El clima

Las características climáticas condicionan el tipo de geografía, vegetación y fauna en cada lugar del planeta. Influyen incluso en el tipo de vida que llevan los habitantes de esa zona. Así, en los países de climas fríos la gente sale menos a la calle, mientras que en los de entorno climático cálido se hace mucha vida al aire libre.

En la Tierra existen diferentes tipos de climas según las zonas y para conocerlos con exactitud es necesario estudiar a lo largo de un periodo de tiempo prolongado todos los factores atmosféricos que influyen en la superficie terrestre: temperatura, pluviosidad, humedad relativa, predominancia y frecuencia de los vientos, etc. La observación de estos fenómenos se hace durante periodos largos, habitualmente de al menos treinta años. A partir de los datos obtenidos se calcula el valor medio de cada clima, lo que permite perfilar sus características.

Además de su interés puramente científico, el clima influye de modo determinante en los modos de vida y subsistencia del ser humano y de otras especies de las que depende, ya sean animales o vegetales. Las variables climáticas favorecen o proscriben el cultivo de ciertas especies agrícolas o ganaderas. Los camellos son propios de zonas desérticas; las llamas y vicuñas, de las zonas altas de los Alpes, y vacas y ovejas dependen de la abundancia de pastos, lo que determina la cría local o la trashumancia.

En otro contexto, las zonas frías exigen abrigo, tanto en las viviendas como en las prendas de vestir. Las cálidas promueven menores inversiones en el cobijo y el vestido. También desde un punto de vista económico, el tiempo templado o cálido es uno de los factores que explica el éxito de ciertas regiones del mundo, como la cuenca del Mediterráneo o las orillas del Caribe, como destino turístico de millones de visitantes que buscan un lugar confortable para pasar su tiempo de ocio.

El estudio del clima

Se define clima como el conjunto de condiciones de la atmósfera en un lugar determinado durante un periodo de tiempo relativamente largo. Es, por tanto, una especie de estado medio que presenta la atmósfera en un determinado lugar. Para conocer el clima se realiza una valoración media de todos los aspectos atmosféricos y los fenómenos meteorológicos que repercuten en un punto geográfico. Estos factores determinantes del tiempo atmosférico son, por ejemplo, las precipitaciones, las temperaturas o el viento.

Varias son las disciplinas científicas que se dedican al estudio del clima y de los aspectos meteorológicos con él relacionados. Entre ellas se sitúa la meteorología, una ciencia que investiga la estructura y el comportamiento de la atmósfera y los fenómenos que acontecen en ella. Los datos que se obtienen en sus diversas ramas facilitan el conocimiento de la situación atmosférica en cada momento y permiten realizar predicciones sobre el devenir del tiempo en los días siguientes.

Mientras que la meteorología estudia los acontecimientos atmosféricos particulares en una zona determinada (por ejemplo, una tormenta como la de la imagen), la climatología busca discernir los patrones continuos y repetitivos que conforman, por ejemplo, un paisaje subhúmedo como el del medio oeste estadounidense.

Mientras que la meteorología estudia los acontecimientos atmosféricos particulares en una zona determinada (por ejemplo, una tormenta como la de la imagen), la climatología busca discernir los patrones continuos y repetitivos que conforman, por ejemplo, un paisaje subhúmedo como el del medio oeste estadounidense.

Dentro de la meteorología, se llama climatología a la ciencia centrada en la observación del clima y todo lo que se refiere a él. Estudia su origen, su distribución en el planeta, los diferentes tipos que existen y las relaciones que establece el clima con otros componentes geográficos. Por tanto, la palabra «clima» implica una serie de aspectos meteorológicos pero también geográficos que se agrupan en una región habitualmente. En cambio, aquellos factores característicos del estado de la atmósfera en un momento determinado (lo que se conoce como el tiempo atmosférico) son objeto específico de estudio de la meteorología.

A lo largo de la historia, los seres humanos siempre han estado interesados por los cambios ocasionados en la atmósfera. El griego Aristóteles se refirió a ellos como los fenómenos que se producen entre la tierra y el cielo. Se puede decir que la meteorología fue básicamente un saber popular hasta que, en el siglo xiv, se iniciaron las observaciones sistemáticas.

