El tiempo atmosférico y el clima

Tiempo y clima

    Con frecuencia se confunde el tiempo atmosférico y el clima de un lugar. El tiempo atmosférico a una hora determinada, por ejemplo a las doce del mediodía, viene determinado por la temperatura, presión atmosférica, dirección y fuerza del viento, cantidad de nubes, humedad etc., registrados en el instante que se considera. Se comprende que el tiempo atmosférico cambia rápidamente por variar la temperatura, la presión atmosférica etc. No hace la misma temperatura a las 12 del mediodía que a las 6 de la mañana.
    Por otro lado también puede decirse que Madrid, París y Caracas tienen el mismo tiempo en un momento dado, por ejemplo, un día con lluvia en las tres capitales da lugar a un mismo tiempo lluvioso. Sin embargo, es evidente que estas tres ciudades no tienen el mismo clima, ni siquiera parecido. Prueba de ello es la diferente vegetación que rodea a cada una de ellas: exuberantemente tropical en Caracas, abundante en bosques y praderas en París y más bien esteparia y reseca en Madrid.
    Así pues, el tiempo traduce algo que es instantáneo, cambiante y en cierto modo irrepetible; el clima, en cambio, aunque se refiere a los mismos fenómenos, los traduce a una dimensión más permanente duradera y estable.
    De esta manera podemos definir el tiempo como "el estado de la atmósfera en un lugar y un momento determinados"; y el clima,"como la sucesión periódica de tipos de tiempo".
    Por tanto la mejor forma de abordar el análisis del clima sería a través del estudio de los tipos de tiempo, estableciendo sus características, sucesión y articulación habitual a través de las estaciones.  En efecto los seres vivos no perciben aisladamente los distintos meteoros. Según sople el viento o esté en calma, llueva o no, el sol brille o esté nublado, una misma temperatura ambiente será percibida de forma diferente por los organismos y producirá una vegetación también distinta. Sin embargo para poder tener una visión completa de los climas a nivel del globo, no queda otra solución que analizar separadamente los elementos del tiempo. Estableciéndose así los distintos climas a partir de los valores medios de la temperatura, presión atmosférica, dirección y fuerza del viento, cantidad de nubes, humedad, cantidad de lluvia etc., registrados durante un período de tiempo muy largo, generalmente de treinta años. La utilidad del concepto de clima se debe a que, por ejemplo, la temperatura media de un lugar durante un período de treinta años es prácticamente la misma que durante otros treinta años distintos. Esto nos permite decidir si el clima de un lugar es frío o cálido. El registro continuo de los datos meteorológicos permite igualmente apreciar las posibles variaciones o cambios que se pudieran producir a la norma establecida para un determinado lugar. 

Clima y tiempo climático

El clima es el valor medio del tiempo atmosférico. Los climatólogos calculan este promedio durante un período de treinta años con el fin de conseguir cifras representativas en las que poder basar sus clasificaciones.

Para clarificar los conceptos:

Clima: Corresponde al promedio del tiempo atmosférico, observado en forma científica durante un largo período de tiempo.

Tiempo: Es la condición de la atmósfera, en un lugar determinado y en un instante preciso.

En cualquier parte de nuestro planeta se puede observar que no hace el mismo tiempo climático todos los días. Sin embargo, durante el año predomina un tipo de tiempo, que es lo que se llama clima.

Conjunción de factores y elementos.

Elementos del clima

El clima es el resultado de numerosos factores que actúan conjuntamente. Los accidentes geográficos, como montañas y mares, influyen decisivamente en sus características.

Temperatura, humedad, presión

Para determinar estas características podemos considerar como esenciales un reducido grupo de elementos: la temperatura, la humedad y la presión del aire. Sus combinaciones definen tanto el tiempo meteorológico de un momento concreto como el clima de una zona de la Tierra.

La temperatura y la sensación térmica

La temperatura atmosférica es el indicador de la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire. Aunque existen otras escalas para otros usos, la temperatura del aire se suele medir en grados centígrados (ºC) y, para ello, se usa un instrumento llamado "termómetro".

Playas tropicales.

La temperatura depende de diversos factores, por ejemplo, la inclinación de los rayos solares. También depende del tipo de sustratos (la roca absorbe energía, el hielo la refleja), la dirección y fuerza del viento, la latitud, la altura sobre el nivel del mar, la proximidad de masas de agua.

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.

La humedad del aire

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.

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.

Mayor altura, menor presión.

Presión atmosférica

La presión atmosférica es el peso de la masa de aire por cada unidad de superficie. Por este motivo, la presión suele ser mayor a nivel del mar que en las cumbres de las montañas, aunque no depende únicamente de la altitud.

