LECCIÓN 4. EL SISTEMA CLIMÁTICO
1. Definiciones: tiempo y clima
Ambos términos hacen referencia a estados de la Atmósfera, a unas características
determinadas de temperatura, humedad, presión, vientos, etc. Tiempo es un estado
pasajero, instantáneo, de la Atmósfera. Clima, hace referencia a condiciones más
permanentes de la Atmósfera, durante períodos largos, a la sucesión habitual de los
estados de la Atmósfera sobre un lugar, a una sucesión de tipos de tiempo; es una
abstracción matemática que requiere una media de observaciones mínima de 30 años.
2. La Atmósfera y su circulación
2.1. Definición y división de la Atmósfera
La Atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra, y está formada por aire:
multitud de cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos, en cantidad y en proporción variable
con la altitud. También varían con la altitud la temperatura, la humedad y la presión. La
Atmósfera no es homogénea y se puede dividir desde dos puntos de vista:
a) Según su composición química:
- Homosfera (de 0 a 100 Kms). Está compuesta por nitrógeno (78%), oxígeno (21%),
argón (0,93%), dióxido de carbono o CO2 (0,03%), gases nobles (0,003%) y vapor de agua (entre 1 y 5%).
- Heterosfera (desde los 100 Kms). Se caracteriza por capas donde domina un elemento:
capa de nitrógeno molecular (100-200 Kms), capa de oxígeno atómico (200-1.000 Kms), capa de helio
(1.000-3.500 Kms) y capa de hidrógeno atómico (más de 3.500 Kms).
b) Según la temperatura y los caracteres dinámicos y sus variaciones con la altura.
Se pueden distinguir:
- Troposfera (0-12 Kms). Está formada por gases permanentes (los de la Homosfera) y
gases variables en su proporción. Entre éstos destaca el vapor de agua (las ¾ partes bajo los 4 Kms):
absorbe parte de la irradiación de la Tierra, evita la pérdida de calor nocturno, es causa del efecto
invernadero natural que permite la vida, junto con el CO2. Se subdivide en:
- capa geográfica (0-3 Kms), donde hay un descenso rápido e irregular de la
temperatura con la altura, así como movimientos desordenados del aire (en horizontal, los vientos, y en
vertical).
- troposfera libre (3-12 Kms), donde la temperatura desciende de forma lenta
pero más regular y hay vientos veloces (100-150 Km/h), de componente W (jet-stream o corriente en
chorro).
- Tropopausa. Límite superior de la troposfera, no está en toda la Tierra a la misma altura:
la polar está a 6-7 Kms, la templada a 11-12 Kms y la ecuatorial a 16-18 Kms (el aire pesa más y está más
“aplastado” en las zonas frías que en las cálidas, que está más dilatado).
- Estratosfera (12-50 Kms). Se divide en estratosfera inferior o capa isoterma) y
estratosfera superior o capa caliente. En buena parte de la estratosfera está la capa de ozono (VER
DOCUMENTO)
- Estratopausa
- Mesosfera (50-80 Kms)
- Mesopausa
- Termosfera (80-600 Kms)
- Termopausa
- Exosfera (600-10.000 Kms)
, 2.2. La presión atmosférica
2.2.1. Definición y características. La Atmósfera pesa 6.000 billones de Tm, lo
que equivale a 1Kg/cm2 (sobre cada persona es el peso de un cubo macizo de plomo de
1,20 m de lado, unas 17,5 Tm). La presión atmosférica se puede definir como el peso de
una columna de aire sobre su base en el suelo medida hasta el límite de la Atmósfera
(10.000 Km). La presión atmosférica normal al nivel del mar es de 760 mm de mercurio
o 1.013 mb (milibares) o 1.013 hPa (hectopascales). Por encima de 1.013 mb hablamos
de una alta presión y por debajo, de una baja presión. Los valores de la presión son
desiguales en el tiempo y en el espacio, porque la presión varía por efecto de la
temperatura y de la altitud. El aire es “compresible”, por ello el 50% de toda la atmósfera
se concentra en los primeros 5.500 m: por tanto, a esta altura la presión es la mitad que a
nivel del mar. Las presiones se representan con isobaras, de cuyo agrupamiento se
derivan figuras características. Las más habituales: anticiclón o alta presión y depresión
o baja presión. (VER DOCUMENTO)
2.2.2. Las variaciones de la presión y sus consecuencias. La presión depende
mucho de la temperatura. Sobre una superficie cálida, el aire se calienta, se expande y
tiende a ascender; sobre una superficie fría, se enfría, pesa más y tiende a descender. El
enfriamiento de la superficie terrestre origina altas presiones térmicas y el
calentamiento, bajas presiones térmicas. Pero también si el aire converge desde distintas
direcciones (un frente) origina una corriente de ascenso y baja presión dinámica en
superficie; y en determinados lugares del globo, el aire puede descender, presionar el
suelo y originar una alta presión dinámica. El aire que desciende (subsidencia) provoca
en superficie una alta presión y divergencia del aire. El aire que asciende (convección),
provoca baja presión o depresión y convergencia del aire, una “succión” del aire. Por
tanto, ante una diferencia de presión el aire irá siempre de las áreas de altas presiones
a las de bajas presiones.
El aire es un gas, y como tal gas, posee una energía cinética interna con el
movimiento de sus moléculas, que dirige su estado térmico. El aire comprimido
(subsidencia), tiene tendencia a un calentamiento relativo, al acelerarse los choques
moleculares. El aire en expansión (convección), tiene tendencia a enfriarse, al haber
menos choques moleculares. Este calentamiento o enfriamiento se produce por el
movimiento descendente o ascendente del aire, independientemente de la temperatura del
entorno: se habla de calentamiento o enfriamiento adiabático. Las masas de aire
descendentes, generan estabilidad atmosférica; las masas de aire ascendentes generan
inestabilidad atmosférica, sobre todo si el aire tiene un cierto grado de humedad. Con
el enfriamiento hay mayor propensión a la condensación, formación de nubes y de
precipitaciones (inestabilidad); con el calentamiento, se pierde esa propensión
(estabilidad). Por tanto, alta presión o anticiclón: estabilidad; baja presión, ciclón o
depresión: inestabilidad.
2.2.3. La distribución de las presiones en el globo. Hay en el globo zonas donde
predominan altas o bajas presiones de manera más o menos constante buena parte del
año. Ello nos permite hablar de cinturones de presión, más o menos bien definidos,
aunque la situación cambia según la estación del año.
Tomando como promedio los meses con las temperaturas estacionales más
extremas (enero y julio) se pueden apreciar las siguientes condiciones de presión al nivel
del mar más o menos permanentes.
En la zona ecuatorial se distingue un cinturón de presiones más bajas de lo normal,
donde el aire asciende de forma continua por causas termodinámicas: por una parte debido