El Clima

L a G r a n E n c ic l o p e d i a I l u s t r a d a d e l P r o y e c t o S a l ó n H o g a r

El clima en la Tierra

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Muchas veces nos confundimos cuando hablamos de tiempo y clima, sin saber cuál es la diferencia real entre estos dos términos. Sin embargo, ambos son dos formas de considerar los cambios y variaciones que se producen en la temperatura. El tiempo atmosférico es el conjunto de cambios que ocurren diariamente en un lugar determinado; el clima, en cambio, es el tiempo habitual que existe en alguna zona pero que puede durar muchos años; es la generalización del estado del tiempo.

La climatología es la ciencia que describe los climas, los explica y los clasifica por zonas. El paisaje que se genera en cada zona está estrechamente relacionado con el clima existente, y así los habitantes deben acostumbrarse al tipo de clima que les ha tocado, por lo que cobra importancia no solo conocerlo, sino tener claro los factores y fenómenos atmosféricos que se generen.

Esta imagen muestra en azul el gran hoyo que existe actualmente en la capa de ozono.

La atmósfera

La atmósfera es, en general, una capa gaseosa que rodea a un cuerpo celeste y lo sigue constantemente en todos sus movimientos. Permite evitar las oscilaciones de temperatura en la superficie terrestre, disminuye la radiación solar durante el día e impide la pérdida excesiva de calor durante la noche. Dentro de nuestro Sistema Solar, poseen atmósfera el Sol, la Tierra, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. La Luna y el planeta Mercurio, carecen de ella. Esto depende exclusivamente del tamaño de los astros, ya que los más grandes tienen más fuerza de gravedad, lo que los lleva a conservar su capa de gas; los de menor volumen, en cambio, se desprenden de ella.

La atmósfera terrestre está compuesta por un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno. El resto es argón (0.93%), bióxido de carbono o anhídrido de carbono (0.03%) y restos de otros gases como vapor de agua (varía de 0,1% a 5% según el clima) neón, helio, kriptón, xenón e hidrógeno.

Estructura de la atmósfera

La atmósfera cuenta con una estructura muy bien definida. Se divide en cuatro capas o esferas distribuidas según su altitud de la siguiente manera:

La troposfera es la parte inferior y más densa de la atmósfera; es la más cercana a la superficie terrestre y en ella ocurren los fenómenos climáticos como lluvias, nubes y tormentas. A causa de la altitud existente (11 km en promedio), la temperatura va disminuyendo en esta capa de la atmósfera, llegando casi a 55¼ bajo cero en el límite entre la troposfera y la estratosfera, variación que se conoce con el nombre de gradiente vertical de la temperatura. Más del 75% del peso total del aire, gran parte de la humedad y casi todo el polvo atmosférico, están contenidos en la troposfera.

La segunda capa de la atmósfera es la estratosfera, que se extiende hasta los 80 km de altitud, compuesta de aire claro y seco. Es bastante más estable que la troposfera, al igual que su temperatura que se mantiene constante en su parte inferior, ya que se va calentando producto de la absorción de energía solar por parte de su capa de ozono, que es la variedad de oxígeno que existe en esta zona, capaz de capturar las radiaciones ultravioletas (U.V.) dañinas del sol para que no lleguen a la superficie terrestre.

La humedad casi no existe en la estratosfera, lo que trae como consecuencia una baja producción de nubes. La estratosfera, en su límite superior, alcanza una temperatura aproximada de 10¼ Celsius. Las capas inferiores de la troposfera son utilizadas para el tránsito aéreo.

Luego viene la mesosfera, donde la temperatura va disminuyendo considerablemente hasta llegar aproximadamente a los 100¼ bajo cero en el límite superior. Dada la menor densidad del aire, la difusión de la luz, que es la que da el color azul al cielo, no es capaz de concretarse.

También se le llama ionosfera, básicamente por la baja densidad del aire y la gran riqueza de iones. La importancia de esta capa es la transmisión de las ondas radiales, ya que de lo contrario, se perderían en el espacio en caso que no se reflejaran en ella.

La cuarta capa de la atmósfera se llama termosfera y a diferencia de la anterior su temperatura va en aumento hasta alcanzar los 1.000° Celsius a los 300 kilómetros de altura.