Las grandes diferencias de presión se pueden percibir con cierta facilidad. Con una presión alta nos sentimos más cansados, por ejemplo, en un bochornoso día de verano.

Con una presión demasiado baja (por ejemplo, por encima de los 3.000 metros) nos sentimos más ligeros, pero también respiramos con mayor dificultad.

La presión "normal" a nivel del mar es de unos 1.013 milibares, pero disminuye progresivamente a medida que se asciende. Para medir la presión utilizamos el "barómetro".

Las diferencias de presión atmosférica entre distintos puntos de la corteza terrestre hacen que el aire se desplace de un lugar a otro, originando los vientos.

En los mapas del tiempo, los distintos puntos con presiones similares se unen formando unas líneas que llamamos "isobaras".

El clima o el promedio de las condiciones del tiempo de cada región nos afectan a todos.  Desde cambios diarios de temperatura a cambio de estaciones del año, el clima influye regularmente las decisiones humanas. Agua abundante y  extensa   temporada  de producción agraria hacen que la agricultura sea muy productiva, pero una sola tormenta puede  devastar muchas vidas.

Las lluvias son una parte del clima.  La cantidad de lluvia que cae anualmente y su distribución durante el año determina la clase de plantas que pueden crecer en su área. Si llueve menos de 250 milímetros al año, o si en un solo mes caen 500 0 600 milímetros de lluvia, no crecerán muchos árboles en dicho sector. Pero si otro lugar recibe más de 1.270 milímetros de lluvia en un año típico, de seguro habrá mucho pasto que cortar, árboles para podar y arbustos para sacar. La cantidad de lluvia anual también influye  en la erosión de la tierra, la agricultura, el agua potable y  el peligro de incendios.

Factores del clima

En la distribución de las zonas climáticas de la Tierra intervienen lo que se ha denominado factores climáticos, tales como la latitud, altitud y localización de un lugar y dependiendo de ellos variarán los elementos del clima. También deben considerarse como factores las masas de agua, las corrientes marinas y los grandes bosques

Latitud mayor, clima frío o polar.

Latitud

La latitud de un lugar determinado corresponde a la distancia —expresada en grados, minutos o segundos— entre cualquier punto de la tierra y el ecuador. Ella puede ser norte o sur, dependiendo si el lugar se encuentra situado al norte o al sur, respectivamente, del ecuador.

Según la latitud se determinan las grandes franjas climáticas, en ello interviene la forma de la Tierra, ya que su mayor extensión en el ecuador permite un mayor calentamiento de las masas de aire en estas zonas permanentemente; disminuyendo progresivamente desde los Trópicos hacia los Polos, que quedan sometidos a las variaciones estacionales según la posición de la Tierra en su movimiento de traslación alrededor del Sol.

En otras palabras, a menor latitud, más cercano se encuentra el lugar del ecuador; por lo tanto, más altas temperaturas promedios se tienen. Es decir, a medida que nos alejamos del ecuador existen menores temperaturas promedio y disminuyen las precipitaciones promedio en forma de chubasco.

Altitud

La altitud respecto al nivel del mar influye en el mayor o menor calentamiento de las masas de aire. Es más cálido el que está más próximo a la superficie terrestre, disminuyendo su temperatura progresivamente a medida que nos elevamos, unos 6,4º C. cada 1.000 metros de altitud.

Desiertos interiores.

La localización

La situación de un lugar, en las costas o en el interior de los continentes, será un factor a tener en cuenta a la hora de establecer el clima de esa zona, sabiendo que las aguas se calientan y  enfrían más lentamente que la tierra, los mares y océanos suavizan las temperaturas extremas tanto en invierno como en verano, el mar es un regulador térmico.

El relieve son las formas distintas que presenta la corteza terrestre. El macro relieve de la tierra se ha formado principalmente por el desplazamiento de las placas de la tierra que hacen que se formen alteraciones de la superficie terrestre.

Otro factor que ayuda a la formación de distintos relieves son los vientos que al producir la erosión se tiende a nivelar el relieve, pues desgasta las partes más altas de las cordilleras y tiende a rellenar con los aluviones. El relieve afecta el clima ya que en los sectores más altos hay mayores diferencias de temperaturas que en los sectores más bajos. Por otro lado los sectores más bajos en general presentan mayores humedades relativas promedio.

La distancia con respecto al mar determina a nivel climático la influencia marítima que lleva a decir que en los lugares más cercanos al mar existe menor oscilación térmica y mayor humedad relativa comparada con los lugares más hacia el interior del continente. 

