierra, es el conocido como factor de precesión o bamboleo del eje de rotación de la Tierra. Este bamboleo describe una circunferencia completa cada 23.000 años. Este fenómeno determina si el verano en un hemisferio cae en un punto de la órbita cercano o lejano al Sol. Cuando conuyen periodos de máxima excentricidad con fases de gran inclinación en el eje de rotación los inviernos son extremadamente fríos en el hemisferio norte. La reducción de la irradiación en verano origina además que no puedan derrerse los hielos generados durante el invierno con lo que el proceso de glaciación se acelera en gran medida. Además, el efecto albedo, la reexión de la luz solar sobre el hielo, propicia que la Tierra absorba mucha menos radiación solar que si el terreno estuviera con vegetación o incluso con erra a la vista. Esta disminución de la capacidad de la Tierra para absorber calor del Sol debido a que se encuentra cubierta de hielo, acelera el enfriamiento del planeta. La actual órbita de la Tierra se caracteriza por una variación en cuanto a la distancia del Sol de 147,7 millones de kilómetr kilómetros os cuando se encuentr encuentraa en su punto más cercano al Sol, llamado perihelio que ocurre en el mes de enero de cada año y 152,2 millones de kilómetros en su punto más alejado, llamado afelio (ocurre en el mes de julio). A efectos práccos se uliza la distancia media de 149,5 millones de kilómetros para denir la distancia de la Tierra al Sol. El empo que tarda la Tierra en completar este trayecto da origen al año terrestre, que es de 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45,975 segundos. Las cerca de seis horas de exceso de empo obligan a tener, cada cuatro años, un mes de febrero con 24 horas (seis horas por cuatro años) adicionales. La desigualdad de temperaturas se ocasiona por los movimientos de rotación y traslación
































Estas zonas se han clasicado en relación a la luz solar que reciben más que al clima que poseen. Sirven de base para una división más racional de los climas clima s terrestres que, en conjunto, son fenómenos atmosféricos caracteríscos de determinadas zonas terrestres. El clima depende de diversos factores. Los más importantes son: altud, temperatura, presión atmosférica, viento, humedad y pluviosidad. Una clasifcación de zonas climácas atendiendo a la temperatura media anual anual de esa

zona nos determinaría cuatro disntos pos de climas: • Clima cálido. Temperatura media anual superior a 21 ºC. Este clima es caracterísco de tres zonas del mundo: »

Monzónico . Verano lluvioso e invierno bastante seco. Caracterísco del Sur de Asia.

»

Subtropical . Verano caluroso e invierno suave. Caracterísco de los países de la

cuenca del Mediterráneo. »

Templado-Húmedo u Oceánico. Caracterísco de las costas del Atlánco.

• Clima templado. Temperatura Temperatura media anual entre 10 y 20 2 0 ºC. Este clima es caracterísco de dos zonas del mundo: »

Connental. Propio del interior de los connentes con un verano muy mu y caluroso y unos

inviernos muy fríos. Son caracteríscas regiones centrales de Europa, Norteamérica y Sudamérica.

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»

Connental frío. Invierno muy largo con más de seis meses de temperaturas

inferiores inferi ores a 6 ºC. Clima propio de Rusia, Noruega, Finlandia, Suecia, Canadá y Sur de
































La masa de aire en cuyo fondo vivimos ene un peso, por lo que ejerce una presión que a nivel de mar es un poco superior a un kilogramo por cenmetro cuadrado de piel. Esta enorme presión es equilibrada hacia a fuera por la que ejerce el aire que entra en nuestros pulmones y la sangre. Esta es la causa por la que no advermos los casi 15.000 kilos de presión que soporta cada individuo. Un barómetro situado a nivel del mar marcará una presión de 760 mm, a 115 metros de altura bajará hasta 750 mm, mientras que a 230 metros marcará 740 mm. A 10.000 metros solo marcaría 200 mm. A medida que un objeto asciende la presión atmosférica que se ejerce sobre el disminuye. En capas bajas la disminución de la presión con la altura es de aproximadamente 1 mm cada once metros. A medida que la altura aumenta esta relación va disminuyendo. La presión atmosférica no es constante en un mismo punto geográco. Sufrirá albajos dependiendo de la temperatura y la humedad que en ese emplazamiento se registren.

