Clima
Definición
El clima es la estadística del clima durante largos períodos de tiempo. Se mide al evaluar los patrones de variación de temperatura, humedad, presión atmosférica, viento, precipitación, conteo de partículas atmosféricas y otras variables meteorológicas en una región determinada durante largos períodos de tiempo. El clima difiere del clima, ya que el clima solo describe las condiciones a corto plazo de estas variables en una región determinada.El clima de una región es generado por el sistema climático , que tiene cinco componentes: atmósfera, hidrosfera, criosfera, litosfera y biosfera.
El clima de una ubicación se ve afectado por su latitud, el terreno y la altitud, así como por los cuerpos de agua cercanos y sus corrientes. Los climas se pueden clasificar de acuerdo con el promedio y los rangos típicos de diferentes variables, con mayor frecuencia temperatura y precipitación. El esquema de clasificación más utilizado fue la clasificación climática de Köppen. El sistema Thornthwaite, en uso desde 1948, incorpora la evapotranspiración junto con la información de temperatura y precipitación, y se utiliza para estudiar la diversidad biológica y cómo la afecta el cambio climático. Los sistemas de clasificación sinóptica de Bergeron y espacial se centran en el origen de las masas de aire que definen el clima de una región.
La paleoclimatología es el estudio de climas antiguos. Dado que las observaciones directas del clima no están disponibles antes del siglo XIX, los paleoclimas se infieren a partir de variables proxy que incluyen evidencia no biótica como sedimentos encontrados en lechos de los lagos y testigos de hielo, y evidencia biótica como anillos de árboles y coral. Los modelos climáticos son modelos matemáticos de climas pasados, presentes y futuros. El cambio climático puede ocurrir en escalas de tiempo largas y cortas a partir de una variedad de factores; el calentamiento reciente se discute en el calentamiento global. El calentamiento global resulta en redistribuciones. Por ejemplo, "un cambio de 3 ° C en la temperatura media anual corresponde a un cambio en isotermas de aproximadamente 300-400 km en latitud (en la zona templada) o 500 m en elevación.
Definición
El clima (del griego antiguo klima , que significa inclinación ) se define comúnmente como el clima promediado durante un largo período. El período de promediado estándar es de 30 años, pero se pueden usar otros períodos dependiendo del propósito. El clima también incluye estadísticas distintas al promedio, como las magnitudes de las variaciones diarias o anuales. La definición del glosario 2001 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) es la siguiente:
La Organización Meteorológica Mundial (OMM) describe las "normales" climáticas como "puntos de referencia utilizados por los climatólogos para comparar las tendencias climatológicas actuales con las del pasado o lo que se considera" normal. "Una normal se define como la media aritmética de un elemento climático ( ej. temperatura) durante un período de 30 años. Se utiliza un período de 30 años, ya que es lo suficientemente largo como para filtrar cualquier variación o anomalías interanuales, pero también lo suficientemente corto como para poder mostrar tendencias climáticas más largas ". La OMM se originó en la Organización Meteorológica Internacional que estableció una comisión técnica de climatología en 1929. En su reunión de Wiesbaden en 1934, la comisión técnica designó el período de treinta años de 1901 a 1930 como el marco temporal de referencia para las normas normales climatológicas.
La diferencia entre clima y clima se resume de forma útil en la popular frase "El clima es lo que esperas, el clima es lo que obtienes". En el transcurso del tiempo histórico, hay una serie de variables casi constantes que determinan el clima, como la latitud, la altitud, la proporción de tierra a agua y la proximidad a los océanos y las montañas. Estos cambian solo en períodos de millones de años debido a procesos como la tectónica de placas. Otros determinantes climáticos son más dinámicos: la circulación termohalina del océano provoca un calentamiento de 5 ° C (9 ° F) en el Océano Atlántico norte en comparación con otras cuencas oceánicas. Otras corrientes oceánicas redistribuyen el calor entre la tierra y el agua a una escala más regional. La densidad y el tipo de cobertura de la vegetación afecta la absorción de calor solar, la retención de agua y la lluvia a nivel regional. Las alteraciones en la cantidad de gases de efecto invernadero atmosféricos determinan la cantidad de energía solar retenida por el planeta, lo que lleva al calentamiento global o al enfriamiento global. Las variables que determinan el clima son numerosas y las interacciones complejas, pero existe un acuerdo general de que se entienden las líneas generales, al menos en lo que se refiere a los determinantes del cambio climático histórico.