Las corrientes marinas se forman por el empuje del viento sobre el mar. Al girar la tierra, las corrientes se retuercen y fluyen alrededor de los océanos en enormes círculos llamados giros. Las corrientes cálidas se alejan del ecuador, y las frías fluyen de regreso hacia él. Los vientos que soplan sobre estas corrientes aportan temperaturas cálidas o frías a las costas cercanas, por lo que afectan el clima. La corriente del golfo, en el Atlántico, mantiene cálida la parte noroccidental de Europa en invierno.

Esos elementos y factores habrá que combinarlos adecuadamente en el establecimiento de los climas de los distintos lugares de la Tierra, e incluso habrá que matizarlos con factores particulares si hablamos de microclimas. Los climas de la Tierra se reflejan en la distinta vegetación, fauna, asentamientos humanos y actividades económicas de estos según las zonas y la tipología.

Zonas Climáticas

Teniendo en cuenta la circulación atmosférica y otros factores, en el mundo se diferencian cuatro grandes zonas climáticas:

Clima Polar Clima templado Clima tropical Clima Templado Clima Polar

Zona de convergencia intertropical

La podemos llamar también zona ecuatorial porque se sitúa en las cercanías del ecuador. En esta zona el aire cálido y húmedo tiende a ascender, especialmente con la insolación del día. Al ir subiendo se enfría por lo que se forman grandes nubes que, prácticamente todos los días al atardecer, descargan lluvia.

La abundancia de lluvias y las elevadas temperaturas favorecen el desarrollo de la vegetación y es en esta zona en la que se desarrollan los grandes bosques selváticos. Esta zona climática no se sitúa a lo largo de todo el año en el mismo sitio, sino que sufre desplazamientos hacia el norte o hacia el sur, dependiendo de las estaciones o empujada por los vientos monzones, que son especialmente fuertes en el sur de Asia.

Zonas tropicales

Son las situadas al norte y al sur de la zona anterior. En ellas predominan los llamados vientos alisios que se forman cuando las masas de aire del norte o del sur se mueven para ocupar el espacio que deja libre el aire ascendente de la zona ecuatorial. Por el efecto Coriolis, en el hemisferio norte los alisios soplan predominantemente de noreste a suroeste, mientras que en el hemisferio sur lo hacen de sudeste a noroeste.

En altura la circulación del viento se hace en sentido contrario, hasta los 30º de latitud, aproximadamente, lugar en donde el aire, ya enfriado, se desploma hacia la superficie cerrándose así las corrientes convectivas próximas al ecuador. Las zonas tropicales situadas entre los 20º y los 40º de latitud, en las que el aire desciende desde la altura, se caracterizan por el predominio de las altas presiones (aire frío y denso que se acumula contra la superficie).

Esto supone precipitaciones escasas, normalmente inferiores a los 250 mm anuales, ya que la circulación vertical descendente impide el desarrollo de nubes, pues el aire al bajar aumenta su temperatura y por tanto aumenta su capacidad de contener vapor de agua (mayor humedad de saturación). Por esto en estas zonas hay grandes extensiones desérticas en los continentes, tanto en el hemisferio norte como en el sur.

Zonas templadas

Zona templada.

Son las situadas al norte (hemisferio norte) o al sur (hemisferio sur) de las zonas tropicales. Justo al norte (o al sur en el hemisferio sur) de donde surgen los alisios, la misma masa de aire que al desplomarse desde la altura ha originado esos vientos, provoca también que parte de ese aire viaje hacia el noreste (o hacia el sureste en el hemisferio sur). Se forman así los vientos occidentales (de oeste a este) típicos de las latitudes templadas.

Las masas de aire que arrastran los vientos occidentales llegan a chocar con las masas de aire frío procedentes de las zonas polares y se desplazan montándose sobre ellas, al ser más calientes. Este ascenso provoca la formación de nubes y precipitaciones en el fenómeno meteorológico que llamamos borrasca. En las borrascas es típico que el aire al ascender adquiere un movimiento giratorio, formándose un frente cálido que suele ser seguido de otro frente frío. El paso de los frentes cálido y frío es el que trae las lluvias.

Las borrascas tienden a desplazarse de oeste a este, de tal manera que al paso de un frente cálido le suele seguir una mejoría transitoria y viene luego un frente frío con empeoramiento del tiempo que termina por alcanzar y neutralizar al frente cálido produciéndose así la desaparición de la borrasca. Estas continuas variaciones provocadas por la alternancia de anticiclones (altas presiones) y borrascas (bajas presiones) son las típicas del "tiempo" atmosférico de las zonas templadas.