Una última zona, que no se considera como parte de la atmósfera por estar fuera de la Tierra, es la exosfera, donde las partículas materiales son tan pequeñas en número que podrán avanzar varios kilómetros y nunca chocar unas con otras. Sin embargo, posee mucho polvo cósmico que cae sobre la Tierra, y que en consecuencia, aumenta su peso aproximadamente en 10 mil ó 20 mil toneladas.

Elementos del clima

Como ya dijimos, los fenómenos climáticos se originan en la atmósfera. El sol calienta la superficie de la Tierra, pero no en todas las zonas por igual, ya que al ser esférica, el Sol incide con mayor fuerza en el Ecuador, cubriendo a una superficie menor. En los polos, el Sol incide con menor fuerza, debido al ángulo que forma con la capa de aire que debe atravesar a diferencia del Ecuador, por lo que se recibe menor calor por unidad de superficie.

La tierra, a diferencia del mar, se calienta con mayor facilidad y es capaz de enfriarse con la misma rapidez. En los trópicos, la tierra y el mar están muy calientes, pero en latitudes altas (hacia los polos) el mar está más frío que la tierra en el verano y más tibio que la misma en el invierno. Precisamente esto, incide en la temperatura del aire. Estas condiciones físicas, que caracterizan los estados de la atmósfera, son conocidos como elementos climáticos.

La temperatura

La temperatura es la cantidad de calor que posee la atmósfera, dependiendo directamente de la energía que irradie el Sol, que es el responsable de casi toda la energía que circula en la Tierra. El Sol es de vital importancia para todos los seres vivos y se encarga de movilizar las masas de aire, las corrientes marinas, evaporar las aguas del mar, etc. La atmósfera se recalienta por efecto de la radiación solar que, interceptada por algún objeto terrestre, da origen a la insolación. A su vez, el aire se calienta por absorción de temperatura por los gases e irradiación de la energía solar absorbida por el suelo. Solo el 40% de la energía emitida por el Sol es recibida en la superficie terrestre. La mínima temperatura diaria se produce poco después de la salida del Sol y la máxima dos horas después del mediodía. La diferencia entre la mínima y la máxima es lo que conocemos como oscilación o amplitud térmica.

La presión atmosférica

Es la fuerza que ejerce la atmósfera en todas las direcciones, como consecuencia del peso de las capas superiores. Esto hace que en las capas bajas el aire sea más denso y sus partículas presiona en todas direcciones, fuerza que disminuye gradualmente con la altura. La temperatura alta hace que el aire sea más liviano y se eleve (baja presión). En cambio, en las zonas frías, el aire es más pesado (alta presión). Un centro de baja presión se relaciona con un ciclón y uno de alta presión con un anticiclón.

Los vientos pueden alcanzar grandes velocidades, lo que finalmente puede traducirse en una tormenta.

Los vientos

Los vientos son corrientes de aire que se producen a partir de una diferencia de la presión atmosférica. Como explicamos anteriormente, esta diferencia hace que el aire se desplace de las zonas de mayor presión a las de menor presión.

El viento posee dos características fundamentales: velocidad y dirección. La primera depende de la diferencia de presión entre dos zonas y la distancia existente entre ellas. Por ejemplo, si la distancia es pequeña y la diferencia de presión es muy alta, el viento será muy fuerte, y viceversa. Para medir la fuerza del viento existe un instrumentos llamado anemómetro. Cuando los vientos son de 10 kilómetros por hora en promedio, se consideran suaves; cuando alcanzan una velocidad de 100 kilómetros por hora, se consideran fuertes.

La dirección, en cambio, consiste en saber el punto desde el cual sopla el viento y esto lo mide la veleta, así se sabrá su orientación.

El movimiento de los vientos

Para saber cómo se mueven los vientos, debemos saber por qué se producen los cambios de presión. Esta depende básicamente de la temperatura. Cuando la atmósfera se calienta, sus capas inferiores lo hacen antes que las superiores; esto lleva a que el aire se dilate y comience a subir, ya que el aire caliente siempre está ascendiendo, a diferencia del frío que solo ocupa el lugar del anterior. Este fenómeno produce una corriente circular, donde interactúan dos elementos: el aire y el calor.