Clasificación climática
Hay varias formas de clasificar los climas en regímenes similares. Originalmente, los climas se definieron en la Antigua Grecia para describir el clima según la latitud de la ubicación. Los métodos modernos de clasificación climática se pueden dividir ampliamente en métodos genéticos , que se centran en las causas del clima, y empíricos métodos, que se centran en los efectos del clima. Los ejemplos de clasificación genética incluyen métodos basados en la frecuencia relativa de diferentes tipos de masas de aire o ubicaciones dentro de las perturbaciones climáticas sinópticas. Entre los ejemplos de clasificaciones empíricas se incluyen las zonas climáticas definidas por la resistencia de las plantas, la evapotranspiración o, más en general, la clasificación climática de Köppen, que originalmente se diseñó para identificar los climas asociados con ciertos biomas. Una deficiencia común de estos esquemas de clasificación es que producen límites distintos entre las zonas que definen, en lugar de la transición gradual de las propiedades climáticas más comunes en la naturaleza.
Bergeron y Spatial Synoptic
La clasificación más simple es la que implica masas de aire. La clasificación de Bergeron es la forma de clasificación de masa de aire más ampliamente aceptada. La clasificación de masa de aire implica tres letras. La primera letra describe sus propiedades de humedad, con c utilizado para masas de aire continentales (seco) ym para masas de aire marítimo (húmedo). La segunda letra describe la característica térmica de su región de origen: T para tropical, P para polar, A para Ártico o Antártico, M para monzón, E para ecuatorial y S para aire superior (aire seco formado por movimiento significativo hacia abajo en la atmósfera ) La tercera letra se usa para designar la estabilidad de la atmósfera. Si la masa de aire es más fría que el suelo debajo de ella, se etiqueta k. Si la masa de aire es más cálida que el suelo debajo de ella, se etiqueta w.
Basado en el esquema de clasificación de Bergeron, se encuentra el Sistema de Clasificación Sinóptica Espacial (SSC). Hay seis categorías dentro del esquema SSC: Dry Polar (similar al polar continental), Dry Moderate (similar al superior marítimo), Dry Tropical (similar al tropical continental), Moist Polar (similar al polar marítimo), Moist Moderate (un híbrido) entre marítimo polar y tropical marítimo), y Tropical húmedo (similar a tropical marítimo, monzón marítimo o ecuatorial marítimo).
Köppen
La clasificación de Köppen depende de los valores promedio mensuales de temperatura y precipitación. La forma más comúnmente utilizada de la clasificación de Köppen tiene cinco tipos principales etiquetados de A a E. Estos tipos primarios son A) tropical, B) seco, C) latitud media suave, D) latitud media fría y E) polar. Las cinco clasificaciones principales se pueden dividir en clasificaciones secundarias como selva tropical, monzón, sabana tropical, subtropical húmedo, continental húmedo, clima oceánico, clima mediterráneo, desierto, estepa, clima subártico, tundra y capa de hielo polar.
Los bosques lluviosos se caracterizan por una alta precipitación pluvial, con definiciones que establecen una precipitación mínima anual normal entre 1.750 milímetros (69 pulgadas) y 2.000 milímetros (79 pulgadas). Las temperaturas medias mensuales superan los 18 ° C (64 ° F) durante todos los meses del año.
Un monzón es un viento estacional prevaleciente que dura varios meses, dando paso a la temporada de lluvias de una región. Las regiones de América del Norte, América del Sur, África Subsahariana, Australia y Asia Oriental son regímenes monzónicos.
Una sabana tropical es un bioma de pastizales ubicado en regiones de clima semiárido a semihúmedo de latitudes subtropicales y tropicales, con temperaturas promedio que permanecen en o por encima de 18 ° C (64 ° F) durante todo el año y precipitaciones entre 750 mm (30 in) y 1.270 milímetros (50 in) al año. Se encuentran diseminados en África y se encuentran en la India, el norte de Sudamérica, Malasia y Australia.
La zona de clima subtropical húmedo donde las lluvias de invierno (y a veces las nevadas) se asocian con grandes tormentas que los vientos del oeste se dirigen de oeste a este. La mayoría de las precipitaciones de verano se producen durante tormentas eléctricas y ocasionales ciclones tropicales. Los climas subtropicales húmedos se encuentran en el lado este de los continentes, aproximadamente entre las latitudes 20 ° y 40 ° grados del ecuador.
