TEMA 9

ESTUDIO DEL CLIMA

9.1 El clima: concepto y parámetros

Climatología: es la ciencia que estudia el clima.

Clima: es el conjunto de fenómenos de tipo meteorológico que caracterizan la situación y tiempo atmosférico en un lugar determinado de la Tierra. Requiere observaciones durante un mínimo de 20/30 años.No hay que confundir con el tiempo atmosférico. Es resultado de las interacciones que se producen entre:•latitud •altitud •continentalidad •orientación

Los climogramas, son gráficas que representan el clima mediante la Tª y la precipitación respecto al tiempo.

Tiempo atmosférico es el conjunto de variables atmosféricas (temperatura, presión, humedad, nubosidad, etc.) de un lugar en un momento determinado.

Clima Global: Es el resultado de las multiples, complejas y continuas interacciones que tienen lugar en el planeta, entre los diferentes subsistemas: hifrosfera, geosfera, atmosfera y biosfera y la energía que recibe del sol.

Sistema climatico: Como engloba todos los subsistemas, es sinónimo de Sistema Tierra, es muy dinámico y cambiante, con un altísimo número de variables, que hacen que sea difícil establecer reglas generales de comportamiento y evolución, y hacer predicciones.

Clima regional: Conjunto de fenómenos meteorológicos o climáticos que caracterizan a una región determinada durante un largo periodo de tiempo. El clima de una región se determina después de las observaciones realizadas durante 20 años.

a. FACTORES QUE CONDICIONAN EL CLIMA

El clima de una determinada región es el resultado de la interacción de toda una serie de factores:

Latitud: va influir de forma considerable en la cantidad de radiación que llega. A medida que aumenta, también lo hace la estacionalidad de una determinada región. Puesto que el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de la eclíptica, una misma zona del planeta no recibe la misma cantidad de radiación a lo largo de todo el año.

Altitud: A igualdad de otros factores, las zonas de mayor altitud son más frías que las topográficamente más bajas, debido a la disminución de temperatura que se experimenta con la altura.

Continentalidad: Las regiones más cercanas a los océanos son más húmedas que las alejadas de éstos.

El distintos calor específico del mar y la tierra hace que el aire que hay sobre la tierra se enfríe y se caliente más rápidamente que el que existe sobre los océanos( también influye la distinta humedad que presenta el aire oceánico respecto al terrestre). Esto provoca que, a igualdad de latitud y de otros factores, las regiones costeras presenten menores oscilaciones térmicas y climas más suaves que las regiones alejadas del mar.

Puesto que la tierra se enfría y se calienta mucho más deprisa que el agua, las grandes masas continentales se van a convertir alternativamente en núcleos de altas presiones (invierno) y de bajas presiones (verano), condicionando fuertemente el régimen de vientos y las precipitaciones de las distintas zonas.

b. FORMACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES

Precipitación: es la caída de agua lóquida o sólida sobre la superficie terrestre. Para que tengan lugar las precipitaciones antes ha de generarse nubes.

Se originan de tres modos distintos:

Nubes de convección térmica: por ascenso de aire cálido y húmedo hasta alcanzar el nivel de condensación y originar un cúmulo.Si hace calor y hay suficiente humedad se forman más nubes que se agrupan en cumulonimbos, con fuertes corrientes Térmicas que provocan precipitaciones. Son borrascas de convección intensas y poca duraderas.

Nubes por ascenso orográfico: una masa de aire húmedo se desplaza, y choca contra una montaña , asciende alcanzando su nivel de condensación o punto de rocío. Se desarrollan normalmente estratos con precipitación horizontal en la ladera. Al terminar el ascenso la masa de aire ha perdido parte del agua y la que queda se convierte en vapor a medida que desciende por la otra ladera, de modo que crea una zona seca o sombra de lluvias.

Nubes de convección en un frente: son las que se producen en un frente, Un frente es una zona de contacto entre dos masas de aire de diferente temperatura y humedad, es decir con contraste térmico. Las dos masas de comportan como sistemas aislados, no se mezclan, sino que chocan, en la zona de contacto entre ellas, es decir, en el frente, se libera la energía originada por la diferencia de temperatura en forma de lluvias o vientos.

