Tierra
La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar, considerando su distancia al Sol, y el quinto de ellos según su tamaño. Es el único planeta del universo que se conoce en el que exista y se origine la vida. La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace 4.570 millones de años.
El 71 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. Es el único planeta del sistema solar donde el agua puede existir permanentemente en estado líquido en la superficie. El agua ha sido esencial para la vida y ha formado un sistema de circulación y erosión único en el Sistema Solar.
La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa: Marte y Venus quizás tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos pero, en todo caso, se ha detenido. Esto, unido a la erosión y la actividad biológica, ha hecho que la superficie de la Tierra sea muy joven eliminando, por ejemplo, casi todos los restos de cráteres, que marcan muchas de las superficies del Sistema Solar.
La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. El sistema Tierra-Luna es bastante singular, debido al gran tamaño relativo del satélite.
 La Canica Azul vista desde el Apollo 17. | |||||||
| Características orbitales | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Semieje mayor (a) | 149 597 887.5 km | ||||||
| Semieje menor (b) | 149 576 999.826 km | ||||||
| Perihelio | 0,983 UA | ||||||
| Afelio | 1,017 UA | ||||||
| Excentricidad (e) | 0,0167 | ||||||
| Periodo orbital | 365,2564 días | ||||||
| Máxima velocidad orbital | 30,287 km/s | ||||||
| Velocidad angular de la Tierra | 7,27x10-5 rad/s | ||||||
| Satélite | 1 (Luna) | ||||||
| Características físicas | |||||||
| Diámetro ecuatorial | 12.756,28 km | ||||||
| Diámetro polar | 12.713,50 km | ||||||
| Diámetro medio | 12.742,00 km | ||||||
| Superficie | 510.065.284,702 km2 | ||||||
| Masa | 5,974 × 1024 kg | ||||||
| Densidad media | 5,515 g/cm3 | ||||||
| Gravedad superficial | 9,78 m/s2 | ||||||
| Velocidad de escape | 11,186 km/s | ||||||
| Período de rotación | 23,9345 horas | ||||||
| Inclinación axial | 23,45° | ||||||
| Albedo | 31-32% | ||||||
| Temperatura superficial |
| ||||||
| Presión atmosférica | 101.325 Pa | ||||||
| Composición volumétrica de la atmósfera terrestre | |||||||
| Nitrógeno N2 | 78,08% v/v | ||||||
| Oxígeno O2 | 20,95% v/v | ||||||
| Argón Ar | 0,93% v/v | ||||||
| Dióxido de carbono CO2 | 355 ppmv (variable) | ||||||
| Neón Ne | 18,2 ppmv | ||||||
| Helio He | 5,24 ppmv | ||||||
| Metano CH4 | 1,72 ppmv | ||||||
| Kriptón Kr | 1 ppmv | ||||||
| Hidrógeno H2 | 5 ppmv | ||||||
| Óxido nitroso N2O | 0,31 ppmv | ||||||
| Xenón Xe | 0,08 ppmv | ||||||
| Monóxido de carbono CO | 0,05 ppmv | ||||||
| Ozono O3 | 0,02 - 0,03 ppmv (variable) | ||||||
| Clorofluorocarburos CFCs | 0,2 - 0,3 ppbv | ||||||
| vapor de agua H2O | <4%> | ||||||
La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar, considerando su distancia al Sol, y el quinto de ellos según su tamaño. Es el único planeta del universo que se conoce en el que exista y se origine la vida. La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace 4.570 millones de años.
El 71 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. Es el único planeta del sistema solar donde el agua puede existir permanentemente en estado líquido en la superficie. El agua ha sido esencial para la vida y ha formado un sistema de circulación y erosión único en el Sistema Solar.
La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa: Marte y Venus quizás tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos pero, en todo caso, se ha detenido. Esto, unido a la erosión y la actividad biológica, ha hecho que la superficie de la Tierra sea muy joven eliminando, por ejemplo, casi todos los restos de cráteres, que marcan muchas de las superficies del Sistema Solar.
La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. El sistema Tierra-Luna es bastante singular, debido al gran tamaño relativo del satélite.
Forma de la Tierra
Históricamente se supusieron múltiples formas. Remontándonos a la civilización griega nada más, digamos que se imaginaba la Tierra como un disco plano rodeado por el río Océano (Homero). Con los Pitagóricos y Platón se piensa que es una esfera perfecta, por razones filosóficas. Es Aristóteles quien aporta evidencias de la forma esférica al observar que en los eclipses de Luna la sombra proyectada por nuestro planeta es circular. A partir de este momento, la cuestión que se plantea es la de su tamaño.