El vapor de agua ene un menor peso que el aire. Mientras más vapor de agua haya en una parte de la atmósfera menor presión atmosférica habrá en esa zona. Con la altura no solo disminuye la presión sino también la densidad del aire, pues según la ley fundamental de los gases, su densidad depende de la presión a que están somedos. Los fenómenos atmosféricos que estudiaremos serán los siguientes: la niebla, las nubes, el viento, la lluvia, el granizo, la aurora polar, el arco iris, el rayo.
































El cálculo del punto de rocío puede realizarse ulizando la siguiente fórmula: Pr = 8

H

100

⋅

[112 + (0,9 ⋅ T )] + (0,1 ⋅ T ) − 112

donde: Pr = Punto de rocío. T = Temperatura en grados Celsius. H = Humedad relava.

Para aplicar la fórmula debemos conocer la humedad absoluta y relava de una masa de aire. La candad de vapor de agua que conene se denomina humedad absoluta. La humedad relava es la proporción de vapor en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación. Esta unidad se expresa en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relava igual al 100%) se llega al punto de rocío. Las masas de aire pueden enfriarse de dos maneras disntas, originando dos pos disntos de niebla:

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• Niebla por advección. La masa de aire se traslada de una supercie caliente hacia otra más fría, con lo que su temperatura disminuye. Este proceso de formación es caracterísco de las nieblas marinas. ma rinas. Para que se produzca el fenómeno una masa de aire caliente debe cruzarse con otra de aire húmedo. El aire sufre un brusco enfriamiento,
































• Cambio de vapor a líquido y de líquido a vapor. Estos fenómenos reciben el nombre de condensación y evaporación, respecvamente. • Cambio de líquido a sólido y de sólido a líquido. Estos fenómenos reciben el nombre de congelación y fusión, respecvamente. • Cambio de vapor a sólido y de sólido a vapor. Estos fenómenos reciben el nombre de condensación y sublimación, respecvamente. La formación de la nube se produce cuando ocurren algunos de los tres primeros cambios de cada punto. Los cambios que enen lugar en la nube se realizan con equilibrio termodinámico. Estos cambios deben superar una barrera de energía libre que diculta que se realicen. Las gotas de agua poseen unas intensas fuerzas de tensión supercial, para aumentar de tamaño por condensación, enen que ser contrarrestadas por un fuerte gradiente de presión de vapor. La formación de gotas, en estas condiciones, que originan la nube necesita formarse con humedades relavas muy elevadas, superiores al 100%. Sin embargo, en estado natural se forman las nubes con humedades relavas inferiores al 100%. Esto se explica por el hecho de que en la atmósfera existen parculas de tamaño micrométrico que enen gran anidad con el agua y actúan como núcleos de condensación. Este fenómeno recibe el nombre de nucleación heterogénea.

El fenómeno fue estudiado en 1875 por Paul Jean Coulier que observó que en un sistema cerrado la niebla no se forma hasta que no entra aire del exterior al sistema. Para la formación de la niebla era necesario, por tanto, la presencia de polvo o pequeñas parculas en suspensión suspensió n en el aire. Los núcleos de condensación más pequeños enen un tamaño de entre 10 -7 y 10 -5
































suelen estar formadas por cristales de hielo. Las que se forman en aire más cálido suelen contener pequeñas gotas de agua. Las nubes que se crean en aire en reposo enden a aparecer en capas o estratos, mientras que las que se forman entre vientos o aire con fuertes corrientes vercales presentan un gran desarrollo vercal. Por lo tanto, el movimiento de aire asociado al desarrollo de las nubes también afecta a su formación. Existen cuatro grandes familias de nubes dependiendo de su altura: »

Nubes altas. Cirros, Cirrocúmulos y Cirrostratos.

»

Nubes medias. Altocúmulos, Altostratos.

»

Nubes bajas. Nimbostratos, Estratocúmulos, Estratos.

»

Nubes con desarrollo vercal. Cúmulos y Cumulonimbos.