Tipos:

• FRENTE FRIO: Una masa de aire frio se desplaza y se encuentra con una masa de aire caliente, se introduce debajo de ella, obligándola a ascender. La masa de aire caliente al ascender se enfría y se condensa, formando nubes de desarrollo vertical. CUMULOLIMBOS y precipitación tormentosa.Frente frio: lluvias torrenciales

• FRENTE CÁLIDO: Una masa de aire cálido se desplaza, se encuentra con una masa de aire frío, se desplaza sobre ella, forma nubes de desarrollo horizontal, ESTRATOS, que ocasionan lluvias persistentesFrente cálido: lluvias persistentes y débiles

• FRENTE OCLUIDO: Dos masas de aire con diferentes temperaturas, que se desplazan y se encuentran, chocan frontalmente. Al principio la línea de separación es recta, pero posteriormente tiende a curvarse, produciendo ondulaciones. En ese momento aparecen dos frente, el cálido que origina lluvias menos abundantes, pero más persistentes y con nubosidad estratiforme. A continuación, normalmente, como el aire frio es más rápido, obliga al frente cálido a ascender, formando nubes de desarrollo vertical, que origina fuertes chubascos. Cuando el aire caliente pierde el contacto con el suelo queda OCLUIDO, y en su ascenso produce precipitaciones cada vez más débiles, terminando por desaparecer.

c- TIPOS DE PRECIPITACIONES

Las precipitaciones mas corrientes son:

Lluvias: precipitaciones en forma líquida• Llovizna, altoestrato • Lluvia persistente, nimbostrato • Chubasco, cumulonimbo

Las dos últimas pueden provocar inundaciones según intensidad y frecuencia. • Lluvias torrenciales, superiores a 200 l/m2 en 24 horas

Tormentas: Se forman siempre en un cumulonimbo originado por: • Convección térmica, duran 30 a 60 minutos, abarcan poco territorio y

son de verano• Frontales, menos frecuentes, duran horas, ocupan mayor territorio• Ascenso orográfico, como las primeras

Tienen que producirse fenómenos de electrificación mediante los cuales los cristales de hielo quedan positivos y las gotas de agua negativas. La superficie

terrestre bajo la nube también se carga positivamente, acumulándose la carga en lugares puntiagudos. El campo magnético terrestre queda invertido recargándose el condensador terrestre. Los rayos trasladan electrones hacia los lugares donde se encuentran las cargas positivas. Su velocidad es de 300.000 km/s y suponen un mecanismo de fijación de nitrógeno atmosférico. Los truenos son resultado de la onda expansiva producida al calentarse el aire en contacto con el rayo hasta unos 8000 ºC. Su velocidad es de 340 m/s.

Nieve y granizo• Nieve, cuando los cristales de hielo de la cima de un cumulonimbo

chocan entre si y forman cristales hexagonales o copos. Es peligrosa en zonas de montaña porque puede originar aludes.

• Ventiscas, por combinación de viento superior a 50 km/h, nieve y temperaturas de -7ºC, requieren medidas de alerta y protección civil.

• Granizo, en tormentas de primavera o verano cuando los cristales de hielo de la cima caen y vuelven a ascender creciendo hasta alcanzar un gran tamaño (pedrisco). Supone un riesgo grave para la agricultura y para los seres humanos.

9.2. El clima en nuestras latitudes

En el hemisferio norte viene dado por la posición del frente polar y la corriente en chorro que hacen de frontera entre el aire frío polar y el cálido tropical.

• Chorro polar. Jet stream es un veloz viento que rodea la Tierra a altitudes de la tropopausa, con sentido de oeste a este. Se produce porque los vientos fríos del nordeste (levante polar) chocan con los cálidos del suroeste (westerlies) haciendo que estos asciendan hasta la tropopausa desviados por la fuerza de Coriolis.

• Frente polar. Formado por una serie de frentes cálidos, fríos y ocluidos que rodean la Tierra como un frente único, dejando la masa fría al norte y la cálida al sur. En el convergen los dos vientos del apartado anterior. Nuestro clima dependerá de la latitud que ocupen las borrascas subpolares y los anticiclones subtropicales.