Es Eratóstenes, Beta para sus contemporáneos porque decían que era el número dos en todo[sin referencias], quien hace la primera medición conocida y muy aproximada a la realidad de la circunferencia terrestre. El mediodía del solsticio de verano mide la inclinación de los rayos solares en Alejandría —donde residía como el Director de su Biblioteca— utilizando un gnomon, determinándola en una cincuentava parte del círculo, es decir, 7,2 grados. Simultáneamente en Siena (la actual Asuán), al sur de Alejandría, el Sol alcanzaba el cenit, lo que conocía por testimonios directos. Suponiendo esférica la Tierra resultaba evidente que el ángulo de la sombra daba la distancia angular entre las dos ciudades, y conociendo la distancia lineal entre ellas —250.000 estadios— pudo calcular la circunferencia terrestre: unos 46.190 km (en este punto se dan numerosas discusiones, por la incertidumbre del valor del estadio en metros).
La esfericidad terrestre se cuestiona ocasionalmente en la Edad Media. Mucho después, la Academia de Ciencias de Francia determina que la Tierra es un elipsoide: una esfera achatada ligeramente por los polos, dando una diferencia de 43 km entre las circunferencias ecuatorial (mayor) y polar (menor).
Finalmente, a partir del siglo XIX se cuestiona el elipsoide terrestre para con Gauss y Helmert establecerse que la Tierra es un geoide, un elipsoide algo irregular.
A efectos prácticos, especialmente geodésicos, se considera a la Tierra como un elipsoide cuyos parámetros —radio ecuatorial y achatamiento— están recomendados por la Unión Astronómica Internacional (UAI), Sistema Geodésico de Referencia (GRS), Sistema Geodésico Mundial (WGS) y Servicio Internacional de la Rotación Terrestre (IERS), entre otros.
A continuación se dan algunos valores del elipsoide de referencia IERS 2000 tomados del Anuario del Observatorio de Madrid, 2005:
-
- Circunferencia ecuatorial: 40.075.014 m
- Circunferencia polar: 40.007.832 m
- Radio de la esfera equivolumen: 6.371.000 m
Actualmente, grupos minoritarios como la Flat Earth Society afirman que la Tierra es plana, basándose en pseudociencia y (sobre todo) teorías conspirativas que incluirían a todos los científicos del mundo, pasados y presentes.
Composición y estructura
| Elemento químico | % |
|---|---|
| Hierro | 34,6 |
| Oxígeno | 29,54 |
| Silicio | 15,2 |
| Magnesio | 12,7 |
| Níquel | 2,4 |
| Azufre | 1,9 |
| Titanio | 0,05 |
| Otros | 3,65 |
La Tierra tiene una estructura compuesta por diferentes capas. Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico. Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes momentos gravitacionales de las diferentes capas obtenidas por diferentes satélites orbitales.
Los geólogos han diseñado dos modelos geológicos que establecen una división de la estructura terrestre:
El primero es el modelo geostático:
- Corteza. Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en los océanos, hasta los 80 km en cratones (porciones más antiguas de los núcleos continentales). La corteza está compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes.
- Manto. Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una profundidad de 2900 km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohorovicic. El manto se divide a su vez en manto superior y manto inferior. Entre ellos existe una separación determinada por las ondas sísmicas, llamada discontinuidad de Repetti (700 km).
- Núcleo: Es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3475 km. El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg (2900 km).
El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel, y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre. Éste se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido, y el núcleo externo, que es líquido. El núcleo interno está a su vez dividido en dos, externo (líquido) e interno (sólido, debido a las condiciones de presión). Esta división se produce en la discontinuidad de Lehman (5150 km). Tiene una temperatura de entre 4000 y 5000°C.
 |  |  |
| Modelo geostático del interior terrestre. | Modelo geodinámico del interior terrestre. | Estructura en capas del interior terrestre. |
El segundo modelo de división de la estructura terrestre es el modelo geodinámico:
- Litosfera. Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene un espesor de 250 km y abarca la corteza y la porción superior del manto.
- Astenosfera. Es la porción del manto que se comporta de manera fluida. En esta capa las ondas sísmicas disminuyen su velocidad.
- Mesosfera. También llamada manto inferior. Comienza a los 700 km de profundidad, donde los minerales se vuelven más densos sin cambiar su composición química. Está formada por rocas calientes y sólidas, pero con cierta plasticidad.
- Capa D. Se trata de una zona de transición entre la mesosfera y la endosfera. Aquí las rocas pueden calentarse mucho y subir a la litosfera, pudiendo desembocar en un volcán.
- Endosfera. Corresponde al núcleo del modelo geoestático. Formada por una capa externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy densa.
La hidrosfera
La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida. El agua cubre un 71% de la superficie de la Tierra (97% de ella es agua de mar y 3% agua dulce), formando cinco océanos y cinco continentes.
La Tierra está realmente a la distancia del Sol adecuada para tener agua líquida en su superficie. No obstante, sin el efecto invernadero, el agua en la Tierra se congelaría. Al principio el Sol emitía menos radiación que ahora, pero los océanos no se congelaron porque la atmósfera de primera generación de la Tierra poseía mucho más CO2 y por tanto más efecto invernadero.