Nubes altas Cirros: Estas nubes se caracterizan por su color blanco. Son bastante transparentes y sin

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sombras internas que presentan un aspecto de lamentos largos y delgados. Los lamentos pueden presentar una distribución regular en forma de líneas paralelas, ya sean rectas o sinuosas. En algunos casos los lamentos enen una forma embrollada. La apariencia de este po de nubes puede asemejarse a un lienzo que se cubre a grandes brochazos. La aparición de cirros en el cielo puede relacionarse con precipitaciones en las próximas 24 horas a la aparición


































Fotograa 3.1. Aspecto de las nubes altas
































Estratos: Tienen la apariencia de un banco de neblina grisáceo sin que se pueda observar

una estructura denida o regular. Presentan manchones de diferente grado de opacidad y variaciones de la coloración gris. Durante el otoño e invierno los estratos pueden permanecer en el cielo durante todo el día dando un aspecto triste al cielo. Vulgarmente se las conoce como nieblas altas. Durante la primavera y principios del verano aparecen durante la madrugada dispersándose durante el día, lo que indica buen empo. No suelen alcanzar alturas superiores a los 800 metros.

Nubes de desarrollo vercal Cúmulos: Estas nubes se encuentran entre 800 y 1.000 metros. Presentan un gran tamaño

con un aspecto masivo y de sombras muy marcadas cuando se encuentran entre el Sol y el observador, es decir, son nubes grises. Se caracterizan por una base horizontal. En la parte superior destacan protuberancias vercales de gran tamaño que se deforman connuamente.
































Cirros

Cirrostratos Aire Cálido Aire Cálido Aire Frío

Frente Frío

Altostratos

Frente Cálido

Cumulonimbos Nimbostratos

Aire Frío

OCÉANO
































Si esta condición no sufre modicaciones el aire de la nube sigue elevándose con velocidad creciente. En algunos casos connúa en aumento por encima de los 10.000 metros, siendo el aire de la nube más cálido que el aire que la rodea en las capas bajas de la estratosfera. Las tormentas que provocan este fenómeno se componen de varias partes bien diferenciadas. Cada una de estas partes ene un ciclo de vida bien denido. La primera etapa se caracteriza por un movimiento de aire totalmente ascendente. Por lo tanto, la mayor parte del aire que constuye la nube proviene de las capas situadas por debajo de la base de la misma. El aporte de aire también se produce por el lateral de la nube. Esta etapa, conocida como etapa cumuliforme provoca que la nube crezca rápidamente, aumentando su velocidad de ascenso progresivamente. El desarrollo de la nube va acompañado por el crecimiento de los elementos de precipitación. Cuando estos elementos son sucientemente grandes, su peso inuye in uye en el proceso, ya que ejercen suciente resistencia al ascenso como para obligar a una parte del aire de la nube a iniciar el descenso. En este
































3. En torno a los 30º de latud envía vientos de componente oeste hacia regiones templadas y de componente este hacia la región ecuatorial.

4. Zona depresionaria en el cinturón ecuatorial, con vientos en calma pero con fuertes corrientes vercales ascendentes. El equilibrio se produciría si el planeta tuviera una supercie homogénea. Sin embargo, la erra y el agua se calientan de forma heterogénea. En el hemisferio norte predominan grandes masas connentales, por lo que el modelo de circulación general experimenta variaciones en cada caso.

Además las masas de erra y agua se encuentran mezcladas sin uniformidad, lo que origina que la distribución de depresiones y anciclones no es tampoco homogénea en cada caso.


































3.3. El viento

El origen inicial del viento debemos buscarlo en el Sol. Este es el responsable de que se produzca el viento. La atmósfera de la Tierra absorbe la radiación solar de forma irregular debido a diversos factores (diferencias entre la supercie marina y la connental, elevación del suelo, alternancia del día y la noche, nubosidad, etc.) y esa irregularidad hace que haya masas































































Por último, debemos indicar, que la pendiente suave y desnuda del terreno es clave para alcanzar una gran velocidad del viento, ya que al juntarse las líneas de corriente del fluido hacen que su velocidad aumente. Los grandes acantilados, por el contrario, actúan como autenticas paredes que frenan el viento y producen multitud de turbulencias turbulencias.. La velocidad media del viento varía entre 3 y 7 m/s, según diversas situaciones
































La aurora se produce cuando una masa de parculas solares que llega a la Tierra se desvía, a causa del campo magnéco terrestre, hacia los polos. Las auroras aparecen encima de los polos magnécos de la Tierra, que no coinciden con los polos geográcos. Actualmente se encuentraa a 82,7º N 114,4º O. encuentr Cuando las parculas solares colisionan con los átomos de oxígeno y nitrógeno, parte de
































