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CLIMATOLOGÍA

Desarrollo teórico de la asignatura correspondiente al 1er año de la Carrera de Licenciatura en Diagnóstico y

Gestión Ambiental y al 2do año de la Carrera de Licenciatura y Profesorado en Geografía.

Dr. Raúl Rivas, Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires, Facultad de

Ciencias Humanas. Año 2015.

Climatología. Facultad de Ciencias Humanas de la UNCPBA. Dr. Rivas, 2015 1

Índice

Contenido Presentación ........................................................................................................................................ 3

Objetivos ......................................................................................................................................... 3

Programa ......................................................................................................................................... 3

Climatología ........................................................................................................................................ 4

El clima ............................................................................................................................................ 4

Historia ................................................................................................................................................ 4

El sistema climático ............................................................................................................................. 5

Meteorología ................................................................................................................................... 8

Tiempo y clima .................................................................................................................................... 9

Elementos y factores del tiempo y del clima ...................................................................................... 9

La atmósfera ...................................................................................................................................... 10

Composición de la atmósfera ........................................................................................................ 12

Estructura vertical de la atmósfera ............................................................................................... 14

Aportes de las misiones de satélite a la climatología ....................................................................... 16

Preguntas generales del capítulo y recomendaciones para el asistente al curso ............................. 17

La tierra ............................................................................................................................................. 18

Movimiento de rotación ............................................................................................................... 19

Movimiento de traslación ............................................................................................................. 20

Radiación solar .................................................................................................................................. 20

Unidad de radiación ...................................................................................................................... 21

Temperatura del aire y de la superficie ............................................................................................ 22

Regímenes térmicos y amplitud térmica .......................................................................................... 24

Índices térmicos y umbrales .............................................................................................................. 25

Mapas ................................................................................................................................................ 25

El viento ............................................................................................................................................. 25

Medida del viento ......................................................................................................................... 26

Representación por símbolos ........................................................................................................ 27

La presión .......................................................................................................................................... 28


Isobaras ......................................................................................................................................... 29

La precipitación ................................................................................................................................. 30

Medición de la precipitación ......................................................................................................... 30

Tratamiento estadístico de los datos ........................................................................................ 30

Regímenes de precipitación .......................................................................................................... 31

Redes climáticas ................................................................................................................................ 31

Instrumental ...................................................................................................................................... 31

La OMM ............................................................................................................................................. 31

El SMN ............................................................................................................................................... 32

Nubes y clasificación de nubes .......................................................................................................... 32

La ecuación de Balance de Energía ................................................................................................... 32

La ecuación de balance de masas ..................................................................................................... 33

Evapotranspiración ........................................................................................................................... 33

Diferencia entre precipitación (P) y evapotranspiración (ET) ........................................................... 33

Clasificaciones climáticas .................................................................................................................. 33

El clima en la República Argentina .................................................................................................... 33

Cambio climático ............................................................................................................................... 33

El IPCC ................................................................................................................................................ 33


Presentación El curso 2015 estará a cargo del Dr. Raúl Eduardo Rivas en la parte teórica y de la Lic. Sandra

Mordentti en la parte práctica. En el desarrollo del curso se prevé que los asistentes logren

comprender los conceptos teóricos y prácticos básicos de climatología.

Objetivos o Adquirir conocimientos claros sobre climatología y lograr que los alumnos utilicen un

lenguaje propio de la asignatura

o Conocer los elementos, factores y variables del clima; así como también las escalas de

tiempo de medida

o Confeccionar gráficos estadísticos

o Deducir los climas de la República Argentina a partir de los conceptos climatológicos

básicos desarrollados

o Preparar al estudiante para la docencia y la investigación en un conjunto de conocimientos

básicos de aspectos climatológicos e hidrológicos generales para su posterior aplicación en

otras asignaturas de la carrera.

Programa Unidad 1. Climatología. Meteorología. Sistema climático. La tierra y la atmósfera. Efecto

invernadero. Aportes de las misiones de satélite a la climatología.

Unidad 2.Movimientos de la tierra y las consecuencias climáticas. Radiación, temperatura del aire

y de la superficie, humedad del aire, precipitación, presión y vientos. Regímenes. Caracterización

del clima a partir del análisis de conjunto de datos. Dinámica atmosférica.