En otros planetas, como Venus, el agua desapareció porque la radiación solar ultravioleta rompe la molécula y el ion hidrógeno, que es ligero, escapa de la atmósfera. Este efecto es lento, pero inexorable. Ésta es una hipótesis que explica por qué Venus no tiene agua. En la atmósfera de la Tierra, una tenue capa de ozono en la estratosfera absorbe la mayoría de esta radiación ultravioleta, reduciendo el efecto. El ozono protege a la biosfera del pernicioso efecto de la radiación ultravioleta. La magnetosfera también es un escudo que nos protege del viento solar.
La masa total de la hidrosfera es aproximadamente 1,4×1021 kg.
La atmósfera
La Tierra tiene una espesa atmósfera compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno molecular y 1% de argón, más trazas de otros gases como anhídrido carbónico y vapor de agua. La atmósfera actúa como una manta que deja entrar la radiación solar pero atrapa parte de la radiación terrestre (efecto invernadero). Gracias a ella la temperatura media de La Tierra es de unos 17 °C. La composición atmosférica de la Tierra es inestable y se mantiene por la biosfera. Así, la gran cantidad de oxígeno libre se obtiene por la fotosíntesis de las plantas, que por la acción de la energía solar transforma CO2 en O2. El oxígeno libre en la atmósfera es una consecuencia de la presencia de vida (de la vegetación) y no al revés.
Las capas de la atmósfera son: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera, y la exosfera. Sus alturas varían con los cambios estacionales.
La masa total de la atmósfera es aproximadamente 5,1×1018 kg
La Luna
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| Diámetro (km) | 3.474,8 |
| Masa (kg) | 7,349 × 1022 |
| Distancia media (km) | 384.400 |
| Periodo Orbital | 27 días 7 h 43,7 min |
La Luna es un satélite relativamente grande comparado con la Tierra, siendo su diámetro un cuarto del terrestre.
La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna hace que el periodo de rotación alrededor de su eje sea igual que el periodo de giro en torno a la Tierra. Como resultado, la Luna siempre presenta la misma cara a la Tierra. En su movimiento alrededor de la Tierra, el Sol ilumina distintas partes de la Luna, presentando un ciclo completo de fases lunares.
La Luna puede causar una variación moderada del clima terrestre. Las simulaciones de ordenador muestran que la fuerza de atracción de la Luna hacia la protuberancia ecuatorial de la Tierra causa una estabilización de la inclinación del eje de rotación, produciendo una variación moderada del clima. Sin esta estabilización, algunos científicos creen que el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, como parece ocurrir en el planeta Marte. Si el eje de rotación de la Tierra se acercara a la eclíptica, la variación estacional del clima sería sumamente importante. Un polo apuntaría directamente hacia el Sol durante verano y, mientras, para el otro sería noche permanente en invierno. Los científicos que han estudiado el efecto creen que ello causaría la desaparición de la vida, afectando a animales y plantas grandes.
El disco lunar visto desde la Tierra tiene aproximadamente el mismo diámetro angular que el del Sol (el Sol es 400 veces más grande, pero está 400 veces más lejos que la Luna). Esto permite que haya eclipses de sol totales.
La hipótesis más reciente del origen de la Luna es que se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte cuando la Tierra era joven. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la falta de hierro en la Luna. La hipótesis del impacto brutal también podría explicar la fuerte inclinación del eje de rotación terrestre.
Otra hipótesis supone que la Luna es hija de la Tierra, formándose de una protuberancia cuando nuestro planeta se encontraba en estado plástico (caliente) y la excentricidad dio origen al "lanzamiento" de nuestro satélite como si fuera un satélite artificial por la gran fuerza centrífuga. Inclusive algunos autores señalan que dicha protuberancia se originaría en donde actualmente se encuentra el Océano Pacífico. Aunque se trata de una especulación, se ha señalado que el hecho de que siempre veamos la misma cara de la Luna se debe a este origen: al separarse, la Luna siguió teniendo un movimiento de traslación equivalente al de rotación terrestre y siempre vemos la misma zona de la Luna que permaneció unida a la Tierra hasta el último momento.
La Tierra tiene también por lo menos otro satélite co-orbital el asteroide (3753) Cruithne.
La biosfera
La Tierra es el único lugar del universo que se conoce con vida hasta la fecha. Las formas de vida del planeta Tierra forman la "biosfera". La biosfera comenzó a evolucionar hace aproximadamente 3,5 mil millones de años (3,5×10 9). La Hipótesis Gaia o teoría de Gaia es un modelo científico de la biosfera terrestre formulado por el biólogo James Lovelock que sugiere que la vida sobre la Tierra organiza las condiciones climáticas para favorecer su propio desarrollo.
Geografía
- El área total de la Tierra es de aproximadamente 510 millones de km², de los cuales 149 millones son de tierra firme y 361 millones de agua.
- Las líneas costeras (litorales) de la Tierra suman cerca de 356 millones de km.