Las auroras no solo se producen en la Tierra. En planetas como Júpiter y Saturno son especialmente visibles con el telescopio Hubble. También lunas de Júpiter, como es el caso de Ío, son fuentes importantes de auroras.
















































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Estos vientos son más intensos y constantes que los alisios, sobre todo en el hemisferio austral debido a la menor supercie de erras emergidas. Son conocidos como westerlies. Es frecuente la formación de torbellinos, que impiden la circulación normal del aire, debido a las diferencias térmicas de las masas de aire encontradas. Los contrastes más destacados se producen entre las masas de aire connentales y oceánicas (sobre todo en el hemisferio norte) y las masas frías procedentes de los polos y las cálidas procedentes de las altas presiones subtropicales. El frente polar separa las masas de aire polar frío y el aire más cálido procedente de latudes medias. Las perturbaciones que sucedan en este frente condicionan el comportamiento meteorológico en latudes más bajas al emir corrientes de aire frío que circulan en sendo oeste-este dando lugar a cinturón de bajas presiones polares. Las perturbaciones dominan la franja de bajas presiones polares que, en invierno del hemisferio norte, se desplaza hacia el sur en concordancia con el funcionamiento del sistema global y viceversa. Por tanto, en la época invernal, alcanza los 45º de latud en el hemisferio norte y los 60º en el hemisferio sur.

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El predominio de perturbaciones es frecuente durante el invierno ya que, aparte del desplazamiento de las bajas presiones polares, se produce un mayor contraste entre la temperatura oceánica y la connental. A esto se le suma el aumento de la condición de frío en los polos, que incrementa la potencia del anciclón pico de las cuencas polares de forma que expulsa chorros de aire frío propiciando las perturbaciones al entrar en contacto con las masas de aire más cálidas. En verano, disminuyen las diferencias entre las temperaturas connentales y oceánicas y las bajas presiones polares ascienden ascienden hasta los 55º - 60º de latud norte, con lo que el anciclón árco pierde fuerza. El resultado es la disminución de las perturbaciones del frente polar que debilita las bajas presiones polares. Es evidente la diferencia existente en el funcionamiento en el hemisferio norte y sur marcada por la distribución y extensión de los connentes. En el hemisferio sur la variación estacional es mucho menor y se sinteza de forma general en el predominio de los vientos geostrócos que circulan en sendo oeste-este. El viento geostróco es un viento teórico en el que no se toman en cuenta la fuerza de rozamiento ni la fuerza centrífuga. Su aparición se debe a la existencia de un gradiente de presión en el que el aire circula desde la zona donde hay más presión a la de menor presión, por lo tanto está promovido por la Fuerza de Gradiente de Presión, en adelante, FGP. La fuerza de Coriolis, se pone de maniesto en el momento en el que la masa comienza desplazarse y es debida a la rotación terrestre. Ésta fuerza de Coriolis comienza siendo perpendicular a la FGP, dando lugar a la componente velocidad. Al aumentar la velocidad, aumenta la fuerza de Coriolis mientras va tomando sendo inverso a la dirección que lleva la FGP.



























Tema. El Estudio del Clima

Figura 2.11. Presión media en los niveles altos de la atmósfera en julio




























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Figura 2.12. Presión media en los niveles altos de la atmósfera en enero



























GENERACIÓN T IPOS IPOS

DE LOS DISTINTOS DE CLIMAS

Módulo. Cambio climátco




























© Generación de los Disntos Tipos de Climas

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2 Edición en español español 1.0

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índice 1. Génesis del del clima en en la Tierra ................................

5

2. Los distintos distintos climas climas de la Tierra ............................ 11 2.1. Escala espacial ............................... ................................................................... .................................................................... ................................

12

2.2. Escala temporal ................................................................................................. ...................................................................................................

12

2.3. Las clasifcaciones de los climas .........................................................................

13

2.4. Climas intertropicales ........................................................................................

18

2.5. Climas templados ................................. ..................................................................... ............................................................. .........................

26

2.6. Climas polares ................................ .................................................................... .................................................................... ................................

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2.7. Climas de montaña ............................................................................................

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2.8. Clima urbano ................................. ..................................................................... .................................................................... ................................