Aunque en el siglo xvii se establecieron los principios fundamentales de la física y avanzaron extraordinariamente ciencias naturales como la botánica o la geología, el conocimiento sobre los fenómenos de la atmósfera no logró desarrollar un estudio con el rigor científico necesario. Éste llegaría en esta centuria a raíz de la invención del barómetro de mercurio y con la construcción de los primeros termómetros con mediciones fiables.

En 1755, el matemático Johann Heinrich Lambert explicó la existencia de corrientes convectivas en la atmósfera, aunque hasta que terminó el siglo no se llegó a comprender que esas variaciones barométricas guardan una estrecha relación con la circulación y los fenómenos atmosféricos. Por su parte, al estudiar las variaciones de la humedad en el aire producidas por los cambios de presión, el científico Horace Bénédict de Saussure descubrió a finales de ese mismo siglo que cuando variaba la temperatura de la atmósfera se generaba al mismo tiempo un cambio de presión en las masas de aire, responsable de su movimiento.

La amplia red de observatorios meteorológicos preparada para el estudio del clima en profundidad se creó desde comienzos del siglo xix ante la necesidad de prever el tiempo. Con estos observatorios se iniciaron los estudios analíticos del clima y se pudo hacer una clasificación siguiendo los principales elementos climatológicos: temperatura y precipitaciones.

Observatorio meteorológico de alta montaña. La red de observatorios meteorológicos para el estudio del clima comenzó a crearse en Europa y Norteamérica a principios del siglo xix.

Desde ese momento se empezaron a conocer las variedades de climas, su distribución en la Tierra y las primeras leyes que los rigen. Ello llevó asimismo a analizar la relación de cada tipo de clima con otros elementos del medio terrestre, como la vegetación, que marca los límites de las zonas climáticas.

Al término de la Segunda Guerra Mundial, experimentos realizados con ayuda de la aviación mostraron fenómenos atmosféricos hasta entonces desconocidos que impulsaron estas ciencias significativamente. Comenzó entonces a estudiarse el clima desde un punto de vista explicativo, no analizando por separado cada componente, como se hacía hasta entonces, según la duración y la frecuencia de los diversos tipos de tiempo atmosférico.

En la década de 1960 surgió el concepto de clima tal como se comprende en la actualidad. Desde entonces, se consideró un sistema dinámico que recibe su energía del Sol y se halla integrado con otros elementos como la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.

Ramas de la climatología

El objeto de estudio básico de la climatología es el amplio sistema climático y su preciso procedimiento con el objetivo de establecer un modelo que permita hacer previsiones sobre su comportamiento en el futuro. Para ello, esta ciencia se vale de una serie de disciplinas específicas que estudian el clima desde diferentes puntos de vista.

Como principales ramas de la climatología cabe distinguir varias especialidades: climatología dinámica, climatología analítica y las distintas formas de climatología aplicada. La primera se centra en el estudio del clima de una forma dinámica. Abarca los climas con metodología estadística, dado que las variaciones del tiempo transcurren de manera permanente a lo largo de los años. Para ello, se analizan los elementos atmosféricos y la distribución de los climas.

Dado que en la climatología dinámica se contemplan los mecanismos del clima y sus cambios repentinos, como un frente frío momentáneo en verano en una zona cálida, esta ciencia desarrolla una importante parte explicativa además de la descriptiva. Su campo de estudio comprende así la totalidad el fenómeno climatológico.

Por su parte, la climatología analítica, o separatista, es la disciplina que analiza el clima desde un punto de vista analítico. Investiga los valores medios de los componentes climáticos, como la humedad, las precipitaciones, la temperatura, etc., para conocer las características de un clima. Los resultados pueden resultar artificiales, ya que los componentes tienen relación entre sí y a veces son interdependientes, como sucede con la humedad y la temperatura del aire.