El mundo poblado por los humanos se divide en 5 continentes, que a su vez se distribuyen políticamente en 199 países. El continente con mayor número de países es África con 54, seguido de Europa con 50, Asia con 43, América con 36 y Oceanía con 16. Oceanía, además de estos 16 países, alberga 9 plazas dependientes de otros países, que son: Isla de Pascua (Chile), Islas Cocos (Australia), Guam (EEUU), Hawaii (EEUU), Marianas del Norte (EEUU), Pitcairn (Gran Bretaña), Polinesia Francesa (Francia), Samoa Americana (EEUU) y Tokelau (Nueva Zelanda). La división de estos 199 países, ordenada alfabéticamente en continentes, queda como sigue:
- África (54): Angola, Argelia, Benín, Botswana, Burkina Faso, Burundi, Cabo Verde, Camerún, Chad, Comoras, Costa de Marfil, Egipto, Eritrea, Etiopía, Gabón, Gambia, Ghana, Guinea, Guinea Ecuatorial, Guinea-Bissau, Kenia, Lesoto, Liberia, Libia, Madagascar, Malawi, Mali, Marruecos, Mauricio, Mauritania, Mozambique, Namibia, Nigeria, Níger, República Centroafricana, República Democrática del Congo, República del Congo, Ruanda, Sahara Occidental *, Santo Tomé y Príncipe, Senegal, Seychelles, Sierra Leona, Somalia, Sudáfrica, Sudán, Swazilandia, Tanzania, Togo, Túnez, Uganda, Yibuti, Zambia, Zimbabwe.
- * A la espera del ansiado referéndum, consideramos Sáhara Occidental independiente de Marruecos.
- América (36): Antigua y Barbuda, Argentina, Bahamas, Barbados, Belice, Bolivia, Brasil, Canadá, Chile, Colombia, Costa Rica, Cuba, Dominica, Ecuador, El Salvador, Estados Unidos, Granada, Groenlandia *, Guatemala, Guyana, Haití, Honduras, Jamaica, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, República Dominicana, San Cristóbal y Nieves, San Vicente y las Granadinas, Santa Lucía, Surinam, Trinidad y Tobago, Uruguay, Venezuela.
- * Independizada de Dinamarca en 1953 (Otras plazas: Bermudas -Inglaterra-, Guayana Francesa -Francia- y Antillas Holandesas -Países Bajos-).
- Asia (43): Afganistán, Arabia Saudita, Bahréin, Bangladesh, Brunei, Bután, Camboya, China, Corea del norte ,Corea del Sur, Emiratos Árabes Unidos, Filipinas, India, Indonesia, Iraq, Irán, Israel, Japón, Jordania, Kirguistán, Kuwait, Laos, Líbano, Malasia, Maldivas, Mongolia, Myanmar, Nepal, Omán, Pakistán, Palestina *, Qatar, Singapur, Siria, Sri Lanka, Tailandia, Taiwán **, Tayikistán, Timor Oriental, Turkmenistán, Uzbekistán, Vietnam, Yemen.
- * A pesar del no reconocimiento recíproco de Palestina e Israel, los consideramos países independientes.
- ** A pesar de que China y EE.UU. no reconocen su soberanía, consideramos Taiwan independiente de China.
- Europa (50): Albania, Alemania, Andorra, Armenia, Austria, Azerbaiyán, Bélgica, Bielorrusia, Bosnia-Herzegovina, Bulgaria, República Checa, Chipre, Croacia, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Georgia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Kazajistán, Letonia, Liechtenstein, Lituania, Luxemburgo, Macedonia, Malta, Moldavia, Mónaco, Montenegro, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, Rumanía, Rusia, San Marino, Serbia, Suecia, Suiza, Turquía, Ucrania, Vaticano.
- Oceanía (16): Australia, Estados Federados de Micronesia, Fiji, Islas Salomón, Kiribati, Islas Marshall, Nauru, Niue, Nueva Zelanda, Palau, Papúa Nueva Guinea, Samoa, Tonga, Tuvalu, Vanuatu, Wallis y Futuna.
Mapas espaciales de la Tierra
El satélite ambiental Envisat de la ESA está desarrollando el retrato más detallado de la superficie de la Tierra. El objetivo del proyecto GLOBCOVER es la creación de un mapa global de la cobertura terrestre con una resolución tres veces superior a la de cualquier otro mapa por satélite hasta ahora. Utiliza reflectores radar, con antenas de ancho sintéticas, capturando, con sus sensores, la radiación reflejada.
La NASA destaca un nuevo mapa tridimensional, que es la topografía más precisa del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos transmitidos por el transbordador espacial Endeavour. Los datos analizados corresponden al 80% de la masa terrestre. "Ésta ha sido una de las misiones científicas más valiosas de los transbordadores y probablemente la más importante de carácter cartográfico que se haya realizado jamás", afirmó Michael Kobrick, científico de la misión del Endeavour que giró en órbita terrestre en febrero del 2000.
Cubre los territorios de Australia y Nueva Zelanda con detalles sin precedentes. También incluye más de mil islas de la Polinesia y la Melanesia en el Pacífico sur, así como islas del Índico y el Atlántico. Muchas de esas islas apenas se levantan unos metros sobre el nivel del mar y son muy vulnerables a los efectos de las marejadas y tormentas, por lo que su conocimiento ayudará a evitar catástrofes.