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Tema. Generación de los Distintos Tipos de Climas

1. Génesis del clima en la Tierra

Hay dos fenómenos destacables que suceden en las capas altas de la atmósfera: 1. El viento puede alcanzar grandes velocidades que superan los 200 km/h alcanzándose la mayor velocidad en la tropopausa. A esto se lo conoce como corrientes en chorro o jets. Su posición y dirección varía varía de un día para para otro pero pero aún así pueden estable establecerse cerse dos corrientes principales: »

Corriente en chorro subtropical, situada alrededor de los 30º de latud.

Corriente en chorro polar, también conocida como jet stream se encuentra alrededor de los 50º de latud por encima de las borrascas del frente polar. »

Concretamente está en la zona de la tropopausa en la que se separan las masas de aire polar y tropical. En supercie, éste hecho repercute en la existencia de un área muy baroclina (zona en la que hay un gradiente de temperatura en una supercie de presión constante), el frente polar p olar..






























Alto índice de circulación: fuerte circulación zonal y pocas ondas pero de gran longitud. Esto supone a nivel de supercie intensos vientos del oeste y frecuentes perturbaciones que van en dirección oeste-este. »

Figura 1.2. Circulación de la corriente de chorro en altura. Alto índice de circulación

Bajo índice de circulación: circ ulación: Al contrario de d e lo anterior, en este este caso las ondas son muy profundas y con pequeña longitud. Las vaguadas pueden desligarse de la circulación dominante y dar paso a importantes depresiones que son mantenidas por ujos de aire frío. »

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Figura 1.3. Circulación de la corrient corriente e de chorro en altura. Bajo índice de circulación

A nivel supercial, estos acontecimientos se traducen en la formación de borrascas y anciclones que permiten permiten el ujo longitudinal de advecciones cálidas o frías según el rumbo.






























Figura 1.4. Cambios en la circulación de las ondas de Rossby

Todo esto conforma un régimen general en el que predominan los ujos latudinales y existe una fragmentación del globo según su comportamiento. De esta forma, en supercie encontramos una dominancia de los vientos del este en las zonas polar e intertropical y los del oeste en latudes medias. Respecto a la distribución de las presiones encontramos zonas anciclónicas ancicló nicas de alta presión, latudes polares e intertropicales, en las que prevalece el hundimiento de aire. En las zonas depresionarias, bajas presiones polares y ecuatoriales, predomina el ascenso de aire.
































Figura 1.6. Esquema de la circulación general en altura

El fenómeno del Niño. ENSO

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Para compensar la desigualdad en la distribución de la energía en la Tierra existen disntos fenómenos compensatorios compensatorio s con disnto grado de manifestación, siendo algunos más extremos que otros. Estos hechos suelen estar conectados de forma que cuando cua ndo se produce un fenómeno extremo en un lugar, en otro lugar sucede el fenómeno extremo contrario. Ejemplo de esto es
































centrada cerca de Indonesia. Estos vientos promueven el aoramiento de aguas ricas en nutrientes y frías en el este que, conforme se ven desplazadas hacia el oeste, son calentadas por la radiación solar y la atmósfera. Como resultado tenemos un aumento en la altura del nivel del mar en el oeste debido al arrastre producido por los vientos. En el Pacíco este, el nivel del mar baja y una gruesa capa de agua cálida uye hacia el oeste, dejando paso para el aoramiento de una delgada capa agua fría que uye lentamente hacia Sudamérica. Cada cierto periodo de empo, el patrón de presión atmosférica en supercie varía, aumentando la presión en la zona del oeste del Pacíco y disminuyendo en el este. Al inverrse el régimen de presión, los vientos también cambian, variando su sendo de circulación, de forma que las aguas superciales de la costa de Sudamérica ahora son cálidas. Al nal de este periodo de calentamiento que dura entre uno y dos años, la presión en el este comienza a aumentar mientras que en el oeste disminuye. El nivel del mar varía, subiendo en el sendo en que sopla el viento debido al arrastre de la masa de agua supercial. El agua que circula hacia el este aumenta su temperatura poco a poco, pudiendo aumentar su temperatura hasta en 6º C en relación a la temperatura temp eratura normal. Éste agua se va acumulando acumu lando en las costas de Perú y Ecuador, alcanzando gruesos espesores que colapsan el aoramiento pico de la región. Esta situación se exende a lo largo de toda la costa de Sudamérica, pudiendo llegar incluso a afectar la costa de Norteamérica. El patrón de viento se ve a su vez modicado por la masa de agua cálida, de forma que la
































