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Tema 1. Definición de Climatología. Elementos y factores clim�ticos. Problemas de método.

Definici�n de clima

La atmósfera y los fenómenos que tienen lugar en ella juegan un papel de gran relevancia en relación a la vida en el planeta. Por ello el hombre se ha preocupado desde la antiguedad por su estudio. Existen dos formas distintas y complementarias de enfrentarse al conocimiento de la atmósfera: La meteorología y la climatología

La meteorología estudia los meteoros o elementos atmosféricos, sus características y su funcionamiento, es decir las condiciones de la atmósfera en un momento concreto, mientras que la climatología estudia las condiciones medias de la atmósfera y las características medias de los meteoros. De estas definiciones se deducen también los conceptos de tiempo como estado de la atmósfera en un momento dado, y clima como el estado medio de la atmósfera a lo largo de un período de tiempo suficientemente largo. Por t�rmino medio se considera que este per�odo es de unos 30 a�os. El problema de la definici�n de clima es que entendemos por estado normal. Tradicionalmente se consideraron los valores medios de las principales variables que definen el estado de la atm�sfera (presi�n, temperatura, humedad atmosf�rica, precipitaci�n, etc.).

Sin embargo, ademas de conocer los valores medios, resulta de gran transcendencia el conocimiento de su variabilidad, de la oscilaci�n que estas magnitudes pueden tener respecto a sus valores medios.

Dentro del estudio de estas oscilaciones respecto a los valores medios, resulta de particular importancia el conocer la probabilidad de que aparezcan per�odos caracterizados por una sucesi�n de valores elevados o reducidos de precipitaci�n, es decir per�odos lluviosos y per�odos de sequ�a.

En tercer lugar habr�a que tener en cuenta la aparici�n de fen�menosmeteorol�gicos extremos (aunque no excepcionales ni imprevisibles) que nodeben olvidarse a la hora de caracterizar el clima a pesar de su muy escasa frecuencia. Uno de los m�s habituales en la Pen�nula Ib�rica son las precipitaciones de gran volumen e intensidad con consecuencias a menudo catastr�ficas.

Su frecuencia es tan reducida que a menudo puede no haberse registrado ninguno durante el per�odo de existencia de un observatorio meteorol�gico aunque sus consecuencias sobre los sistemas naturales puedan apreciarse durante d�cadas e incluso siglos.

Por otra parte el clima puede verse condicionado, en lugares concretos, por otros factores, dando lugar a lo que se denomina condiciones microclim�ticas que en muchos casos dan lugar a microambientes espec�ficos que no pueden ser estudiados teniendo en cuenta solamente las caracter�sticas clim�ticas de alg�n observatorio cercano.

Elementos y factores del clima

Los elementos climáticos pueden definirse como toda propiedad o condición de la atmósfera cuyo conjunto caracteriza el clima de un lugar a lo largo de un período de tiempo suficientemente representativo. Igualmente definen el tiempo en un momento determinado:

  • Insolación
  • Temperatura del aire
  • Presión atmosférica
  • Viento
  • Lluvia
  • Humedad

Los factores del clima son aquellos que actuando conjuntamente definene las condiciones generales de una zona terrestre de extensión relativamente amplia:

  • -La situación de la región dentro de la Circulación General Atmosférica
  • -Factor de continentalidad
  • -Factor orográfico
  • -Efecto de la temperatura de las aguas marinas

M�todos de estudio en Climatolog�a

Tradionalmente se han considerado tres métodos fundamentales en la ciencia climatológica:

-La climatología analítica basado en el análisis estadístico de las características climáticas que se consideran más significativas. Se trata básicamente de establecer los valores medios de los elementos atmosféricosa y establecer la probabilidad de que se alcancen determinados valores extremos.

-La climatología dinámica, que trata de proporcionar una visión dinámica y de conjunto de las manifestaciones cambiantes que se registran en la atmósfera como una unidad física. Se propone una explicación matemática de la atmósfera mediante las leyes de la mecánica de fluidos y de la termodinámica.