Un clima continental húmedo está marcado por patrones climáticos variables y una gran variación estacional de la temperatura. Los lugares con más de tres meses de temperaturas diarias promedio superiores a 10 ° C (50 ° F) y una temperatura más baja del mes por debajo de -3 ° C (27 ° F) y que no cumplen los criterios para un clima árido o semiárido, están clasificados como continental
Un clima oceánico se encuentra típicamente a lo largo de las costas occidentales en las latitudes medias de todos los continentes del mundo, y en el sureste de Australia, y se acompaña de precipitaciones abundantes durante todo el año.
El régimen climático mediterráneo se asemeja al clima de las tierras de la Cuenca del Mediterráneo, partes del oeste de América del Norte, partes de Westernand South Australia, en el suroeste de Sudáfrica y en partes del centro de Chile. El clima se caracteriza por veranos calurosos y secos e inviernos fríos y húmedos.
Una estepa es una pradera seca con un rango de temperatura anual en el verano de hasta 40 ° C (104 ° F) y durante el invierno hasta -40 ° C (-40 ° F).
Un clima subártico tiene poca precipitación y temperaturas mensuales que superan los 10 ° C (50 ° F) durante uno a tres meses del año, con permafrost en gran parte del área debido a los inviernos fríos. Los inviernos en climas subárticos generalmente incluyen hasta seis meses de temperaturas promedio por debajo de 0 ° C (32 ° F).
La tundra ocurre en el hemisferio norte, al norte del cinturón de taiga, incluyendo vastas áreas del norte de Rusia y Canadá.
Una capa de hielo polar , o capa de hielo polar, es una región de alta latitud de un planeta o luna cubierta de hielo. Las capas de hielo se forman porque las regiones de alta latitud reciben menos energía que la radiación solar del sol que las regiones ecuatoriales, lo que resulta en temperaturas superficiales más bajas.
Un desierto es una forma de paisaje o región que recibe muy poca precipitación. Los desiertos suelen tener un amplio rango de temperatura diurna y estacional, con temperaturas altas o bajas, dependiendo de la ubicación durante el día (en verano hasta 45 ° C o 113 ° F), y bajas temperaturas nocturnas (en invierno, hasta 0 ° C o 32 ° F) debido a la humedad extremadamente baja. Muchos desiertos están formados por sombras de lluvia, ya que las montañas bloquean el camino de la humedad y la precipitación hacia el desierto.
Thornthwaite
Ideado por el climatólogo y geógrafo estadounidense CW Thornthwaite, este método de clasificación climática supervisa el presupuesto de agua del suelo utilizando la evapotranspiración. Monitorea la porción de precipitación total utilizada para nutrir la vegetación en un área determinada. Utiliza índices como el índice de humedad y el índice de aridez para determinar el régimen de humedad de un área en función de su temperatura promedio, precipitación promedio y tipo de vegetación promedio. Cuanto menor sea el valor del índice en un área dada, más seca será el área.
La clasificación de humedad incluye clases climáticas con descripciones como hiperhúmeda, húmeda, subhúmeda, subárida, semiárida (valores de -20 a -40) y árida (valores inferiores a -40). Las regiones húmedas experimentan más precipitación que la evaporación cada año, mientras que las regiones áridas experimentan una mayor evaporación que la precipitación sobre una base anual. Un total de 33 por ciento de la masa terrestre de la Tierra se considera árida o semiárida, incluyendo el suroeste de América del Norte, sudoeste de América del Sur, la mayor parte del norte y una pequeña parte del sur de África, suroeste y partes de Asia oriental, así como gran parte de Australia. Los estudios sugieren que la efectividad de la precipitación (PE) dentro del índice de humedad de Thornthwaite se sobreestima en el verano y se subestima en el invierno. Este índice se puede usar efectivamente para determinar la cantidad de números de especies de herbívoros y herbívoros dentro de un área determinada. El índice también se usa en estudios de cambio climático.
Las clasificaciones térmicas dentro del esquema de Thornthwaite incluyen regímenes microtermales, mesotérmicos y megathermal. Un clima microtermal es uno de temperaturas medias anuales bajas, generalmente entre 0 ° C (32 ° F) y 14 ° C (57 ° F) que experimenta veranos cortos y tiene una evaporación potencial entre 14 centímetros (5.5 in) y 43 centímetros ( 17 en). Un clima mesotérmico carece de calor persistente o frío persistente, con una evaporación potencial de entre 57 centímetros (22 pulgadas) y 114 centímetros (45 pulgadas). Un clima megathermal es uno con altas temperaturas persistentes y lluvias abundantes, con una evaporación anual potencial de más de 114 centímetros (45 pulgadas).