Según John LaBrecque, director del Programa de Riesgos Naturales de la agencia espacial, los datos proporcionados por la misión del Endeavour tendrán una amplia variedad de usos, como la exploración "virtual" del planeta. "Con el tiempo, otras misiones podrán utilizar la misma tecnología para detectar los cambios que se hayan producido en la superficie de la Tierra y hasta para configurar la topografía de otros planetas", dijo.
Clima
El clima es el conjunto de los valores promedios de las condiciones atmosféricas que caracterizan una región. Estos valores promedio se obtienen con la recopilación de la información meteorológica durante un periodo de tiempo suficientemente largo. Según se refiera al mundo, a una zona o región, o a una localidad concreta se habla de clima global, zonal,regional o local(microclima), respectivamente.
El clima es un sistema complejo por lo que su comportamiento es muy difícil de predecir. Por una parte hay tendencias a largo plazo debidas, normalmente, a variaciones sistemáticas como el aumento de la radiación solar o las variaciones orbitales pero, por otra, existen fluctuaciones caóticas debidas a la interacción entre forzamientos, retroalimentaciones y moderadores. Ni siquiera los mejores modelos climáticos tienen en cuenta todas las variables existentes por lo que, hoy día, solamente se puede aventurar una previsión de lo que será el tiempo atmosférico del futuro más próximo. Asimismo, el conocimiento del clima del pasado es, también, más incierto a medida que se retrocede en el tiempo. Esta faceta de la climatología se llama paleoclimatología y se basa en los registros fósiles, los sedimentos, las marcas de los glaciares y las burbujas ocluidas en los hielos polares. De todo ello los científicos están sacando una visión cada vez más ajustada de los mecanismos reguladores del sistema climático.
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Clima y tiempo, dos conceptos distintos
Básicamente las variaciones anuales o estacionales y los patrones caóticos de diferentes frecuencias de variación que son los que hacen que de un año para otro así como de un día para otro el tiempo sea tan cambiante. El clima presenta también las dos facetas. Tendencias regulares que se empiezan a apreciar a las pocas décadas de realizar mediciones, y oscilaciones de tipo caótico que subyacen en el fondo.
A más gran escala puede permanecer oculto un patrón regular como los ciclos de Milankovich. Y si nos vamos aún a escalas mayores la variación puede tornarse caótica de nuevo, ya que aumenta la dependencia de las características geofísicas de la tierra.
La diferencia fundamental entre ambos conceptos radica en la escala de tiempo. Mientras el tiempo nos habla del estado de las variables atmosféricas, de un determinado lugar, en un momento determinado, el clima informa sobre esas mismas variables, promedio, en el mismo lugar, pero en un periodo temporal mucho más largo, usualmente 30 años.
Clima global y cambios
Para conocer cómo evoluciona el clima a lo largo de los eones hay que tener en cuenta la influencia de esos aspectos capaces de alterarlo drásticamente. Según la importancia de estos factores externos en cada momento el sistema climático será más o menos caótico. En cualquier caso, a largo plazo la previsión se hace imposible ya que muchos de los forzamientos externos, por ejemplo la deriva continental, se rigen por sistemas caóticos.
Los forzamientos externos pueden implicar ciertas periodicidades como variaciones orbitales y variaciones solares, y a su vez presentar tendencias globales en un sólo sentido por encima de las fluctuaciones de más alta frecuencia. Este es el caso de la variación solar, que mientras presenta fluctuaciones regulares en cortos periodos de tiempo, a largo plazo presenta un aumento sistemático del brillo solar. Así mismo, dicha variación presenta acontecimientos , tormentas magnéticas o períodos anormales de actividad solar. En muchos casos la apariencia caótica de una variación puede encubrir una regularidad de muy baja frecuencia para la cual no ha pasado suficiente tiempo para que haya podido ser observada.
Estos forzamientos muchas veces son demasiado pequeños o muy lentos para causar cambios que sean perceptibles en el clima. Por otra parte, no debemos olvidar que la climatología se basa en un análisis estadístico de la información meteorológica que se va recopilando, por lo que las variaciones temporales que se presentan en los parámetros del clima, se van incorporando a los promedios estadísticos, los cuales no suelen mostrar el efecto retroalimentador (tanto positivo como negativo) de esos forzamientos.
Parámetros climáticos
Para el estudio del clima local hay que analizar los elementos del tiempo: la temperatura, la humedad, la presión, los vientos y las precipitaciones. De ellos, las temperaturas medias mensuales y los montos pluviométricos mensuales son los datos más importantes que normalmente aparecen en los gráficos climáticos.
Hay una serie de factores que pueden influir sobre estos elementos: la latitud geográfica, la altitud del lugar, la orientación del relieve con respecto a la incidencia de los rayos solares o a la de los vientos predominantes, las corrientes oceánicas y la continentalidad, que es la distancia al océano o al mar.