-La climatología sinóptica, se basa en el análisis de la configuración de los elementos atmosféricos en un espacio tridimensional y a unas horas concretas y de su evolución. A partir de este análisis, se pretenden descubrir leyes empíricas e incrementar el conocimiento acerca de la atmósfera.

El uso de métodos estadísticos dentro de la climatología analítica ha tenido, durante la segunda mitad de este siglo, considerables críticas entre los partidarios de la climatología dinámica y sinóptica. Se criticaba su alejamiento de la realidad atmosférica en un momento en el que los avances en el campo de la física atmosférica, en las técnicas de captación de datos y en los métodos de cálculo parecían permitir un conocimiento detallado del sistema atmosférico. Esta tendencia se enmarca dentro de la corriente de optimismo científico-tecnológico que se desarrolla tras la segunda guerra mundial apoyado en el desarrollo de la física y de los ordenadores.

Sin embargo este optimismo se vio defraudado debido a la aparición de considerables limitaciones en un enfoque exclusivamente dinámico en climatología. El descubrimiento del caos determinista en determinados sistemas dinámicos no lineales como la atmósfera, precisamente gracias a la potencia de cálculo suministrada por los ordenadores, conlleva la necesidad de un replanteamiento de los métodos estadísticos como via para entender unos mecanismos imposibles de entender por medios exclusivamente físicos.

Por otro lado la estadística ha evolucionado considerablemente en los últimos años apoyada en el desarrollo y popularización de los recursos informáticos. Por otra parte esta metodología puede todavía aportar conocimientos a la climatología debido a su capacidad de ``atrapar'' lo básico del clima de un lugar.

En la mayoría de los casos, la solución ideal sería la combinación de ambos enfoques ya que a pesar de las insuficiencias del método analítico, su ejecución es conveniente como paso previo al estudio dinámico. Por otra parte un sofisticado tratamiento estadístico de cualquier elemento climático va a plantear numerosos interrogantes que sólo un estudio dinámico podrá resolver.

En el caso de los climas semiáridos, resulta mucho más complejo desentrañar sus mecanismos físicos, apareciendo un importante componente aleatorio que debe estudiarse por procedimientos analíticos.

Finalmente es necesario tener en cuenta que una climatología aplicada es fundamentalmente analítica-estadística. Así por ejemplo un estudio agroclimático debe proporcionarnos la probabilidad de que se produzcan acontecimientos lluviosos extremos (por exceso, inundación, o por defecto, sequía), independientemente de las causas físicas que los produzcan.

En los �ltimos a�os (desde los a�os el panorama ha cambiado ligeramente debido a la cada vez mayor relevancia social que adquiere la climatolog�a debido al desarrollo de preocupaciones medioambientales ligadas al clima:

  • Contaminaci�n
  • Extremos clim�ticos
  • Cambio clim�tico global

y al desarrollo en las ciencias de la naturaleza de un nuevo marco epistemol�gico la teor�a de sistemas.

La atm�sfera como sistema. El sistema clim�tico

Conceptos b�sicos en la Teor�a General de Sistemas

Para estudiar la atmósfera, es imprescindible emplear un enfoque sistémico. Chorley y Kennedy (1971) definieron sistema como un conjunto estructurado de elementos, objetos y atributos constituidos por componentes o variables que presentan relaciones unas con otras y operan de forma conjunta como un todo complejo, de acuerdo con ciertas pautas observadas. Un sistema físico es aquel cuyos componentes y variables son entidades y magnitudes físicas y las relaciones son de transferencia de materia y energía (un ejemplo de sistema no físico sería el sistema económico).