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2. Los distintos climas de la Tierra

La climatología es la ciencia encargada del estudio del clima, los cuales son el resultado de la circulación atmosférica global impulsada por la radiación solar e inuenciada por el movimiento rotatorio de la Tierra. El clima juega un papel importante en la distribución de la ora y la fauna, inuyendo en la conguración conguraci ón del paisaje, así como en la distribuci distribución ón de la población humana y sus acvidades Esta ciencia se basa en un gran número de elementos meteorológicos como son la temperatura, la presión, las precipitaciones, el régimen de vientos… Históricamente, el estudio se ha centrado en la temperatura y la presión a la hora de establecer las disntas clasicaciones clasicacion es debido a la existencia de un mayor número de datos y sobre todo, por el impacto que ejercen estas dos variables en la vida diaria. Sin embargo, existen otras variables que, según el campo al que nos reramos, enen igual o incluso mayor peso, como por ejemplo para determinar que culvo es más favorable en un área determinada, dónde la vaporación y el contenido en humedad del suelo juegan un papel fundamental. Otro ejemplo podría ser el estudio de un ecosistema lagunar, en el que es importante determinar el ujo de energía radiante. Uno de los propósitos más interesantes de esta ciencia es establecer una clasicación adecuada de los climas, de forma que expresen las caracteríscas comunes que rigen un clima de forma concreta a parr de numerosas variables y atendiendo a las parcularidades principales.
































2.1. Escala espacial

Son cuatro las escalas ulizadas a la hora de diferenciar los climas según la extensión de la región que nos ocupe según Arlery (1973): 1. Macroclimas Macroclima s o climas zonales: Su área de extensión supera los 2.000 Km en la que las caracteríscas generales se dan de forma más o menos constante. Puede tratarse por ejemplo de un connente o de los cinturones zonales de convección que se dan en el planeta. El clima está controlado por la circulación general de la atmósfera, la latud y la naturaleza de la supercie subyacente. Debido al carácter generalista, su interés es limitado. Por ejemplo, el clima mediterráneo. 2. Mesoclimas o climas regionales: Se exenden en un área entre 200 y 2.000 Km. Forman

parte de los climas zonales y están determinados por la topograa, límites frontológicos (separan masas de aire diferentes), generalmente con inuencias exteriores a la región. Por ejemplo, la cuenca del Ebro. 3. Clima local: Con área área menor que los mesoclimas mesoclimas (de 100 a 10.000 m en sendo horizontal y alrededor de 100 m en sendo vercal), son dependientes de éstos pero con importantes diferencias debidas a la altud, cercanía a masas de agua, orientación… Un ejemplo en este caso podría ser un bosque a cierta altud o un valle. 4. Microclima: Atañe a un espacio bien delimitado, mucho más reducido, de hasta

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cenmetros dónde sus caracteríscas están inuenciadas directamente por la capa de aire adyacente a la supercie terrestre. Se dan situaciones de marcado connamiento en las que las condiciones del entorno contribuyen en mayor medida que los elementos


































Fuentes

Indicadores del clima

Periodo de tiempo cubierto

Documentación manuscrita Documentación manuscrita:: crónicas, diarios, cosechas extraordinarias…

Según registros y crónicas.

Anomalías en el espesor de crecimiento crecimiento,, composición isotópica, química de la madera, densidad…

7.000 a 8.000 años

Cortes de hielo

Composición química, isótopos del oxígeno, conductividad eléctrica…

100.000 años

Sedimentos lacustres

Fósiles, tipos de polen, composición geoquímica y sedimentológica, isótopos…

10.000 a 1.000.000 de años

Análisis isotópico isotópico del plancton y de los fósiles, composición geoquímica y sedimentológica…

10.000 a 20 millones de años

Datos históricos

Anillos de crecimiento de los árboles

Sedimentos marinos

Depósitos terrestres

Depósitos glaciares y fluviales, restos fósiles, composición composició n mineralógica de los sedimentos,

Millones de años
































Existen dos pos de clasicaciones: 1. Empíricas: Combina diferentes elementos climácos como pueden ser el régimen de precipitaciones o la temperatura, calculando índices para determinar las diferencias. No ene en cuenta las causas. 2. Genécas: Están basadas en los factores que originan diversidad climáca debido a la

circulación atmosférica, masas de aire o los pos de empo. A connuación tratamos con más detalle algunas de las clasicaciones más extendidas.

