Meteorología para niños
La meteorología es la ciencia que estudia el tiempo y la atmósfera de la Tierra. Su nombre viene del griego y significa "conocimiento de lo que está en el cielo". Esta ciencia investiga los fenómenos meteorológicos (como la lluvia, el viento o las nubes) y las leyes que los rigen. Para ello, se apoya en otras áreas como la física y la química de la atmósfera.
La meteorología se encarga de predecir el tiempo. Para esto, recoge datos sobre la temperatura, el viento, la humedad, la presión y la precipitación, entre otros. Estos datos se obtienen con radares, satélites y estaciones meteorológicas. Los meteorólogos usan esta información para crear pronósticos que son muy útiles. Por ejemplo, ayudan en la agricultura, en la prevención de fenómenos naturales extremos y en la seguridad del tráfico aéreo, marítimo y terrestre.
A diferencia de la climatología, que estudia los patrones del clima a largo plazo, la meteorología se enfoca en el estado actual del tiempo. Es una ciencia que se combina con otras, como la hidrología. Juntas forman la hidrometeorología, que estudia procesos relacionados con el ciclo del agua. Esto ayuda a investigar fenómenos grandes como los desastres naturales y el cambio climático, para entender sus causas y efectos.
Contenido
¿Qué diferencia hay entre meteorología y climatología?
La Tierra tiene tres partes principales: la litosfera (la parte sólida), la hidrosfera (el agua) y la atmósfera (la capa de gases que la rodea). Estas partes se relacionan y cambian entre sí. La geofísica es la ciencia que estudia estas características y movimientos. La meteorología es una parte de la geofísica que se dedica a estudiar la capa de gases de la Tierra y todo lo que sucede en ella.
Es importante diferenciar entre las condiciones actuales del tiempo y cómo cambian (esto es el tiempo atmosférico) y las condiciones promedio durante mucho tiempo (esto es el clima de un lugar). La meteorología ayuda a la climatología. Los datos que se recogen en muchas estaciones meteorológicas durante años se usan para definir el clima, predecir el tiempo y entender cómo la atmósfera interactúa con otras partes de la Tierra. Saber cómo varían las condiciones meteorológicas y cómo afectan al clima siempre ha sido muy importante para la agricultura, la navegación y otras actividades humanas.
¿Cómo ha evolucionado la meteorología a lo largo del tiempo?
Desde hace mucho tiempo, las personas han observado los cambios en la atmósfera. Los antiguos egipcios relacionaban las crecidas del Nilo con el movimiento de las estrellas. Los babilonios predecían el tiempo observando el cielo. El término "meteorología" viene del libro Meteorologica, escrito por Aristóteles alrededor del año 340 a.C. En este libro, Aristóteles mezcló observaciones con ideas sobre cómo se originaban los fenómenos del cielo. Un alumno suyo, Teofrasto, escribió una obra similar que se enfocaba más en la observación de los fenómenos.
Más tarde, la meteorología avanzó gracias a la creación de instrumentos más precisos. Galileo inventó un termómetro en 1607. Después, Evangelista Torricelli creó el barómetro en 1643, que mide la presión del aire. Blaise Pascal y René Descartes descubrieron que la presión del aire cambia con la altura. Robert Hooke construyó el anemómetro en 1667 para medir la velocidad del viento. En 1780, Horace de Saussure inventó el higrómetro, que mide la humedad del aire. Otros avances importantes fueron los estudios sobre cómo el volumen de un gas depende de la presión, lo que llevó a la termodinámica. Benjamin Franklin también hizo experimentos con rayos. Franklin fue el primero en registrar el tiempo diariamente y hacer pronósticos basados en esos datos.
George Hadley fue el primero en describir correctamente cómo se mueve el aire en todo el planeta en 1735, estudiando los vientos alisios. Al principio, se entendía solo en parte cómo la rotación de la Tierra afecta el movimiento del aire. Más tarde, en el siglo XIX, se comprendió mejor la interacción entre la fuerza de la presión y el efecto de Coriolis, que juntos crean el complejo movimiento del viento. El efecto Coriolis lleva el nombre de Gaspard-Gustave Coriolis, quien lo describió en 1835. En 1856, William Ferrel propuso la existencia de una "célula de circulación" en latitudes medias, donde el aire se desvía por la fuerza de Coriolis, creando los vientos del oeste. La observación del tiempo era difícil porque no había una forma clara de clasificar las nubes y los vientos. Esto cambió cuando Luke Howard y Francis Beaufort crearon sistemas para clasificar las nubes (1802) y la fuerza del viento (1806). La invención del telégrafo en 1843 fue un gran avance, ya que permitió compartir información meteorológica rápidamente.