Factores que modifican el clima
- Latitud
- Altitud
- Relieve
- Masa de agua
- Vegetación
- Distancia al mar
- Calor
- Longitud
- Tiempo-espacio
- Auroras Boreales
- Tiempo atmosférico
Elementos del clima
Latitud geográfica
La latitud determina la inclinación con la que caen los rayos del Sol y la diferencia de la duración del día y la noche. Cuanto más directamente incide la radiación solar, más calor aporta a la Tierra.
Las variaciones en latitud son causadas, de hecho, por la inclinación del eje de rotación de la Tierra. El ángulo de incidencia de los rayos del Sol no es el mismo en verano que en invierno siendo la causa principal de las diferencias estacionales.
Una mayor inclinación en los rayos solares provoca que estos tengan que atravesar mayor cantidad de atmósfera, atenuándose más que si incidieran perpendicularmente. Por otra parte, a mayor inclinación, mayor será la componente horizontal de la intensidad de radiación. Mediante sencillos cálculos trigonométricos puede verse que: I(incidente) = I(total) • cosθ
Altitud
La altitud de una región determina la delimitación de los pisos térmicos respectivos. A mayor altitud con respecto al nivel del mar, menor temperatura. Además, si aumentamos la altitud cada 180 m la temperattura (Tº) descenderá 1 ºC.
En la zona intertropical existen 4 pisos térmicos:
- Macrotérmico (0 a 1 km): su temperatura varía entre los 20 y 29 °C. Presenta una lluviosidad variable.
- Mesotérmico (1 a 3 km): presenta una temperatura entre los 10 y 20 °C, su clima es montañoso.
- Microtérmico (3 a 4,7 km): su temperatura varía entre los 0 y 10 °C. Presenta un tipo de clima de Páramo.
- Gélido (más de 4,7 km): su temperatura es menor de -0 ºC y le corresponde un clima de nieve de alta montaña.
El cálculo aproximado que se realiza, es que al elevarse 180 m, la temperatura baja 1 ºC.
Orientación del relieve
La disposición de las cordilleras más importantes con respecto a la incidencia de los rayos solares determina dos tipos de vertientes o laderas montañosas: de solana y de umbría.
Al norte del Trópico de Cáncer, las vertientes de solana son las que se encuentran orientadas hacia el sur, mientras que al sur del Trópico de Capricornio las vertientes de solana son, obviamente, las que están orientadas hacia el norte. En la zona intertropical, las consecuencias de la orientación del relieve con respecto a la incidencia de los rayos solares no resultan tan marcadas, ya que una parte del año el sol se encuentra incidiendo de norte a sur y el resto del año en sentido inverso.
La orientación del relieve con respecto a la incidencia de los vientos dominantes (los vientos planetarios) también determina la existencia de dos tipos de vertientes: de barlovento y de sotavento. Llueve mucho más en las vertientes de barlovento porque el relieve da origen a las lluvias orográficas, al forzar el ascenso de las masas de aire húmedo.
Continentalidad
La proximidad del mar modera las temperaturas extremas y suele proporcionar más humedad en los casos en que los vientos procedan del mar hacia el continente. Las brisas marinas atenúan el calor durante el día y las terrestres limitan la irradiación nocturna. En la zona intertropical, este mecanismo de las brisas atempera el calor en las zonas costeras ya que son más fuertes y refrescantes, precisamente, cuanto más calor hace (en las primeras horas de la tarde).
Una alta continentalidad, en cambio, acentúa la amplitud térmica. Provocará inviernos fríos y veranos calurosos. El ejemplo más notable de la continentalidad climática lo tenemos en Rusia, especialmente, en la parte central y oriental de Siberia: Verjoyansk y Oimyakon rivalizan entre sí como los polos del frío durante los largos inviernos boreales (menos de 70º C bajo cero). Ambas poblaciones se encuentran relativamente cerca del Océano Glacial Ártico y del Océano Pacífico, pero muy lejos del Atlántico, que es de donde proceden los vientos dominantes (vientos del Oeste).
La continentalidad es el resultado del alto calor específico del agua, que le permite mantenerse a temperaturas más frías en verano y más cálidas en invierno. Lo que es lo mismo que decir que el agua posee una gran inercia térmica. Las masas de agua son, pues, el más importante agente moderador del clima.
Corrientes oceánicas
Las corrientes marinas o, con mayor propiedad, las corrientes oceánicas, se encargan de trasladar una enorme cantidad en la zona ártica, si no fuera por la influencia muy poderosa de la Corriente del Golfo, que trae aguas cálidas desde las latitudes intertropicales. En cambio, las costas de Labrador, Terranova, Nueva Escocia y otras partes de las costas orientales norteamericanas, ubicadas a una latitud mucho menor, tienen unas temperaturas invernales mucho más frías.