La clasicación genéca de Flohn

Basada en las precipitaciones y los grandes cinturones de vientos globales, teniendo en cuenta el balance global de los ujos en cada estación. Disngue zonas de clima homogéneo,
































La clasicación de Budyko

Está basada en el balance de energía. Tiene en cuenta la radiación que llega, la cual produce un aumento de la temperatura y la consecuente evaporación. Uliza el índice radiacional de sequedad (Id):

siendo: Rn = Radiación neta empleada para evaporar un área húmeda considerando el valor del albedo 0,18. L = Calor latente de evaporación. r = Precipitación media anual
































Finalmente obtenemos, a parr de estos dos conceptos, un conjunto de pos climácos basados en la humedad y otro conjunto basado en la ecacia térmica, entendida ésta como la eciencia a largo plazo de la temperatura en el crecimiento de las plantas. Tipo

Descripción

Condición

E

Árido

- 40 ≥ Im > - 60

D

Semiárido

- 20 ≥ Im > - 40

C1

Seco Subhúmedo

- 0 ≥ Im > - 20

C2

Subhúmedo

20 ≥ Im > 0

B1 B2 B3

40 ≥ Im > 20 Húmedo

B4 A

60 ≥ Im > 40 80 ≥ Im > 60 100 ≥ Im > 80

Perhúmedo

Im > 100

Tabla 2.2. Tipos climácos en función del po de humedad
































D: Climas templados de invierno frío. Temperatura media del mes más frío inferior a -3º C y la del mes más cálido superior a 10º C. E: Climas polares. No enen estación cálida y el promedio mensual de las temperaturas es siempre inferior a 10º C. Cuando el mes más cálido oscila entre 0 y 10º C de temperatura media se diferencia el grupo ET (clima de tundra) y si ningún mes supera los 0º C de media, el grupo EF (clima de hielo permanente). H: Climas de montaña. Existen otras subdivisiones para concretar más los climas, que hacen referencia a la estacionalidad de las precipitaciones. Están notadas con letras minúsculas: f: Ausencia de periodo seco, lluvioso todo el año. s: Estación seca en verano. w: Estación seca en invierno. m: Precipitación po monzónico.


































2.4. Climas intertropic intertropicales ales

Se encuentran en la zona que comprende el Trópico de Cáncer y el de Capricornio. Su caracterísca principal es la homogeneidad de las temperaturas a lo largo de todo el año. En esta zona se encuentra el 50% de la supercie terrestre, dónde vive más del 75% de la población.
































Climas ecuatoriales

Se encuentran situados entre 10º - 15º de latud al sur y norte, distribuido a lo largo de la línea terrestre del ecuador. Su temperatura media se manene homogénea en torno a 27º C durante todo el año, con una variación anual de unos 2º C debido principalmente a la duración práccamente igual de los días, ausencia de frentes polares fríos y a una humedad relava alta
































Se exende a través de la cuenca del río Amazonas y la del Congo, siendo estos los ríos más caudalosos del mundo, parte de Indonesia y del golfo de Guinea. En general, la región que bordea la línea del ecuador con la excepción del llamado cuerno de África (Somalia, Yibu, Kenia y Eopía) donde no se desarrollan las lluvias debido al monzón dando lugar a un clima desérco alejado del ecuatorial.
































La estacionalidad de las lluvias se debe al funcionamiento de los vientos alisios, siendo el periodo lluvioso en verano, cuando el sol se encuentra alto en el horizonte al mediodía, debido al movimiento de la ZCIT hacia el polo respecvo llevando consigo masas de aire marímas. En invierno se da el periodo seco porque en este caso, los alisios que soplan desde desd e el interior de los connentes y por otro lado, los anciclones subtropicales se trasladan a latudes más
































Climas monzónicos

Está caracterizado por la inversión estacional de los vientos alisios y por un régimen de lluvias que consta de un periodo seco y otro muy lluvioso con intensa variación anual. Originariamente, el término monzón se ulizó para denominar la estacionalidad del viento en las costas del índico. Posteriormente se ha ampliado éste término.












































































































































































































































































































































































































































El Clima en La Tierra

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