Finalmente, los estudios de la climatología tienen una importante aplicación práctica. Por ejemplo, el conocimiento de las características del clima en una región puede contribuir a una mejor orientación de la agricultura, de la misma forma que sus variaciones tienen en ocasiones repercusiones socioeconómicas importantes.

Los estudios de climatología pueden ser utilizados para mejorar los rendimientos agrícolas al predecir comportamientos climáticos y ayudar a la elección de cultivos idóneos para dichas características. En la imagen, campos de arroz en Filipinas, cultivo que requiere de las lluvias monzónicas típicas de la región del sudeste asiático.

Existen varios ámbitos en los que se puede aplicar la climatología. En primer lugar, la climatología agrícola se emplea para luchar contra las sequías, inundaciones, heladas o similares. También se aplica para enfrentarse a algunas enfermedades que padecen los animales y que se pueden acentuar con los cambios de clima. Además, su estudio se extiende al suelo y al desarrollo de la vegetación y cosechas, por lo que se considera una herramienta esencial en la selección de tipos de cultivos y técnicas de explotación.

La bioclimatología estudia las relaciones entre el clima de una región y los seres vivos que la pueblan, poniendo en relación las ciencias de la Tierra con las de la vida. En la imagen, una cigüeña, ave que migra anualmente en busca de regiones de clima cálido o moderado tanto en invierno como en verano.

La climatología aeronáutica, otra forma de climatología aplicada, agrupa los estudios climatológicos que tienen relación con la aviación. Comprende los aspectos que influyen en la elección y orientación de pistas de aterrizaje y aeródromos o en la detección de los puntos críticos en las rutas aéreas y la presentación de otras opcionales.

Además, la bioclimatología estudia las relaciones entre las características climáticas de una zona y los seres vivos que la pueblan. Es una especialidad muy ligada a ciencias como la ecología y la geografía física y humana, dado que la distribución de cada grupo animal y vegetal está muy marcada por la geografía, los ecosistemas y el clima. Esta disciplina se puede centrar en las influencias del clima en la salud o en la relación de las condiciones climáticas con síntomas patológicos. La primera se llama climatoterapia; la segunda, climatopatología.

Finalmente, la climatología aplicada también tiene un uso práctico en el campo de la hidrología. Por ejemplo, al conocer el comportamiento fluvial de una cuenca se puede establecer el riesgo de inundación. Otra de sus aplicaciones se orienta hacia las obras públicas, donde juega un importante papel a la hora de determinar los proyectos de canales, presas o alcantarillados.

Características del clima

El clima, entendido como grupo de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio del tiempo atmosférico en una región, está condicionado por un conjunto de diversos factores. Los más evidentes son la altitud, la latitud, la continentalidad o distancia del océano, la orientación de las costas, etcétera.

En sí mismo, el clima tiene una serie de rasgos propios diferenciadores de otros elementos del medio natural. Por una parte, es un elemento determinante en el medio natural, ya que la forma en la que se distribuyen la vegetación, la fauna y los seres humanos guarda un vínculo muy estrecho con las condiciones climáticas de cada zona.

Además, el clima posee un grado de abstracción peculiar, pues no se materializa como otros elementos en el paisaje. Igualmente, condiciona las actividades de los seres humanos, como la agricultura o el turismo. En las labores agrícolas, tal dependencia es mucho mayor en los países en desarrollo por los escasos recursos de que disponen para prever inundaciones o sequías y paliar sus efectos.

En otro contexto, en condiciones normales es posible conocer y prever el clima, si bien hay que tener en cuenta que en él influyen también valores extremos, ya que sus elementos son muy variables. En términos generales, los desastres climáticos se producen con mayor frecuencia que otras catástrofes naturales.

Las catástrofes provocadas por episodios climáticos, como huracanes, temporales e inundaciones, son más frecuentes que otros desastres naturales. En la imagen, resultado de una inundación en Gran Bretaña.

Otros factores

En la composición del clima de una zona geográfica intervienen varios factores climáticos. Aparte de los mencionados anteriormente, tales factores se clasifican en tres grandes grupos: astronómicos, meteorológicos y geográficos. Estos elementos actúan de forma conjunta y están interrelacionados. En un principio, los meteorológicos establecen el dominio en una zona, y sobre ellos se superponen los factores geográficos, que a su vez favorecen la aparición de climas regionales y locales (v. resumen en la figura 6).

