Climatología para niños
La climatología es una ciencia que forma parte de la geografía y de las ciencias de la Tierra. Se encarga de estudiar los fenómenos del tiempo y cómo cambian a lo largo del tiempo. Desde hace mucho, la geografía se ha interesado por este tema.
Aunque la climatología usa los mismos datos que la meteorología (que estudia el tiempo atmosférico para hacer pronósticos a corto plazo), su objetivo es diferente. La climatología no busca predecir el tiempo de mañana, sino entender las características del clima a largo plazo.
Las condiciones del tiempo son muy importantes para muchas actividades humanas, desde la agricultura hasta un simple paseo. Por eso, se ha hecho un gran esfuerzo para poder predecir el tiempo a corto y mediano plazo.
Cuando una zona pequeña, como una ciudad o una ladera, tiene un clima diferente al clima general de la región, se le llama "topoclima". Este clima especial está influenciado por factores locales como la forma del terreno o los ríos. También existe el microclima, que es el clima de un lugar muy pequeño, como dentro de una habitación, debajo de un árbol o en una esquina de una calle. Estos microclimas son clave para el diseño de la arquitectura bioclimática, que busca aprovechar el clima natural.
El clima suele ser bastante estable durante periodos muy largos, incluso millones de años. Esto influye mucho en cómo se desarrolla una región, permitiendo que crezca cierta vegetación y se formen tipos de suelos específicos según la latitud. Sin embargo, a lo largo de la historia de la Tierra, el clima también ha cambiado de forma natural, pasando de un tipo de clima a otro en la misma zona.
El tiempo y el clima ocurren en la atmósfera. Para definir el clima de un lugar, es necesario observar los datos durante mucho tiempo. La Organización Meteorológica Mundial sugiere un mínimo de treinta años, pero algunos expertos creen que deberían ser periodos más largos, de cien años o más, para captar bien todas las variaciones. Las estaciones meteorológicas recogen datos de temperatura, presión atmosférica, vientos, humedad y lluvias. Con estos datos, se crean tablas de valores promedio y climogramas, que son gráficos que muestran cómo cambian la temperatura y las lluvias a lo largo del año.
Contenido
Historia de la climatología
Los antiguos griegos fueron los primeros en estudiar el clima de manera formal. De hecho, la palabra "clima" viene de la palabra griega klima, que significa "pendiente", refiriéndose a la inclinación del eje de la Tierra. Uno de los textos más importantes sobre el clima fue Sobre los aires, el agua y los lugares, escrito por Hipócrates alrededor del año 400 a.C. Este libro hablaba sobre cómo el clima afectaba la salud de las personas y las diferencias culturales entre Asia y Europa. La idea de que el clima influye en el desarrollo de los países, conocida como determinismo climático, fue muy importante a lo largo de la historia.
Un científico chino llamado Shen Kuo (1031-1095) descubrió que los climas cambiaban de forma natural a lo largo de mucho tiempo. Llegó a esta conclusión al encontrar bambú petrificado bajo tierra cerca de Yanzhou (hoy Yan'an, provincia de Shaanxi), una zona que actualmente es seca y no apta para el bambú.
La invención del termómetro y del barómetro durante la Revolución Científica permitió empezar a registrar los datos del tiempo de forma sistemática, a partir de 1640-1642 en Inglaterra. Entre los primeros investigadores del clima se encuentra Edmund Halley, quien publicó un mapa de los vientos alisios en 1686 después de un viaje al hemisferio sur. Benjamin Franklin (1706-1790) fue el primero en trazar el recorrido de la Corriente del Golfo para ayudar al envío de correo desde los Estados Unidos a Europa. Francis Galton (1822-1911) inventó el término anticiclón. Helmut Landsberg (1906-1985) impulsó el uso del análisis estadístico en la climatología, lo que la convirtió en una ciencia más precisa.
A principios del siglo XX, la climatología se enfocaba principalmente en describir los climas de diferentes regiones. Esta climatología descriptiva era una ciencia práctica que ofrecía a los agricultores y a otras personas interesadas estadísticas sobre el tiempo normal y la probabilidad de eventos extremos. Para esto, los climatólogos tuvieron que definir una normalidad climática, que es el promedio del tiempo y de los eventos extremos durante un periodo de 30 años.