Zonas polares

En ellas la situación es casi siempre anticiclónica porque las masas de aire frío descienden desde las alturas y se desplazan lateralmente hacia el sur (hacia el norte en el hemisferio sur). En estas zonas llueve muy poco, menos de 250 mm anuales (situación anticiclónica), por lo que se suele hablar de desiertos fríos, a pesar de que se mantengan cubiertos por hielos y nieve.

Zonas climáticas de Köppen

En la década de 1910, El austriaco Köppen trazó una clasificación de los climas del mundo basada en dos variables: la temperatura y el régimen de precipitaciones. Este sistema se sigue usando en líneas generales y es la base de la tabla de climas.

La temperatura depende de la fuerza de los rayos solares, y consecuentemente de la latitud, aunque la modifica la circulación general del aire. Ésta distribuye la humedad sobre la superficie de la Tierra.

Las zonas climáticas están ligadas a la latitud, aunque, debido a los vientos y a la altura, los límites de las zonas no siguen exactamente los paralelos de la latitud.

Los climas según Köppen:

— Climas tropicales

— Climas secos

— Climas templados

— Climas fríos

— Climas polares

— Climas de montaña.

Elementos y factores del clima La dinámica e interacción entre la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera influye directamente en los diferentes climas presentes en la Tierra. El tiempo atmosférico es el estado de la atmósfera en un lugar y en un momento determinado; mientras que el clima es el estado promedio de la atmósfera a lo largo de un período de tiempo mayor, generalmente registrado durante meses o años. La meteorología y la climatología se dedican al estudio del tiempo atmosférico y del clima, respectivamente, a través de la observación, del registro y del análisis de elementos como la temperatura, la humedad, la precipitación  y la presión atmosférica. Sirven para conocer el estado del tiempo atmosférico y las condiciones climáticas de un lugar determinado. La circulación de la atmósfera La atmósfera es la capa de gases que rodea la Tierra y que, gracias a su baja densidad, puede desplazarse fácilmente sobre su superficie. Como ocurre con todos los gases, el aire modifica su densidad en función de la temperatura y esto hace que pueda ascender y descender. Dado que hay constantes variaciones de temperatura entre unos puntos y otros de la Tierra, el aire está en contínuo movimiento. Su ascenso o descenso no se efectua en línea recta, y esto origina los vientos. Además, el vapor de agua que contiene se convierte en líquido (se condensa) al ascender a capas más frías, por lo que se producen las precipitaciones. El calor La energía del Sol que atraviesa la atmósfera de la Tierra, la calienta. Pero al llegar a la superficie terrestre se puede encontrar con agua o con roca, según caiga sobre el mar o un continente. La roca tiene tendencia a calentarse y enfriarse más rápidamente que el agua. Por tanto, los continentes se enfrían y calienta antes que los océanos, creando zonas con distintas temperaturas. La cantidad de energía que recibe cada porción de la Tierra depende también de la inclinación de los rayos solares, cuanto más verticales, más energía. Por esto, las regiones cercanas a los polos son mucho más frías que las que se encuentran cerca del ecuador. Además, en el hemisferio norte la proporción de tierras emergidas es mucho mayor que en el sur. Latitud y altitud La latitud determina la posición de un punto determinado de la Tierra con relación al ecuador. Se mide dividiendo el hipotético cuadrante terrestre en 90 paralelos, cada uno de los cuales corresponde a un grado del ángulo recto. El ecuador tiene latitud 0º y los polos, 90º. Como se ha dicho, las latitudes altas reciben mucho menos calor que las bajas. La altitud se refiere a la altura de un punto determinado en relación al nivel del mar. A medida que aumenta la altitud, disminuye la densidad de la atmósfera y, por tanto, su capacidad de absorción del calor. Por esto, cuanto más alto esté un lugar, menor temperatura tendrá. El aire en movimiento A causa de las diferencias entre agua y tierra, de la latitud y de la altitud, se crean zonas en las que el aire más caliente y ligero tiende a ascender, mientras que el aire más pesado y frio desciende. Estas diferencias de presión son las causantes de los vientos. Pero se ha observado que la atmósfera sigue un movimiento más o menos regular llamado circulación general, debido a que hay zonas del planeta con unas condiciones características. A lo largo del ecuador se extiende una zona de bajas presiones, después siguen dos zonas subtropicales con presiones altas, dos zonas templadas de baja presión y, finalmente, las zonas polares, de nuevo, con altas presiones. Las masas de aire se mueven entre estas zonas con presiones distintas. La rotación de la Tierra La tierra, al girar sobre su eje, produce fuerzas