Conjunto de factores que inciden en el tipo de clima de una región determinada.

Factores astronómicos. Consecuencia de los movimientos de rotación y traslación de la Tierra y de la latitud geográfica, los factores astronómicos determinan la existencia de estaciones. De ellos depende el grado de calentamiento de la superficie terrestre.

Atendiendo a estos factores cabe distinguir los grandes grupos climáticos. En las latitudes bajas predominan climas sin invierno, con temperaturas superiores a 18 °C. En las medias son comunes los climas con verano e invierno, y una sucesión clara de las estaciones. En las latitudes altas son característicos los climas sin verano con temperaturas por debajo de 10 °C.

Los factores astronómicos, o cósmicos, definen el carácter rítmico del tiempo. El ángulo de incidencia, formado por los rayos solares en el plano tangente a la superficie de la Tierra en un punto, es el factor responsable de controlar la llegada de energía a la superficie terrestre y varía según la estación, la latitud o la hora del día.

Dado que la energía se concentra más en el ecuador y disminuye hacia los polos, estos factores marcan los diferentes tipos de clima. El factor individual más influyente es el valor de esa inclinación de los rayos del Sol. Así, como referencia se llama subsolar al punto en el que los rayos inciden en ángulo recto. A lo largo del año, este punto se desplaza entre los trópicos de Cáncer y Capricornio.

Factores meteorológicos. Muy relacionados con los movimientos atmosféricos, los principales factores meteorológicos son las masas de aire, el tipo de circulación y los centros de acción. Por masa de aire se entiende el volumen de aire cuyas condiciones de temperatura y humedad son iguales en todo su plano horizontal y se distinguen del aire que tienen alrededor. De las masas de aire depende el intercambio de humedad y calor entre las diferentes latitudes. Según su grado de humedad, se distinguen masas de aire húmedas o marítimas y secas o continentales.

Los mapas meteorológicos ayudan a los especialistas a estudiar y predecir el tiempo atmosférico. En la imagen, mapa del tiempo de Europa en el que se pueden apreciar las zonas de altas y bajas presiones.

El tipo de circulación se refiere al sistema de vientos dominantes que se forma por la distribución de los sistemas de presión a escala planetaria. Por ejemplo, en la zona intertropical se encuentran los vientos alisios y en la zona templada, los vientos de oeste o del poniente.

Finalmente, los centros de acción son sistemas de presión canalizados por las masas de aire y que tienen también su distribución en el planeta. Así, las bajas presiones, que reflejan inestabilidad atmosférica, se producen habitualmente en el ecuador y en los ámbitos subsolares. En cambio, las altas presiones, indicadoras de estabilidad atmosférica, son frecuentes en las zonas subtropicales y en los polos.

Factores geográficos. En las características del clima influyen factores geográficos muy diversos y determinantes. En general, son los responsables de la enorme variedad de características climáticas. Uno de los fundamentales es la altura, cuya repercusión en el clima se observa en el aumento de las precipitaciones y el descenso de la presión y de la temperatura. Cuando la masa de aire se enfría en altura para ascender se produce un incremento de las precipitaciones.

En las latitudes medias es muy importante la exposición de las vertientes a los rayos del Sol, ya que en esas zonas se producen las diferencias térmicas entre los dos lados de solana y umbría. En la segunda existe menor evaporación y una radiación inferior, por lo que es un lugar más fresco y húmedo.

A su vez, la disposición de las barreras de montañas respecto a los vientos es un factor de gran importancia porque determina una oposición evidente entre la vertiente de sotavento (resguardada del viento) y la de barlovento (expuesta al viento). En consecuencia, se dan desproporciones pluviométricas y un fenómeno conocido con el nombre de foehn, por el tipo de viento que genera. De aire seco y cálido a sotavento, provoca la ausencia de precipitaciones al favorecer climas desérticos no muy extremos.