Grabar
Moderno
Los detalles del registro climático moderno se conocen mediante la toma de mediciones de instrumentos meteorológicos como termómetros, barómetros y anemómetros durante los últimos siglos. Los instrumentos utilizados para estudiar el clima en la escala de tiempo moderna, su error conocido, su entorno inmediato y su exposición han cambiado a lo largo de los años, lo que debe tenerse en cuenta al estudiar el clima de los siglos pasados.
Paleoclimatología
La paleoclimatología es el estudio del clima pasado durante un gran período de la historia de la Tierra. Utiliza evidencia de capas de hielo, anillos de árboles, sedimentos, corales y rocas para determinar el estado pasado del clima. Demuestra períodos de estabilidad y períodos de cambio y puede indicar si los cambios siguen patrones tales como ciclos regulares.
Cambio climático
El cambio climático es la variación en climas globales o regionales a lo largo del tiempo. Refleja los cambios en la variabilidad o el estado promedio de la atmósfera en escalas de tiempo que van desde décadas hasta millones de años. Estos cambios pueden ser causados por procesos internos a la Tierra, fuerzas externas (por ejemplo, variaciones en la intensidad de la luz solar) o, más recientemente, actividades humanas.
En el uso reciente, especialmente en el contexto de la política ambiental, el término "cambio climático" a menudo se refiere únicamente a los cambios en el clima moderno, incluido el aumento en la temperatura superficial promedio conocido como calentamiento global. En algunos casos, el término también se usa con una presunción de causalidad humana, como en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). La CMNUCC utiliza la "variabilidad climática" para las variaciones causadas por personas no humanas.
La Tierra ha sufrido cambios climáticos periódicos en el pasado, incluidas cuatro glaciaciones importantes. Estos consisten en períodos glaciales donde las condiciones son más frías de lo normal, separadas por períodos interglaciares. La acumulación de nieve y hielo durante un período glacial aumenta el albedo de la superficie, lo que refleja una mayor cantidad de energía solar en el espacio y mantiene una temperatura atmosférica más baja. Los aumentos en los gases de efecto invernadero, como la actividad volcánica, pueden aumentar la temperatura global y producir un período interglacial. Las causas sugeridas de los períodos de la edad de hielo incluyen las posiciones de los continentes, las variaciones en la órbita de la Tierra, los cambios en la producción solar y el volcanismo.
Modelos climáticos
Los modelos climáticos usan métodos cuantitativos para simular las interacciones de la atmósfera, los océanos, la superficie terrestre y el hielo. Se usan para una variedad de propósitos; desde el estudio de la dinámica del clima y el sistema climático hasta las proyecciones del clima futuro. Todos los modelos climáticos equilibran, o casi equilibran, la energía entrante como radiación electromagnética de onda corta (incluida la visible) a la tierra con energía saliente como radiación electromagnética de onda larga (infrarroja) de la tierra. Cualquier desequilibrio resulta en un cambio en la temperatura promedio de la tierra.
Las aplicaciones más comentadas de estos modelos en los últimos años han sido su uso para inferir las consecuencias del aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente dióxido de carbono (ver gases de efecto invernadero). Estos modelos predicen una tendencia ascendente en la temperatura superficial media global, con el aumento más rápido de la temperatura que se proyecta para las latitudes más altas del hemisferio norte.
Los modelos pueden variar de relativamente simple a bastante complejo:
- Modelo simple de transferencia de calor radiante que trata la tierra como un solo punto y promedia la energía saliente
- esto se puede expandir verticalmente (modelos de convección-radiación) u horizontalmente
- finalmente, los modelos climáticos globales (acoplados) de atmósfera, océano y hielo marino discretizan y resuelven las ecuaciones completas para la transferencia de masa y energía y el intercambio radiante.
La predicción del clima es una forma que algunos científicos están utilizando para predecir el cambio climático. En 1997, la división de predicción del Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad en la Universidad de Columbia comenzó a generar pronósticos climáticos estacionales en tiempo real. Para producir estos pronósticos, se desarrolló un conjunto amplio de herramientas de pronóstico, que incluía un enfoque de conjunto multimodal que requería una validación exhaustiva del nivel de precisión de cada modelo para simular la variabilidad climática interanual.