A principios del siglo XX, los avances en la comprensión de la atmósfera permitieron hacer pronósticos del tiempo con cálculos matemáticos. En 1922, Lewis Fry Richardson publicó un libro que explicaba cómo simplificar las ecuaciones de la mecánica de fluidos para encontrar soluciones numéricas, aunque se necesitaban muchos cálculos. Al mismo tiempo, un grupo de meteorólogos noruegos, liderado por Vilhelm Bjerknes, desarrolló un modelo para explicar cómo se forman y desaparecen los ciclones. Ellos introdujeron la idea de los frentes meteorológicos y las masas de aire. Este grupo incluía a Carl-Gustaf Rossby (quien explicó el flujo atmosférico a gran escala) y Tor Bergeron (quien entendió cómo se forma la lluvia).
En los años 1950, se demostró que era posible hacer cálculos numéricos con computadoras. Los primeros pronósticos hechos con este método usaban modelos simples y podían predecir bien los movimientos grandes de las ondas de Rossby. En los años 1960, Edward Lorenz, fundador de la teoría del caos, entendió que la atmósfera es caótica. Los avances matemáticos en este campo ayudaron a establecer los límites de lo que se puede predecir en los modelos atmosféricos.
Modelos climáticos
En los últimos años, se han desarrollado modelos climáticos muy detallados para estudiar los cambios a largo plazo, especialmente el cambio climático actual. Sin embargo, es importante ser cuidadosos. El clima es el promedio de los datos meteorológicos de un lugar durante mucho tiempo. Estos datos se recogen en estaciones meteorológicas de todo el mundo. Los modelos climáticos nos ayudan a entender los cambios climáticos que han ocurrido en el pasado, pero no podemos usarlos para predecir el futuro con total certeza, porque la meteorología y la climatología trabajan en escalas de tiempo diferentes. Por ejemplo, la NASA ha señalado que debemos ser cautelosos al relacionar una ola de frío intensa con el calentamiento global, ya que son fenómenos que ocurren en escalas de tiempo distintas.
El progreso de la meteorología en el siglo XXI
El avance de la tecnología ha transformado la meteorología, especialmente con el uso de satélites meteorológicos, aviones "cazahuracanes" y drones. También se usan satélites que recogen información sobre las corrientes marinas y la temperatura de los océanos. Todos estos avances permiten recopilar y procesar datos de manera mucho más rápida y precisa, mejorando los pronósticos del tiempo. Aunque estos avances comenzaron a finales del siglo XX (como el lanzamiento del satélite TIROS I en 1960), la era actual ha superado con creces lo que se conocía antes en esta ciencia.
Ramas de la meteorología
La meteorología abarca muchos estudios:
- Meteorología sinóptica: Estudia y predice los cambios diarios de las condiciones atmosféricas a gran escala.
- Meteorología dinámica: Se enfoca en los movimientos de la atmósfera y cómo cambian con el tiempo, usando principios de la física. Está muy relacionada con la meteorología sinóptica.
- Meteorología física: Estudia la estructura y composición de la atmósfera, así como sus propiedades eléctricas, ópticas y térmicas.
- Micrometeorología: Analiza las variaciones del tiempo en áreas pequeñas cerca de la Tierra.
- Meteorología tropical: Se dedica a estudiar los fenómenos meteorológicos específicos de las zonas cercanas al ecuador.
- Aeronomía: Estudia las capas más altas de la atmósfera (por encima de los 20 o 25 kilómetros).
- Aerología: Se refiere al estudio de las condiciones atmosféricas a cualquier altura.
Meteorología aplicada
La meteorología aplicada busca recolectar la mayor cantidad de datos sobre la atmósfera. Luego, usando los conocimientos de la meteorología teórica, analiza e interpreta estos datos para obtener información útil, especialmente para predecir el tiempo con la mayor antelación posible. Como la atmósfera cambia constantemente, es necesario tener muchas estaciones meteorológicas distribuidas por todo el mundo. Estas estaciones realizan las mismas mediciones (temperatura, presión, humedad, viento, lluvia, etc.) a horas fijas y envían los resultados a centros que los utilizan.
¿Qué estudia la meteorología?
La meteorología estudia temas relacionados con la climatología y la predicción del tiempo. Su campo de estudio incluye:
- Cómo afectan los rayos solares a la Tierra.
- La radiación de energía calorífica desde el suelo terrestre.
- Los fenómenos eléctricos en la ionosfera.
- Los fenómenos físicos, químicos y termodinámicos que afectan la atmósfera.
- Los efectos del tiempo en el cuerpo humano.
Los estudios de la meteorología teórica se basan en conocer bien las distintas capas de la atmósfera y cómo los rayos solares las afectan. Los meteorólogos calculan el balance de energía, comparando la energía solar que la Tierra absorbe con la energía que irradia al espacio interestelar. También es clave entender cómo los movimientos de la Tierra influyen en el tiempo, los climas y las estaciones. Además, se estudian a fondo la presión y la temperatura del aire, y cómo cambian.