A mediados del siglo XX, muchos científicos pensaban que el clima era más o menos constante. Aunque sabían de cambios climáticos pasados, como las edades de hielo, la idea de un clima inmutable era útil para desarrollar una teoría general sobre lo que determina el clima. Esto empezó a cambiar en las décadas siguientes, y aunque el estudio del cambio climático comenzó antes, no fue hasta los años setenta que se convirtió en uno de los temas más importantes para los climatólogos.
Cómo se estudia el clima
Para estudiar los climas actuales, se usan datos meteorológicos acumulados durante muchos años, como registros de lluvias, temperaturas y la composición del aire. El conocimiento de la atmósfera y cómo funciona también se usa para crear modelos, que pueden ser estadísticos o matemáticos. Estos modelos ayudan a combinar diferentes observaciones y a entender cómo encajan. La creación de modelos se usa para comprender los climas del pasado, del presente y del futuro.
Investigar el clima es un desafío debido a su gran escala, los largos periodos de tiempo que abarca y los complejos procesos que lo rigen. El clima se rige por leyes físicas que se pueden expresar con ecuaciones. Estas ecuaciones son complejas, por lo que se usan métodos numéricos para crear modelos climáticos globales y obtener soluciones aproximadas. A veces, el clima se modela como un proceso aleatorio, pero esto se considera una forma simplificada de analizar procesos que, de otro modo, serían demasiado complicados.
Datos climáticos
Recopilar registros largos de las variables del clima es fundamental para su estudio. La climatología trabaja con los datos que ha recogido la meteorología. Los científicos usan observaciones directas e indirectas del clima, desde satélites de observación de la Tierra e instrumentos científicos como una red global de termómetros, hasta hielo antiguo extraído de glaciares. Como la tecnología de medición cambia con el tiempo, los registros de datos no siempre se pueden comparar directamente. Además, como las ciudades suelen ser más cálidas que las zonas rurales cercanas, la urbanización ha hecho necesario corregir constantemente los datos por este efecto de "isla de calor urbana".
Modelos climáticos
Los modelos climáticos usan métodos matemáticos para simular cómo interactúan la atmósfera, los océanos, la superficie terrestre y el hielo. Se usan para muchas cosas, desde estudiar cómo funciona el sistema del tiempo y el clima hasta hacer proyecciones del clima futuro. Todos los modelos climáticos buscan un equilibrio entre la energía que llega a la Tierra del sol (en forma de luz y otras radiaciones) y la energía que la Tierra emite de vuelta al espacio exterior (en forma de calor). Cualquier desequilibrio causa un cambio en la temperatura promedio de la Tierra. La mayoría de los modelos climáticos incluyen los efectos de los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono. Estos modelos predicen un aumento en las temperaturas de la superficie, y un aumento más rápido en las zonas más cercanas a los polos.
Los modelos pueden ser desde muy sencillos hasta muy complejos:
- Un modelo simple de transferencia de calor que trata la Tierra como un solo punto y calcula la energía que sale.
- Esto se puede ampliar para incluir capas verticales o zonas horizontales.
- Modelos que combinan la atmósfera, el océano y el hielo marino. Los modelos de circulación general dividen el planeta en pequeñas partes y resuelven las ecuaciones completas de cómo se mueven la masa y la energía, y cómo se intercambia la radiación.
- Los modelos del sistema terrestre también incluyen la biosfera (los seres vivos).
Además, existen en diferentes niveles de detalle, desde más de 100 kilómetros hasta 1 kilómetro. Los modelos climáticos globales de alta resolución requieren mucha capacidad de cálculo y solo existen unos pocos conjuntos de datos globales. Algunos ejemplos son ICON o datos técnicos como CHELSA (Climatologías de alta resolución para las áreas de la superficie terrestre).
Temas de investigación en climatología
Los temas que estudian los climatólogos se dividen en tres grandes grupos: la variabilidad del clima, los mecanismos del cambio climático y el cambio climático actual.
Procesos climatológicos
Varios factores influyen en el estado promedio de la atmósfera en un lugar. Por ejemplo, las zonas de latitud media tienen cambios de temperatura muy marcados según la estación del año, mientras que las zonas tropicales muestran poca variación de temperatura durante el año. Otro factor importante es la continentalidad: la distancia a grandes masas de agua como los océanos. Los océanos actúan como un regulador, por lo que las tierras cercanas a ellos suelen tener inviernos suaves y veranos moderados. La atmósfera interactúa con otras partes del sistema climático, y los vientos generan corrientes oceánicas que transportan el calor por todo el planeta.