Existen vientos regulares, aquellos que soplan constantemente en la misma dirección y relativamente con la misma intensidad, como los alisios que se desplazan desde los trópicos al ecuador; y los periódicos, que se presentan solo en determinadas épocas del año, y con distintas direcciones. Es el caso de los monzones que afecta el Asia meridional.

Huracanes y tornados

Los huracanes, también llamados tifones o ciclones tropicales, consisten en un espiral que en su interior contiene vientos y enormes bancos de nubes, causantes de las lluvias más grandes conocidas hasta hoy. Las principales causas de este fenómeno atmosférico son: la existencia de gran cantidad de humedad y altas temperaturas. Esta es una de las razones por las cuales los huracanes solo se producen en las zonas tropicales, donde hace mucho calor y existe bastante humedad en el aire. La velocidad de un huracán alcanza hasta 250 km/hr.

Los tornados son parecidos a los huracanes, especialmente en su forma de girar y de elevarse en torno a un centro de baja presión. Sin embargo, la diferencia principal es que el huracán alcanza una amplitud de 500 kilómetros de diámetro, el tornado llega solo a los 50 metros, aunque su fuerza es tanto o más destructiva que la del tifón. La velocidad del tornado puede llegar a ser de 500 km/hr.

El peligro de estos dos fenómenos es que la diferencia de presión entre el centro (muy baja) y los bordes (muy alta) es tan grande, que puede aprisionar en el “ojo” (centro) a personas y objetos que, debido a la falta de presión en su interior, prácticamente estallan.

Muchas veces, después de terminada una lluvia, sale el Sol y con él un hermoso arco iris.

La humedad

La humedad del aire es la cantidad de vapor de agua presente en el aire, lo que se origina a raíz de la evaporación de agua de océanos, lagos y ríos, que sube en forma de humedad. Este elemento puede provocar diversas variaciones durante el día y entre un lugar y otro. La cantidad máxima de humedad que puede contener una porción de aire sin precipitar en forma de lluvia, se denomina punto de saturación.

Existen dos tipos de humedad: la humedad absoluta y la humedad relativa. La primera es la cantidad de vapor de agua que contiene la atmósfera en un momento dado; la segunda, corresponde al cuociente entre la cantidad de vapor de agua y la cantidad que podría llegar a contener sin precipitarse.

Las precipitaciones

El término precipitación se usa para designar cualquier forma en que el agua cae desde las nubes a la tierra. Si bien existe una lista hecha por meteorólogos de diez tipos de precipitación, solo se distinguen tres normalmente: lluvia, granizo y nieve.

Cada gota de lluvia puede estar formada por un millón de gotitas, siendo algunas partículas de las nubes de hielo, de agua o de cristales de hielo, dependiendo de la temperatura en que se forman. Cuando estas gotitas aumentan de tamaño, adquieren un peso suficiente como para no flotar y lograr llegar a tierra firme. Las partículas de hielo, al fundirse, llegan al suelo en forma de lluvia, si el aire está lo suficientemente caliente, porque te habrás dado cuenta que normalmente llueve cuando corre un viento tibio. Sin embargo, si el viento es frío, caerán en forma de nieve o granizo. La lluvia no es igual en todo el planeta, ya que dependerá mucho del clima existente en una zona determinada, puede ir desde una simple llovizna a una lluvia fuerte y muy densa.

Se reconocen tres tipos de lluvias; de convección (en la zona ecuatorial), ciclones o de frente (en zonas templadas) y orográficas o de relieve (masas de aire que precipitan en barlovento).

La lluvia caída se mide en milímetros con un instrumento llamado pluviómetro.
Por otro lado, la forma más común de precipitación helada es el copo de nieve, compuesto por muchos cristales de hielo hexagonales que se han congelado juntos, debido a un descenso lento de la temperatura a menos de 0° Celsius. Los cristales de hielo jamás son iguales uno de otros, pero presentan siempre una simetría de seis partes.