Las corrientes frías también ejercen una poderosa influencia sobre el clima. En la zona intertropical producen un clima muy árido en las costas occidentales de África y de América, tanto del norte como del sur. Estas corrientes frías no se deben a un origen polar de las aguas, que no se explicaría en el caso de las corrientes frías de California y de Canarias ya que ambas están ubicadas entre corrientes cálidas a mayor y a menor latitud. La frialdad de las corrientes se debe al ascenso de aguas profundas en dichas costas occidentales de la Zona Intertropical. Ese ascenso lento pero constante es muy evidente en el caso de la Corriente de Humboldt o del Perú, una zona muy rica en plancton y en pesca, precisamente, por el ascenso de aguas profundas, que traen a la superficie una gran cantidad de materia orgánica. Como las aguas frías producen alta presión atmosférica, como se explica en el artículo sobre la Guayana Venezolana, la humedad relativa en las áreas de aguas frías es muy baja y las lluvias son muy escasas o nulas: el desierto de Atacama es uno de los más áridos del mundo. Los motivos de la surgencia de las aguas frías se deben a la dirección de los vientos planetarios en la zona intertropical y a la propia dirección de las corrientes ecuatoriales (del norte y del sur). En ambos casos, es decir, en el caso de los vientos y de las corrientes marinas, el desplazamiento se produce de este a oeste (en sentido contrario a la rotación terrestre) y alejándose de la costa. A su vez, este alejamiento de la costa de los vientos y de las aguas superficiales, crea las condiciones que explican el ascenso de las aguas más profundas, que vienen a reemplazar a las aguas superficiales que se alejan. Por último, en la zona intertropical, los vientos son de componente Este debido al movimiento de rotación de la Tierra, por lo que en las costas occidentales de los continentes en la zona intertropical soplan del continente hacia el océano, por lo que tienen una humedad muy escasa. A una escala mucho más reducida, este fenómeno puede comprobarse en las playas levantinas españolas: cuando sopla el viento de Poniente, el Mediterráneo se encuentra sin olas (rizado, cuando mucho) pero las aguas en la playa se notan mucho más frías de lo normal. Y en el caso de la isla de Margarita es mucho más evidente, porque en ella soplan los vientos del Este durante todo el año y a cualquier hora: la temperatura de la playa de La Galera en Juan Griego es mucho más fría, aunque sin ningún oleaje perceptible, que la de Playa El Agua o la Playa de El Tirano, en las costas orientales de la isla, ubicadas apenas a unos 15 km hacia el Este.
Clasificaciones climáticas
El clima puede clasificarse en:
Clasificación climática clásica
Describe los climas del mundo en función de su régimen de temperaturas y de precipitaciones.
- Clima árido: precipitaciones escasas. Se produce gracias a las cadenas montañosas y las corrientes marinas, estas últimas condensan la humedad y evitan la precipitación.
- Clima intertropical: cálido, las temperaturas fluctúan poco durante el año. Con o sin período(s) de sequía.
- Clima mediterráneo: caracterizado por veranos cálidos y secos, e inviernos húmedos y templados.
- Clima alpino: frío a causa de la altitud.
- Clima continental: característico de las regiones interiores. La variación de temperaturas entre estaciones puede ser muy grande.
- Clima oceánico: característico de las regiones de temperaturas templadas cercanas al mar. Precipitaciones a lo largo de todo el año y temperaturas que no varían mucho a lo largo del año.
- Clima polar: temperaturas generalmente bajo 0° C, escasas precipitaciones
En función de la temperatura
- Climas sin inviernos: el mes más frío tiene una temperatura media mayor de 18 ºC.
- Climas de latitudes medias: con verano e invierno.
- Climas sin verano: el mes más caluroso tiene una temperatura media menor a 10 ºC.
En función de la altitud
En la Zona Intertropical existen 4 pisos térmicos (también llamados pisos climáticos o pisos bióticos) ya que los cinco elementos o parámetros del clima que se han indicado varían con la altitud. Como se ha indicado, estos 4 pisos son:
- Macrotérmico, con las temperaturas siempre elevadas y constantes, ubicado entre el nivel del mar y los 800 a 1000 msnm(metros sobre el nivel del mar), según los criterios de distintos autores.
- Mesotérmico o piso templado, entre los 800 a 1000 m, hasta los 2500 a 3000 m de altitud.
- Microtérmico o piso frío (llamado en algunos países hispanoamericanos como "piso de páramo"), desde los 2500 ó 3000 msnm hasta el nivel de las nieves perpetuas (aproximadamente, a los 4700 msnm.
- Gélido, helado o de nieves perpetuas, a partir de los 4700 m de altitud, cota donde se ubica, aproximadamente, la isoterma de los 0 ºC.
Y a medida que avanzamos en latitud, el número de pisos climáticos va disminuyendo porque la influencia de la altitud va siendo sustituida por la de la misma latitud. Esto significa que el primer piso que desaparece (ya en las zonas templadas) es el piso macrotérmico. Y la diferencia esencial entre los pisos térmicos o climáticos en la zona intertropical y en otras zonas geoastronómicas es que en aquella sólo encontramos climas isotermos, es decir, con las temperaturas semejantes a lo largo de todo el año.