Unidad 3.Observaciones, estaciones y redes climáticas. Instrumental. El Servicio Meteorológico

Nacional (SMN). La Organización meteorológica Mundial (OMM). Nubes: la clasificación de la

OMM. El sitio web del SMN, servicios y productos. Alertas. Modelos climáticos y la evolución del

clima.

Unidad 4.La ecuación de balance de energía y la ecuación de balance de masa. Evaporación y

evapotranspiración (ET). Ecuaciones de estimación. La diferencia entre precipitación y ET. Escalas

de tiempo.

Unidad 5. Clasificaciones y distribución de los climas en el planeta. Clasificaciones climáticas.

Índices climáticos. El clima en la República Argentina.

Unidad 6. Cambio climático y variabilidad climática. Estudio y causas de los cambios. Modelos de

predicción del cambio. La OMM y el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio

Climático (IPCC). Objetivos del IPCC.


Climatología

El clima La climatología consiste en el estudio del clima, sus variaciones y extremos y su influencia en varias

actividades, sobre todo (aunque no exclusivamente) en los ámbitos de la salud, la seguridad y el

bienestar humanos. En sentido estricto, se entiende por clima las condiciones meteorológicas

normales correspondientes a un lugar y período de tiempo determinados. El clima puede

explicarse mediante descripciones estadísticas de las tendencias y la variabilidad principales de

elementos pertinentes, como la temperatura, la precipitación, la presión atmosférica, la humedad

y los vientos, o mediante combinaciones de elementos, tales como tipos y fenómenos

meteorológicos, que son característicos de un lugar o región, o del mundo en su conjunto, durante

cualquier período de tiempo.

La climatología es la ciencia que estudia la serie de estados atmosféricos que se suceden

habitualmente en un determinado lugar. Se sustenta en el análisis de datos atmosféricos. El clima

es un factor determinante para el modelado del paisaje como de la formación del suelo y el

desarrollo de la vegetación. Cuando nos referimos a que Tandil tiene inviernos fríos y húmedos

estamos diciendo que normalmente en invierno se presentan estas condiciones climáticas con

mayor frecuencia; pero no quiere decir que no pueda ocurrir que se presente un día seco y cálido.

Las series de datos para analizar y definir un clima en la Republica Argentina los brinda el Servicio

Meteorológico Nacional1. En la unidad 3 de este curso vamos a describir al SMN, la red oficial de

estaciones e indagar en el sitio web para poder tener idea de la información suministrada.

También en nuestro país el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y otras

instituciones tienen registros de datos meteorológicos que permiten la caracterización climática

de una determinada región de nuestro país. En la actualidad muchos institutos de investigación

dependientes de la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC),

del CONICET y universidades llevan registros de datos con series que superan los 30 años de

medidas. Toda esta información ayuda al desarrollo de investigaciones, además de, permitir la

toma de decisiones de la mayor parte de las actividades que se desarrollan a diario (desde la

construcción de una ruta, hasta la organización de una salida al campo).

Historia En los poemas de la antigua Grecia y en el Antiguo Testamento de la Biblia judeocristiana ya

podían encontrarse referencias al tiempo. Aparecen citas aún más antiguas en los Vedas, las

escrituras hindúes más antiguas, que fueron escritas aproximadamente en el año 1800 a. C.

Asimismo, pueden encontrarse escritos específicos sobre el tema de la meteorología y la

climatología en la obra Sobre los aires, aguas y lugares de Hipócrates, que data de

aproximadamente el año 400 a. C., seguida por Acerca del cielo: Meteorológicos, de Aristóteles,

escrita hacia el año 350 a. C. Para los primeros filósofos griegos, el clima significaba “pendiente” y

1 El sitio web del SMN es www.smn.gov.ar


se refería a la curvatura de la superficie de la Tierra, la cual da lugar a la variación del clima según

la latitud debido a la incidencia cambiante de los rayos del Sol. En la obra de los filósofos Aristarco

y Eratóstenes, de Alejandría, se indican deducciones lógicas y fiables relativas al clima.

Con el comienzo de las amplias exploraciones geográficas en el siglo XV, empezaron a aparecer

descripciones de los climas de la

tierra y de las condiciones que

daban lugar a dichos climas. El

invento de instrumentos

meteorológicos, tales como el

termómetro de Galileo Galilei

(1953) y el barómetro de

Evangelista Torricelli (1643), dio

un mayor impulso al establecimiento de las relaciones matemáticas y físicas entre las diferentes

características de la atmósfera.