El vórtice circumpolar es un conjunto de borrascas ondulatorias que forman el frente polar como frontera de separación en latitudes medias, entre el aire frio y polar y el cálido subtropical. En función de la latitud sobre la cual se asienta el vórtice, nos podemos encontrar las situaciones (fotocopia)

Formación y desarrollo de frentes y borrascas. El rozamiento entre el aire polar y el aire cálido produce irregularidades en la superficie de separación. (2) En ellas ambos adquieren un movimiento circular formando una borrasca con un frente cálido, en el que el aire cálido, por ser menos denso asciende sobre el primero, enfriándose adiabáticamente y dando lugar a nubes y precipitaciones. Dichas borrascas tienden a desplazarse hacia el este, de forma que tras el frente cálido suele aparecer una mejoría transitoria con escasa nubosidad. Posteriormente el mismo lugar será alcanzado por el frente frío que avanza empujando e introduciéndose bajo el aire cálido y produciendo las consiguientes precipitaciones. El frente frío suele ser más activo y veloz, por lo que termina por alcanzar al frente cálido produciéndose la oclusión y desaparición de la borrasca

Las borrascas ondulatorias se forman de la siguiente manera

a) El levante polar (del NE) sopla muy fuerte y produce una ondulación del frente polar hacia abajo (frente frío)

b) Los westerlies (del SO) contraatacan y originan una ondulación hacia arriba (frente cálido). En medio de los dos frentes y se forma una borrasca.

c) Se produce un frente ocluido por la unión de los dos frentes y se originan intensas precipitaciones.

d) La precipitación provoca que los frentes se deshagan, por lo que el frente polar recupera su forma rectilinea.

• Anticiclones de bloqueo. Permanecen días y días impidiendo la entrada de lluvias y originando intensas sequías, al tiempo que desvían las borrascas a zonas donde producen inundaciones.

El clima de España

Determinado por la posición geográfica del anticiclón de las Azores. Durante el verano está más cerca del polo Norte y bloquea la entrada de borrascas desviándolas al norte de Europa. Las lluvias de verano son tormentosas, con nubes de desarrollo vertical por convección térmica. Nos suelen llegar vientos del Sahara produciendo las calimas. Durante el invierno, el anticiclón se desplaza hacia el sur. España se comporta como un continente, por el frío intenso se forma un anticiclón de bloqueo que da una fuerte sequía con nieblas y heladas, desplazando las lluvias hacia la

cornisa cantábrica y norte de Europa. Las lluvias invernales son entonces de tipo frontal solo cuando el viento sopla muy fuerte desplazando al anticiclón.

En primavera y otoño el anticiclón continental desaparece y entran las borrascas ondulatorias frontales.

La gota fría. DANA (Depresión aislada a altos niveles)

Frecuente a finales de verano y comienzo de otoño, sobre todo en Levante donde el Mediterráneo se enfría más lentamente que el continente persistiendo la evaporación. Ruptura del chorro polar. No tiene que ver con los frentes.Se origina por entrada de aire frío situado en latitudes más altas y frías a cierta altura que se encuentra de repente rodeado por aire más cálido de modo que desciende en espiral hasta tocar la superficie. Esto hace que el aire cálido y húmedo ascienda desarrollando una nube que originará fuertes aguaceros y nieve.

Los tornados.

Columna giratoria de viento y polvo de unos 50 m de anchura que se extiende desde el suelo hasta la base de un cumulonimbo. Se forma por un remolino que resulta de un calentamiento excesivo de la superficie terrestre. El giro empieza cuando el viento es más veloz en las capas altas y lo hace en distinto sentido en las capas bajas. La velocidad puede llegar a 500 km/h convirtiéndolo en uno de los riesgos más graves por su rapidez y capacidad de devastación. Suelen ir asociados a lluvias torrenciales y granizadas. Se producen en zonas templadas, en España en costas del sur y este. Son peligrosos, rápidos y devastadores.

9.3. El clima de las latitudes bajas

a. Los monzones

Brisa marina a gran escala con alternancia semestral de los movimientos tierra-mar. En invierno, del hemisferio norte, cuando la ZCIT está más al sur, se instala sobre Asia un anticiclón continental que provoca hacia el exterior vientos fríos y secos. En verano, se deshace el anticiclón, la ZCIT asciende y comienzan las lluvias monzónicas en India y sureste de Asia ya que los vientos procedentes del anticiclón del Índico son húmedos.

b Tifones, huracanes o ciclones

Grupo de tormentas muy próximas entre sí, con diámetro medio de 500 km y con giro espiral en torno a una parte central u ojo del huracán de unos 40 km de ancho y que se encuentra en calma.