centrífugas y de inercia que arrastran el aire. Además, al estar en contacto con la superficie, se originan también fuerzas de rozamiento. Todas estas fuerzas tienen una enorme influencia sobre la forma en que se mueve el aire. Cuando por diferencias de presión el aire se pone en movimiento, la rotación de la Tierra lo desvía según la dirección de marcha: hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Todo este complejo sistema de fuerzas hace que el viento se desplace describiendo amplios círculos o espirales. Se llama fuerza de Coriolis a la inercia que actúa sobre un cuerpo o masa de aire a causa de la rotación de la Tierra. Por ejemplo, los vientos alisios y los ponientes se originan a causa de la fuerza de Coriolis. Instrumentos de medicion La meteorología es la ciencia que estudia los comportamientos de los fenómenos que se producen en la atmósfera a lo largo del tiempo, de forma que pueden prever su evolución.      Los instrumentos más comunes de las estaciones meteorológicas son el barómetro, el anemómetro, la veleta, el termómetro, el pluviómetro y el higrómetro.    Barómetro    Sirven para medir la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso del aire sobre la corteza terrestre. Exactamente la presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera.    Según esto la primera unidad de medida sería la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado. A esta unidad se le llama Pascal.    Otra unidad de medida usada es el milibar (Mb) que es equivalente a 1 hecto pascal (hPa) o 100 pascales.    Pero la primera medición de la presión atmosférica la hizo el físico Torricelli con un sencillo experimento como el que ves en la siguiente figura:    Se dio cuenta que la presión de la atmósfera (el aire) sobre el líquido de la cubeta hacía que subiera o bajara la columna de mercurio. Sobre el nivel del mar la altura de la columna de mercurio era de 76cm o 760mm. De aquí surgió una nueva unidad de medida de la presión atmosférica el milímetro de mercurio o mmHg.       Como ves mide en hPa o Mb  En la escala externa, pero la escala interna es en mmHg. Fíjate que por debajo de 760 hay dibujadas nubes y lluvias y por encima sol.    Por último, decir que hay que tener en cuenta, que al subir una altura de 10,5m sobre el nivel del mar, la columna barométrica disminuye un milímetro de mercurio. A mayor altura menor presión atmosférica (menos aire tenemos sobre nosotros = menos peso = menos presión). La presión atmosférica disminuye con la altura.       Anemómetro    Sirve para medir la velocidad del viento. Los más usados son los llamados anemómetros de cazoletas o también llamado de molinete. Suelen medir la velocidad del viento en Km/h o metros por segundo.     Al chocar el viento con las cazoletas gira, y el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o registrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato se denomina anemógrafo. Aunque también los hay de tipo electrónicos.    Veleta    Sirve para medir la dirección del viento. Normalmente suele ir acoplada al anemómetro. Como ves a continuación, suele medir la dirección del viento como Norte, Sur, Este u Oeste.     Termómetro    Es el instrumento más conocido y sirve para medir la temperatura. En meteorología los hay de 2 tipos.    - Los de máxima, que registran la temperatura más alta del día y miden desde -31,5ºC hasta 51,5ºC.    - Los de mínima, que miden la temperatura más baja y van desde -44,5ºC a 40,5ºC.    Pluviómetro    Mide el volumen de agua caída durante las precipitaciones, expresado en L/m2, litros por metro cuadrado.    Si te fijas es simplemente un boto donde se recogen las precipitaciones, como la lluvia, y con una escala.    Higrómetro       Mide la humedad del aire e indica la cantidad de vapor de agua que contiene. Mide la humedad relativa del aire. Los resultados de las mediciones se expresan como un porcentaje, pudiendo oscilar entre 0 y 100%.     Esta cantidad de humedad relativa se expresa como la proporción de la cantidad de vapor de agua presente en el aire, en relación con la cantidad de agua que lo saturaría a una temperatura determinada.    Un ejemplo, imaginemos un aire que ya no puede contener más cantidad de vapor de agua, este aire tiene una humedad relativa del 100%, pero no quiere decir que todo sea vapor de agua, solo que ya no admite más cantidad de vapor de agua. Puede ser que ese aire contenga un 40% de agua y el resto sean otros componentes como oxígeno, nitrógeno, etc., pero no puede admitir más de esa cantidad de agua. Eso es la humedad relativa, relativa a la máxima cantidad de agua que puede contener el aire.    Cuando un aire no admite más vapor de agua e intentamos meter más cantidad, el agua sobrante que no puede absorber se condensa y se convierte en gotas de líquido. Esto te habrá pasado alguna vez en la ducha, que en el espejo se condensa agua en forma de gotitas.