La ubicación de un lugar respecto a los mares o continentes es otro fenómeno notable que influye en la naturaleza de las masas de aire. El agua es un moderador térmico muy importante, pues las masas de agua se enfrían y calientan más lentamente porque almacenan mejor el calor.

De esta forma se regulan las temperaturas evitándose las mínimas de invierno y las máximas de verano. Por tanto, en las zonas próximas al mar hay menos oscilaciones térmicas. Al contrario, en los lugares continentales la tierra se calienta y enfría con más rapidez y las temperaturas son más extremas, con mayor oscilación térmica que en lugares oceánicos.

Mapa del Caribe y del golfo de México en el que se muestran todas las corrientes de la región. Nótese la intensidad (velocidad en superficie) de la corriente que nace frente a las costas orientales de los Estados Unidos y termina frente a Centroamérica.

Finalmente, las corrientes oceánicas están también relacionadas con el clima por el intercambio calorífico entre ellas y el aire con el que están en contacto. Son agentes que se encargan de la redistribución de la energía en las diferentes latitudes de la Tierra, responsables de las características de los climas costeros. En general, las fachadas orientales de las masas de tierra tienen corrientes marinas cálidas, mientras que las occidentales de los continentes suelen estar bañadas por corrientes frías.

Elementos climáticos

Los elementos climáticos sirven como unidades principales para definir el clima y sus variables y determinan su influencia en otros componentes del medio natural. Entre estos elementos, los más relevantes son la temperatura y las precipitaciones. Cuando los elementos del clima tienen tendencias hacia situaciones complicadas para los seres vivos en su conjunto, por fenómenos extremos de aridez o de enfriamiento que puedan producir la desertización, se habla de degradación climática, ya se produzca de forma natural o provocada.

La desertización por el frío extremo es un elemento que contribuye a una degradación del hábitat de origen climático, tal y como se puede apreciar en los paisajes de la estepa rusa (en la imagen). A pesar de que tenga una causa «natural», ésta ha podido ser producida en origen por el hombre, como ocurre con el cambio climático.

La temperatura es un factor muy característico del clima que varía de forma irregular. Así, tiende a disminuir desde el ecuador hacia los polos porque los rayos que emite el Sol, subperpendiculares en el ecuador, se van inclinando progresivamente y acaban siendo subparalelos a la altura de los polos.

Así, en la alteración de la temperatura influyen básicamente tres factores: nubosidad, plano de la eclíptica y sucesión de día y noche. La nubosidad depende de las estaciones atmosféricas. Los niveles máximos en los que varía la temperatura entre el día y la noche se producen en las zonas sin nubes, como los desiertos árticos o los desiertos tropicales.

Por su parte, la inclinación del plano de la eclíptica sobre el del ecuador es otro elemento que influye en la temperatura. El máximo flujo térmico que llega a la superficie terrestre se encuentra entre los trópicos de Cáncer y de Capricornio.

Finalmente, la duración del día y la noche influye también en las modificaciones de la temperatura. Por ejemplo, en el ecuador el día dura prácticamente lo mismo que la noche durante todo el año, pero en los polos las diferencias crecen: durante la mitad del año es de día y en la otra mitad es de noche. Si se avanza desde el ecuador hacia los polos, la diferencia de temperatura entre estaciones se va acentuando.

La nubosidad y las horas de luz, dos factores que dependen de la sucesión de estaciones atmosféricas, tienen una notable influencia en la temperatura.

A su vez, las lluvias que caen en cada región componen otro elemento climático muy característico. La pluviosidad depende de las circulaciones atmosféricas, como la denominada «zonal», que establece la disimetría entre zonas climáticas; la «meridiana», que reparte por último los climas y las zonas lluviosas según la latitud geográfica, y térmica, que ocasiona que los vientos se inviertan en la periferia continental.

Según las precipitaciones de cada zona se puede establecer una clasificación elemental de los tipos de climas. Se habla así de clima árido si las lluvias son escasas, entre 0 y 25 cm3; semiárido, con un régimen de pluviosidad leve, entre 25 y 50 cm3; subhúmedo, con lluvias más abundantes, entre 50 y 100 cm3; húmedo, de precipitaciones bastante elevadas, con valores entre 100 y 200 cm3, y muy húmedo, con un régimen de pluviosidad muy alto, superiores a 200 cm3.