Se originan en zonas próximas al Ecuador donde la radiación solar calienta el mar a 27ºC originando mucha evaporación y convección que forma nubes de tormenta de enorme desarrollo vertical.

El giro espiral es debido al efecto de Coriolis que aumenta a medida que se aleja del Ecuador, en sentido antihorario en hemisferio norte y al revés en el sur. Los del hemisferio norte se dirigen hacia el norte y luego nordeste y los del sur al suroeste y al sur.

Al entrar en tierra se debilitan convirtiéndose en borrascas tropicales. Lleva asociadas:

• grandes olas, por el efecto de succión en el ojo del huracán • inundaciones y fuertes lluvias • acción del fuerte viento

c. Huracanes y cambio climático

El aumento de la temperatura en el Caribe, parece aumentar la frecuencia e intensidad de los huracanes aumente. El número de huracanes de grado 4 o 5 se ha duplicado a lo largo de los últimos 35 años.

Otras evidencias parecen confirmar lo contrario.

Hoy por hoy no hay consenso para determinar la influencia del cambio climático sobre la actividad de los huracanes

9.4 Cambios climáticos pasados

a. Variaciones del clima terrestre antes del Cuaternario

Tienen estrecha relación con la distribución de continentes y océanos durante las diferentes etapas de la historia de la Tierra.

La existencia de Pangea bloqueaba las corrientes marinas por lo que hubo importantes glaciaciones en latitudes altas durante el Precámbrico y el Carbonífero, correspondientes a las Pangea I y II.

Entre ambas Pangea hubo fragmentación en continentes y corrientes marinas circulando por todo el globo con lo que la temperatura fue superior a la actual en el Paleozoico., excepto un periodo breve de enfriamiento ocurrido en el Ordovícico

Sobre las Pangea además se crea un anticiclón continental que genera vientos fríos y secos que provocan desertización, como la del Pérmico, que se prolonga hasta el Triásico (mesozoico) cuando la Pangea II se fragmenta.

En Mesozoico y Terciario la temperatura aumenta a medida que los océanos se abren y el calor viaja hacia los polos. El clima se vuelve

tropical y favorable a los grandes reptiles. Sobre todo en el jurasico y cretácico a finales del mesozoico extinción e dinosaurios (meteorito) descenso de las temperaturas

b. Variaciones de las temperaturas durante el Cuaternario

La distribución de tierras y mares apenas ha variado desde el comienzo del Cuaternario (1,6 ma), por lo que las variaciones climáticas producidas durante este periodo no tienen nada que ver con esto .

La Tierra ha pasado por periodos glaciales de unos 100.000 años separados por periodos interglaciales de unos 10.000 años.

Durante los periodos fríos el aire contenía menores cantidades de dióxido de carbono.

La existencia de las nombradas glaciaciones se han estudiado a partir del análisis de las burbujas de aire atrapadas por el hielo de los glaciares. Hay numerosos estudios que avalan la existencia de las glaciaciones basados en

los estudios de polen encontrados en los sedimentos, que sirven para indicar el tipo de vegetación y por tanto del clima.

c. Cambios en las temperaturas durante el pasado histórico

Hace unos 10.000 años acabó la última glaciación y comenzó un periodo más cálido en el que ha habido oscilaciones.

El óptimo climático (hace 7000-5000 años) fue el periodo de máximo calentamiento del holoceno con temperaturas de 2 o 3 ºC superiores a las actuales, con retroceso de los hielos y avance hacia el norte de los bosques de Canadá y Siberia, además de la elevación del mar de unos 3 m. Las borrascas ecuatoriales llegaron a zonas hoy desérticas con el apogeo de Egipto y Mesopotamia.

Después hubo alternancia hasta el óptimo climático medieval, en el 1000-1200. Entonces se fundieron los hielos árticos, se exploró el Atlántico y se llegó a Norteamérica.

Entre 1200 y 1900 se dio un periodo de enfriamiento conocido como pequeña Edad del Hielo con avance de los hielos polares. En el siglo XIV el frío y la sequía produjeron malas cosechas y hambrunas en toda Europa dando entrada a la Peste negra.