Los sistemas se dividen en función con el tipo de relaciones que mantengan con su entorno en:

  • abiertos (intercambian materia y energía con el entorno)
  • cerrados (intercambian energía pero no materia)
  • aislados (no intercambian ni materia ni energía)

Los sistemas naturales suelen ser excesivamente complejos para poder estudiarlos en detalle, por ello se suele hacer uso de modelos. Un modelo puede definirse como una representaci�n simplificada de un sistema que captura lo esencial del mismo, eliminando elementos que resultan innecesarios debido a su escasa relevancia en el comportamiento global del sistema, a la escala de trabajo o a los objetivos.

La Teor�a General de Sistemas aporta un vocabulario propio que resulta �til para el estudio del sistema clim�tico:

  • Componentes
  • Flujos (entradas o salidas)
  • Estructura
  • Funci�n
  • Entorno (fuentes y sumideros)
  • Equilibrio
  • Tiempo de residencia

Los componentes almacenan una determinada cantidad de materia (expresada en unidades de masa o volumen) o energ�a (expresada normalmente como temperatura). Los flujos reflejan las transferencias de materia o energ�a entre diferentes componentes y se expresan como tasas, es decir en unidades de materia o energ�a por unidad de tiempo y/o espacio. Las transferencias de energ�a se expresan en unidades de energ�a (Julios) por unidad de espacio y/o tiempo. Cuando dos componentes aparecen interconectados las salidas de uno se convierten en las entradas del otro.

La estructura se refiere al esquema que el sistema adopta tal como puede ser dibujado (componentes y transferencias) mientras que funci�n se refiere a la cantidad de materia o energ�a que se almacena en los diferentes componentes y a las transferencias de materia y energ�a que se producen entre ellos.

Finalmente, por entorno se entiende todo lo que esta alrededor del sistema y que no forma parte del sistema. En el caso de los sistemas abiertos el entorno se relaciona con el sistema mediante transferencias de materia y energ�a, en los sistemas cerrados solo a traves de transferencias de materia y en los sistemas aislados no hay relaci�n. Se denomina fuente a los elementos del entorno desde los que el sistema recibe entradas, y sumidero a los elementos del entorno hacia los que el sistema emite salidas.

Cuando en un sistema las transferencias (entradas y salidas) entre los diferentes componentes permanecen constantes a lo largo del tiempo, se dice que el sistema est� en equilibrio. Este equilibrio conlleva que la cantidad de materia o energ�a en cada uno de los componenetes permanece constante ya que el conjunto de las entradas es igual al conjunto de las salidas.

Tiempo de residencia es el tiempo promedio que una part�cula de materia permanece en un determinado componente y, en el caso de que el sistema este en equilibrio es igual a la cantidad de materia presente en el componente partido por la suma de las entradas. Un tiempo de residencia corto implica que cualquier alteraci�n en las entradas o las salidas se va a hacer patente r�pidamente, mientras que si el tiempo de residencia es corto tardar� m�s en reflejarse.

El sistema clim�tico

En 1975 la Organizaci�n Meteorol�gica Mundial defini� el Sistema Clim�tico como constituido por:

  • Atm�sfera
  • Hidrosfera
  • Criosfera
  • Superficie terrestre
  • Biosfera

Este orden refleja el orden en el que empezo a tenerse en cuenta la relevancia de cada uno de estos componentes. Entre ellos se establecen transferencias de materia (los diferentes gases que componen la atm�sfera m�s el agua) y energ�a.

La estructura (es decir el esquema de almacenamiento en componentes y transferencia entre ellos) de cada una de las diferentes formas de matria que aparecen en la atm�sfera se denomina ciclo. Se habla as� de ciclo hidrol�gico, ciclo del carbono, nitr�geno, etc. El esquema de almacenamiento y transferencias de energ�a se suelo denominar balance energ�tico.

Bibliograf�a

ALBENTOSA, L.M. (1976): ``Climatología dinámica, sinóptica o sintética. Origen y desarrollo''en Revista de Geografía Depto. de Geografía Univ. Barcelona X, 1-2. pp. 140-157. Barcelona

SALA, M y BATALLA, R.J. (1996): Teoría y métodos en Geografía Física Ed. Síntesis. 302 pp.


2000-02-26