Finalmente tenemos al granizo, otra forma de precipitación, que proviene de las nubes cúmulo-nimbo. Son granos blancos y opacos de hielo que pueden medir entre 2 y 5 milímetros de diámetro, y que al caer al suelo rebotan. El granizo se forma por el ascenso de rápidas corrientes de aire que llevan vapor de agua que, al congelarse, caen por su propio peso. Otras formas asociadas a la precipitación son el rocío (gotitas de agua sobre los objetos y cuerpos expuestos a la interperie) y la escarcha (cristales o escamas de hielo que se forman cuando la condensación del agua se lleva a cabo a una temperatura inferior a los 0° Celsius, fenómeno también conocido como helada).

Las nubes

Las nubes se forman cuando el aire se eleva calentado por la irradiación terrestre. Cuando se calienta, el aire sube y se eleva hasta su punto de rocío, momento en el cual el vapor de agua se condensa en pequeñas gotitas de agua o cristales de hielo. La forma de las nubes varía al igual que su textura, dependiendo del calor que las impulse, la composición atmosférica y el viento que las empuje determinando su altura.

Principales tipos de nubes

• Cirros: son nubes con forma de pequeños filamentos y aspecto sedoso; normalmente están a gran altura.

• Cirroestratos: es una nube blanquecina, casi transparente y muy fibrosa, que generalmente origina halos alrededor del Sol o de la Luna.

• Cirrocúmulos: la nube tiene una forma de fina lámina ondulada o como una pequeña mancha.

• Altoestratos: es una nube gris de aspecto estriado, normalmente muy fina, pero que puede llegar a cubrir el cielo completamente.

• Altocúmulos: también es gris, pero puede ser blanca en ocasiones. Su forma asemeja láminas o manchas, a menudo en masas redondeadas.

• Nimboestratos: es una nube densa, relativamente oscura que tapa al Sol y puede producir lluvia o nieve.

• Estratocúmulos: es una capa gris o blanca con áreas oscuras que se presentan generalmente en ondulaciones y masas redondas.

• Estratos: es una nube uniforme, gris y a baja altura. Es capaz de tapar las cumbres de las montañas y con frecuencia causa lluvia o nieve.

• Cúmulos: nube suelta en forma de cúpula, muy parecida a un montón de algodón.

• Cúmulonimbos: es una nube muy densa en forma de montaña y su base es oscura. Es el típico nubarrón que produce tormentas eléctricas.

Factores del clima

El clima no tiene que ver únicamente con la temperatura existente en un momento dado, ya que está determinado por todos los elementos meteorológicos que se dan en una región: temperatura, presión atmosférica, humedad, vientos, y precipitaciones. Todos estos elementos están condicionados por los llamados factores del clima, es decir, los que hacen que se produzca un clima con determinadas características.

Los principales factores son:

• Latitud (distancia existente entre un punto de la Tierra y la línea del Ecuador), que influye directamente sobre la temperatura. Ya lo dijimos anteriormente, mientras más cerca del Ecuador se esté, más cálida será la temperatura; por el contrario, si uno se va acercando a los polos, la temperatura bajará considerablemente.

• Altitud, que es la distancia de un punto en relación al nivel del mar. Este factor influye sobre la temperatura y sobre la pluviosidad o lluvia. Al aumentar la altitud la temperatura disminuye aproximadamente en un grado cada 180 metros. Esto sucede porque en las zonas de menor altitud el aire es más denso y es capaz de retener el calor, mientras que en las zonas más altas, esto no sucede y las temperaturas descienden.

• Distancia del mar, que afecta directamente la temperatura, la humedad y la pluviosidad. Los lugares más cercanos al mar poseen temperaturas más moderadas y con menor oscilación térmica que en el interior de los continentes.

• Corrientes marinas que trasladan masas de agua a lo largo de los océanos y a grandes distancias. Las aguas que provienen de lugares muy lejanos enfrían o entibian el aire de las regiones que circundan, incidiendo en las presiones, en la humedad y en los seres vivos que habitan esas aguas.

• Relieve, que es un factor por su forma y posición, actuando sobre las temperaturas y las precipitaciones. Funciona como biombo a los vientos, produce diferencias de insolación según la ladera expuesta y modifica el regimen de precipitaciones, de acuerdo a la ladera de barlovento (expuesta a la acción del viento) y a las de sotavento (protegidas del viento).