Hasta la actualidad las temperaturas han ido subiendo. Estas fluctuaciones parecen debidas a las manchas solares, zonas oscuras de la superficie solar que aumentan hasta un máximo cada 11 años, aumentando la radiación solar que incide sobre la Tierra., no a los ciclos de Milankovitch.(excentricidad de la órbita terrestre y oblicuidad del eje)

Cada 80 o 180 años se produce una variación de la cantidad total de manchas. Cuando disminuyen mucho (pequeña Edad de Hielo) se amplía el anticiclón polar con creación de la NAO (oscilación del Atlántico Norte) negativa, con westerlies débiles y el anticiclón de las Azores más al sur lo que trae lluvias invernales a nuestro país.

9.5. Cambios climáticos presentes y futuros Desde el año 1900 hasta la actualidad la temperatura media del planeta ha ascendido. Sobre todo desde 1960, además el periodo comprendido entre 1995 hasta ahora ha excepción del 1996, se encuentran los años más calurosos más cálidos registrados desde 1850.El calentamiento global es un fenómeno de gran importancia por sus consecuencias para toda la población. Convenio sobre el Cambio Climático, Conferencia de Río, 1992. El cambio climático es consecuencia de la actividad humana y si los países en vías de desarrollo siguen nuestro modelo de explotación incontrolada en cuanto al consumo de los recursos, las emisiones de gases de efecto invernadero (dióxido de carbono, vapor de agua, metano, óxido nitroso, los F- gasses (los hidrofluorocarbonos HFC, los hidrocarburosperfluoratos PFC, y otros halocarbonos como el SF 6 utilizados en aire acondicionado) se dispararán. Se propuso el desarrollo a través de la utilización de las energías renovables, limpias y sostenibles.

La concentración de dióxido de carbono ha pasado desde la Revolución Industrial de 280 ppm a 370 ppm en 2001.y con ello

la temperatura ha subido 0,3-0,6ºC desde 1900 el nivel del mar ha subido 10-15 cm desde 1900 desde 1960 hace más calor

Según los científicos pertenecientes al Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) las previsiones si todo continúa igual son:

La temperatura media del planeta aumentara entre 1,8 y 4 ºC Fusión de los hielos polares y regresión de los glaciares de alta

montaña. Al fundirse el hielo disminuirá el albedo, subirán más aún las

temperaturas Se producirán un aumento de icebergs Subida del nivel del mar entre 18 y 59 cm durante el presente siglo,

inundaciones en zonas costeras, por deshielo en tierra firme y dilatación del agua no por deshielo de flotante (principio de Arquímedes) si alcanzara 3 o mas grados el mar podría ascender 7 m.

Al disminuir la salinidad del mar agua superficial poco densa, que dificultara su hundimiento y interrumpir la cinta transportadora oceánica y originar cambios en las corrientes marinas.

Desplazamientos de zonas climáticas ,cambios en los ecosistemas y avances en los desiertos subtropicales.

Si el permafrost e descongelara los gases que se encuentran debajo saldrían hacia la atmosfera y alimentarían el efecto invernadero

Variabilidad climática regional Alteraciones del ciclo del agua Problemas de salud, hambruna, enfermedades respiratorias, alérgicas,

etc.

a. Acuerdos internacionales

A partir de 1995 la Convención Marco de las Naciones Unidas va instituir la conferencia de las partes (CPO), organo encargado de revisar y tomar decisiones respecto al cambio climatico

Protocolo de Kioto, 1997 :Reducción en los países desarrollados una media de un 5,2 % de las emisiones hasta el 2012, sin límite para los países pobres. Compraventa de emisiones como medida de flexibilidad Mecanismo de desarrollo limpio Inclusión de sumideros de carbono (reforestación) Cumbre Mundial sobre el Cambio Climático, Buenos Aires, 1998. Mecanismos de flexibilidad Cumbre de la Haya, 2000. Estados Unidos no quiere reducir sus emisiones. Cumbre de Bonn, 2001. Europa se compromete a contribuir al desarrollo limpio del sur mediante subvenciones. Cumbre de Johannesburgo, 2002. Todos los países ratifican el protocolo de Kioto salvo los EEUU. y Rusia que está en duda.