El nivel de precipitaciones caídas en un lugar en las distintas épocas del año es esencial para determinar las características de su clima. De esta forma se pueden distinguir desde climas áridos (menos de 25 cm3 de precipitaciones anuales) hasta muy húmedos (con precipitaciones superiores a 200 cm3). En la imagen, paisaje de Tailandia, país ubicado en una región húmeda-muy húmeda.

No obstante, la anterior clasificación no tiene en cuenta un fenómeno tan determinante como la evaporación, que depende de la temperatura e influye en la cantidad de agua que se queda en el suelo. Es un aspecto notorio, que hace que una misma cantidad de precipitaciones genere desiertos en las regiones cálidas o climas húmedos en las frías, donde no exista tanta evaporación.

La representación gráfica de las precipitaciones y de la temperatura media de un lugar determinado se denomina climograma (v. figura 12).

Los climogramas son gráficos que permiten plasmar de forma visual las características del clima en un cierto lugar a lo largo del año.

Los climas en la tierra

Los diversos factores climáticos constituyen un buen criterio para analizar las características y datos relacionados con la climatología que se da en cada región y establecer los distintos climas del planeta.

En una primera aproximación, esta clasificación se realiza según la distribución respecto a los paralelos entre los que se sitúan. Las cuatro grandes zonas climáticas son la ecuatorial, la tropical, la templada y la polar.

Zona tropical (ecuatorial). Ocupa la mayor área forestal del planeta, con dominio de la selva ecuatorial o virgen. Se sitúa entre 0 y 20° de latitud y se caracteriza por bajas presiones, abundantes precipitaciones (2.000 mm/año) y elevadas temperaturas, con una media de 25 °C.

A estos rasgos hay que sumar la existencia de los monzones que refuerzan la pluviosidad y varían su ritmo. Al principio y al final del verano se producen dos máximos de temperatura y pluviosidad con la excepción de los límites de esta zona, donde se da una estación de lluvias concentrada en el solsticio de verano.

El bosque lluvioso es el ecosistema terrestre característico de las zonas ecuatoriales y tropicales. En la imagen, salto del Tequendama, en el departamento colombiano de Cundinamarca.

Zona subtropical. Ocupada característicamente por desiertos cálidos, se extiende entre 20 y 40°. Entre sus rasgos generales destacan las altas presiones (con distintos anticiclones permanentes), las precipitaciones escasas y las altas temperaturas, bastante variables entre el día y la noche.

Un subtipo especial es el clima tropical húmedo, marcado por la pluviosidad, que puede ser elevada como consecuencia de los monzones, las lluvias por las perturbaciones ecuatoriales y el relieve en altura. En sus límites, la zona tropical desértica pasa de forma gradual a los lugares vecinos, la sabana en el margen ecuatorial y la estepa en el polar, mediante climas subdesérticos o subáridos.

Zona templada. Entre 40 y 60° de latitud, esta zona se caracteriza por un clima muy variable, con una alternancia de las estaciones muy marcada. Tiene bajas presiones y abundantes precipitaciones repartidas a lo largo del año. Los climas templados que se dan en esta zona se clasifican según criterios latitudinales (climas templados cálidos, como el mediterráneo, frescos y medios), longitudinales (climas marítimos, continentales y desérticos) y altitudinales, ya que a medida que aumenta la altura disminuye la temperatura y ascienden las precipitaciones.

Zona polar. Lugar de los desiertos helados, la zona polar se encuentra entre 60 y 90°. Sus rasgos son altas presiones permanentes, bajas temperaturas (con una media de 0 °C), débil pluviosidad (250 mm/año) y extremos entre el invierno y el verano. En esta zona se diferencian los climas polares en los casquetes glaciales antártico y groenlandés, en los que no se produce deshielo, y los climas subpolares, donde el suelo permanece helado durante una parte del año.