Clasificación del clima
La clasificación es muy importante en muchas ciencias para simplificar procesos complejos. A lo largo de los siglos se han desarrollado diferentes clasificaciones climáticas, las primeras en la Antigua Grecia. La forma de clasificar los climas depende de para qué se necesite. Por ejemplo, alguien que produce energía eólica necesitará información diferente (sobre el viento) en la clasificación que alguien interesado en la agricultura, para quien la lluvia y la temperatura son más importantes. La clasificación más usada, la clasificación climática de Köppen, se desarrolló a finales del siglo XIX y se basa en la vegetación. Utiliza datos mensuales de temperatura y precipitación.
Variabilidad climática
Existen diferentes formas en que el clima puede variar: patrones que se repiten en la temperatura u otras variables climáticas. Se miden con diferentes índices. De la misma manera que el Promedio Industrial Dow Jones, basado en los precios de las acciones de 30 empresas, se usa para representar las fluctuaciones del mercado de valores en general, los índices climáticos se usan para representar los elementos clave del clima. Los índices climáticos suelen ser sencillos y combinan muchos detalles en una descripción general de la atmósfera o el océano que puede usarse para entender los factores que influyen en el sistema climático global.
El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) es un fenómeno que conecta el océano y la atmósfera en el océano Pacífico. Es responsable de la mayor parte de la variabilidad global de la temperatura y tiene un ciclo de entre dos y siete años. La oscilación del Atlántico Norte es una forma de variabilidad que se limita principalmente a la parte baja de la atmósfera, la troposfera. La capa superior de la atmósfera, la estratosfera, también puede crear su propia variabilidad, especialmente en la oscilación Madden-Juliana (MJO), que tiene un ciclo de aproximadamente 30-60 días. La oscilación interdecenal del Pacífico puede causar cambios en el océano Pacífico y en la atmósfera baja en periodos de décadas.
Cambio climático
El cambio climático ocurre cuando los cambios en el sistema climático de la Tierra dan lugar a nuevos patrones meteorológicos que se mantienen durante mucho tiempo. Este periodo puede ser tan corto como unas pocas décadas o tan largo como millones de años. El sistema climático recibe casi toda su energía del sol. El sistema climático también emite energía al espacio exterior. El equilibrio entre la energía que entra y la que sale, y cómo se mueve la energía a través del sistema climático, determina el presupuesto energético de la Tierra. Cuando entra más energía de la que sale, el balance energético de la Tierra es positivo y el sistema climático se calienta. Si sale más energía, el balance energético es negativo y la Tierra se enfría. El cambio climático también influye en el nivel del mar promedio.
El cambio climático moderno es causado por las emisiones humanas de gas de efecto invernadero que provienen de la quema de combustibles fósiles, lo que aumenta la temperatura promedio global de la superficie. Sin embargo, el aumento de las temperaturas es solo uno de los aspectos del cambio climático moderno, ya que también se han observado cambios en las precipitaciones, en la trayectoria de las tormentas y en la cantidad de nubes. Las temperaturas más cálidas están provocando otros cambios en el sistema climático, como el derretimiento generalizado de los glaciares, el aumento del nivel del mar y cambios en la flora y la fauna.
Diferencias entre climatología y meteorología
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A diferencia de la meteorología, que se enfoca en los sistemas del tiempo a corto plazo (que duran hasta unas pocas semanas), la climatología estudia la frecuencia y las tendencias de esos sistemas. Investiga cómo se repiten los fenómenos del tiempo a lo largo de años o milenios, así como los cambios en los patrones promedio del tiempo a largo plazo, en relación con las condiciones de la atmósfera. Los climatólogos estudian tanto la naturaleza de los climas (locales, regionales o globales) como los factores naturales o causados por el ser humano que hacen que los climas cambien. La climatología considera el pasado y puede ayudar a predecir el futuro cambio climático.
Los fenómenos que interesan a la climatología incluyen la capa más baja de la atmósfera, los patrones de circulación del aire, la transferencia de calor (por radiación, convección y evaporación/condensación), las interacciones entre la atmósfera, los océanos y la superficie terrestre (especialmente la vegetación, el uso del suelo y la topografía), y la composición química y física de la atmósfera.
Galería de imágenes
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Clasificación Climática Köppen-Geiger
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Ver también
- Atmósfera
- Climatología histórica
- Geografía física
- Ciencias de la Tierra
- Física de la atmósfera
- Meteorología
- Tiempo y clima
- Movimientos de la Tierra
- Teoría de la bomba biótica
- Climatología de precipitaciones en los Estados Unidos
- Climatología de precipitaciones de los ciclones tropicales