Para entender la evolución del tiempo, es muy importante estudiar el agua en la atmósfera en sus tres formas: gaseosa, líquida y sólida. También se investigan las condiciones que hacen que el agua cambie de estado (como el calor necesario para la evaporación o la fusión), la estabilidad del aire húmedo, las nubes y las lluvias.
Otra rama fundamental busca determinar las leyes que rigen la circulación general de la atmósfera. Esto incluye la formación y el movimiento de las masas de aire, el viento, las corrientes, la turbulencia del aire, y cómo se forman y mueven los frentes, anticiclones, ciclones y otras perturbaciones. También se estudian los procesos que dan lugar a los meteoros.
¿Qué equipos e instrumentos usan los meteorólogos?
Cada ciencia tiene sus propios equipos, y la meteorología usa muchos instrumentos para observar el tiempo en el campo. La lluvia, por ejemplo, ha sido observada y medida desde hace mucho tiempo.
Estaciones meteorológicas
- Artículo principal: Estación meteorológica
Una estación meteorológica es un lugar donde se miden y registran regularmente diferentes elementos del tiempo. Estos datos se usan para hacer pronósticos y para estudios del clima. Las estaciones están equipadas con instrumentos como:
- Anemómetro: Mide la velocidad del viento.
- Veleta: Indica la dirección del viento.
- Barómetro: Mide la presión atmosférica.
- Heliógrafo: Mide la cantidad de insolación (luz solar) que recibe la Tierra.
- Higrómetro: Mide la humedad.
- Piranómetro: Mide la radiación solar.
- Pluviómetro: Mide la cantidad de agua caída (lluvia, nieve, etc.).
- Termómetro ambiental: Mide la temperatura del aire.
- Termómetro de subsuelo: Mide la temperatura a diferentes profundidades bajo tierra.
- Visiblimetro: Mide la visibilidad.
Estos instrumentos suelen estar protegidos en una caseta ventilada llamada abrigo meteorológico o "pantalla de Stevenson". Esto evita que la luz solar directa o el viento alteren las mediciones.
Cuantas más estaciones meteorológicas haya, más detallada y precisa será la información. Hoy en día, muchas estaciones tienen personal especializado, pero también hay estaciones automáticas en lugares difíciles de alcanzar, como regiones polares o islas deshabitadas. Además, existen "fragatas meteorológicas", que son barcos con estaciones meteorológicas completas que se ubican en el océano. Es importante saber que muchas estaciones están ahora en zonas urbanas, lo que puede influir en las mediciones debido a los microclimas de las ciudades.
Satélites meteorológicos
- Artículo principal: Satélite meteorológico
Los satélites meteorológicos son satélites artificiales que se usan para observar el tiempo y el clima de la Tierra. También pueden ver las luces de las ciudades, incendios, contaminación, auroras, tormentas de arena y polvo, corrientes del océano y más. Otros satélites detectan cambios en la vegetación, el estado del mar, el color del océano y las zonas con nieve.
Fenómenos como El Niño se registran diariamente con imágenes de satélite. El agujero de ozono en la Antártida se dibuja con datos de estos satélites. Los satélites meteorológicos de países como China, Estados Unidos, Canadá, India, Japón y Europa (especialmente Rusia) proporcionan una observación casi continua de la atmósfera global. Esto permite identificar patrones de nubes, la circulación de los vientos y los flujos de energía que causan los fenómenos meteorológicos.
¿Cómo se hace la previsión del tiempo?
Varias veces al día, a horas fijas, los datos de las estaciones meteorológicas, barcos y satélites llegan a los centros regionales. Allí se analizan y usan para mejorar la meteorología y para hacer pronósticos del tiempo para los próximos días. Como las observaciones se repiten cada 3 horas, se puede ver cómo evolucionan los fenómenos: si se forman o desaparecen perturbaciones, si la presión o la temperatura suben o bajan, si el viento cambia de fuerza o dirección, o si las masas de aire son húmedas, secas, frías o cálidas. Parece fácil predecir la trayectoria de las perturbaciones y el tiempo que hará en un lugar. Sin embargo, la atmósfera es una masa de gases enorme y compleja, con muchos factores que influyen en ella. A veces, un factor puede cambiar de forma inesperada y alterar el pronóstico. Por eso, la predicción del tiempo es más precisa cuanto menor es el tiempo de anticipación y más pequeña es la zona a la que se refiere.
Las previsiones se clasifican como micrometeorológicas (para un espacio de 15 km), mesometeorológicas (para 15-200 km) o macrometeorológicas (para más de 200 km). Los pronósticos se publican en boletines, algunos para el público en general y otros para actividades específicas como la navegación aérea y marítima, la agricultura, la construcción, el turismo, los deportes, la regulación de los ríos y la prevención de desastres naturales.