En función de la precipitación
- Árido
- Semiárido
- Subhúmedo
- Húmedo
- Muy húmedo
Con relación a los umbrales que separan unos climas de otros según las precipitaciones respectivas, existen diversas interpretaciones (según distintos autores), que deberían estar basadas, además de los montos pluviométricos de las estaciones ubicadas en un clima dado, en las temperaturas medias mensuales de esas mismas estaciones, tal como se indica en el artículo sobre el índice xerotérmico de Gaussen ya que no es lo mismo una pluviosidad de 40 mm para un mes determinado en una estación meteorológíca de un clima cálido que si se trata de un clima frío. De hecho, una escasa precipitación en un mes de apenas un litro de agua por m² (es decir, 1 mm) no tendría ningún efecto cuando se trata de un clima cálido, ya que ese valor de la precipitación quedaría anulado rápidamente por la evaporación: pero si hablamos de un clima de tundra durante el invierno, en el que las temperaturas medias fueran inferiores a los 0 ºC, ese litro de agua permanecería en el suelo en forma líquida o sólida, por la casi ausencia de evaporación que se presenta con esas temperaturas.
En el caso de España, por ejemplo, la pluviosidad disminuye de noroeste a sureste, desde unos 1500 mm anuales en una gran parte de Galicia hasta los 300 mm o menos en las costas de Almería, con una aridez extrema en los valles internos de la provincia por el efecto de sotavento de las alineaciones montañosas como sucede, por ejemplo, en el valle de Tabernas. Y el ejemplo de las laderas occidentales de la Sierra de Grazalema, en Cádiz, con una lluviosidad aún mayor que la de Galicia servirían para aclarar un poco la idea ya indicada de la influencia de la temperatura con respecto a la efectividad de las lluvias. Si no se toma en cuenta la Sierra de Grazalema en lugar de Galicia para definir la gradación progresiva de los climas según su mayor o menor aridez es porque esta Sierra, que fue declarada en 1977 Reserva de la biosfera por la UNESCO, representa un caso especial y muy localizado, e inverso al de Tabernas, en el sentido de que se trata de un área expuesta a los vientos del oeste, es decir, a barlovento, lo que incide en la ocurrencia de lluvias orográficas.
Clasificación climática de Köppen
Basada en límites de temperatura y precipitación y en la observación de la vegetación nativa de cada región de estudio.
Clasificación genética
Clasifica en función de las masas de aire que la origina:
- Clima I: vaguada ecuatorial y clima seco.
- Clima II: controlado por la zona de contacto de viento tropical y polar.
- Clima III: controlado por vientos polares y árticos.
Diferentes tipos de clima
En el mundo los tipos de clima se clasifican en tres grupos.
Cálidos
- Clima ecuatorial (región amazónica, parte oriental de Panamá, Península del Yucatán, centro de África, occidente costero de Madagascar, sur de la Península de Malaca e Insulindia)
- Clima tropical (Caribe, Llanos y costas de de Colombia y Venezuela, costa del Ecuador, costa norte del Perù, la mayor parte de Brasil, este de Bolivia, noroeste de Argentina, este de Paraguay, centro y sur de África, sudeste asiático, norte de Australia, sur y parte del centro de la India, la Polinesia etc. y las costa surcentral del pacifico de Mèxico)
- Clima subtropical árido (suroeste de América del Norte, norte y suroeste de África, oriente medio, costa central y sur del Perú, norte de Chile, centro de Australia).
Templados
- Clima chino (sudeste de Estados Unidos y Australia, sur de China), noreste de Argentina, sur de Brasil y Uruguay, norte de la India y Pakistán, Japón y Corea del Sur).
- Clima mediterráneo (zona del Mediterráneo, [[California y Baja California, centro de Chile, sur de Sudáfrica, suroeste de Australia)
- Clima oceánico o atlántico (zona atlántica europea, costas del Pacífico del noroeste de Estados Unidos y de Canadá, sureste de Australia, Nueva Zelanda, sur de Chile, costa de la Provincia de Buenos Aires, Argentina.
- Clima continental (centro de Europa y China y la mayor parte de Estados Unidos, norte y noreste de Europa, sur y centro de Siberia, Canadá y Alaska)
- Clima continental árido o desierto continental (Asia Central, centro-oeste de América del Norte, Mongolia, norte y oeste de China).
Fríos
- Clima de tundra (región ártica y subantártica subglaciar, Groenlandia, parte de Siberia), Tierra del Fuego (Argentina, Chile)
- Clima polar (en el Ártico y en la Antártida).
- Clima de montaña (zonas montañosas de más de 3.500 msnm cerca del ecuador terrestre, de unos 2.000 ó 1.500 msnm en las zonas templadas, y menos de 1.000 msnm en regiones frías).
Microclimas
- Climas urbanos:
- Incendios:
- Erupciones:
Un microclima es un clima local de características distintas a las de la zona en que se encuentra. El microclima es un conjunto de afecciones atmosféricas que caracterizan un contorno o ámbito reducido. Los factores que lo componen son la topografía, temperatura, humedad, altitud-latitud, luz y la cobertura vegetal.