Desde el siglo XV a la actualidad la climatología tiene un amplio desarrollo y una historia

interesante de conocer y que cada alumno puede investigar realizando una visita a la Biblioteca

Central de la Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires.

El sistema climático El sistema climático lo podemos considerar como complejo en el que ocurren procesos entre

variables que tienen lugar en la tierra y la atmósfera (capa delgada de gases que cubre la tierra

sujeta a ésta por la fuerza de gravedad). Es decir el sistema está constituido por la hidrósfera, la

criósfera, la litósfera y la biósfera (Figura 1). Cada componente tiene diferentes características

físicas y se relacionan entre sí por

medio de una amplia variedad de

procesos físicos (por ejemplo

erosión) y biofísicos (por ejemplo

evapotranspiración).

La atmósfera es la capa gaseosa que

envuelve la Tierra. Está compuesta

casi íntegramente de nitrógeno (N) y

oxígeno (O2), pero también contiene pequeñas cantidades de argón (Ar), helio (He), dióxido de

carbono (CO2), ozono (O3), metano (CH4) y muchos otros gases traza. La atmósfera también

contiene vapor de agua, gotitas de agua condensada en forma de nubes y aerosoles.

La hidrósfera es la parte del sistema climático de la Tierra que comprende el agua líquida

distribuida sobre y bajo la superficie de la Tierra en océanos, mares, ríos, lagos de agua dulce,

acuíferos y otras masas de agua. La criósfera abarca el conjunto de elementos del sistema de la

Tierra que contienen agua en estado de congelación e incluye toda la nieve y el hielo (el hielo

Visitar la biblioteca y buscar libros de climatología. Leer el desarrollo histórico hasta la actualidad para discutir la próxima clase.

Simular el comportamiento del sistema climático es difícil y es por ello tiene un margen de incertidumbre alto que es preciso tener en cuenta a la hora de dar la información del tiempo.


marino, los hielos de lagos y ríos, la cubierta de nieve, la precipitación sólida, los glaciares, los

casquetes de hielo, las capas de hielo, el permafrost (suelo congelado estacionalmente). La

litósfera es la capa superior de la parte sólida de la Tierra, que comprende tanto la corteza

continental como los fondos marinos. La biósfera engloba todos los ecosistemas y organismos

vivos presentes en la atmósfera, en tierra firme (biosfera terrestre) y en los océanos (biósfera

marina), incluida la materia orgánica muerta

Figura 1. El sistema climático. Modificado de OMM, 2011.

resultante de ellos, como restos, materia orgánica del suelo o desechos oceánicos. Las

interacciones entre los componentes del sistema ocurren en todas las escalas (Figuras 2 y 3).

Desde el punto de vista espacial, la

microescala abarca aspectos de las

características climáticas en zonas

pequeñas tales como edificios

individuales y parcelas de cultivo entre

otras. Un cambio en un microclima

puede resultar muy importante

cuando se modifican las características

físicas de una zona. Los edificios

nuevos pueden causar un tiempo más

ventoso, peor ventilación, una escorrentía excesiva del agua de lluvia y un incremento de la

Cada uno de ustedes puede comprobar los cambios en el microclima si visitan por la mañana los edificios del centro de la ciudad de Tandil. El microclima no es el mismo que cuando había casas bajas.


contaminación y el calor. Las variaciones naturales en un microclima, tales como las relativas al

cobijo y la exposición, la insolación y la sombra, también son importantes puesto que pueden

determinar, por ejemplo, qué plantas pueden prosperar en un lugar dado o la necesidad de tomar

disposiciones sobre la seguridad en el entorno laboral y las actividades de ocio. La mesoescala

abarca el clima de una región de extensión limitada, tal como una cuenca hidrológica, un valle, o

un bosque. Las variaciones mesoescalares son importantes en aplicaciones tales como de la tierra

(muy importante en nuestro país), el riego y la construcción de presas, el emplazamiento de las

instalaciones de energía natural y la ubicación de los recursos.

Figura 2. Escalas temporales y espaciales en los que ocurren diferentes procesos (modificado de

OMM, 2012).

La macroescala comprende el clima de vastas zonas geográficas, continentes y el mundo entero.

Permite determinar los recursos y las limitaciones nacionales en la producción agrícola y la gestión

del agua, y, por ende, está ligada al carácter y al alcance de la salud y el bienestar humanos.

Asimismo, permite definir y determinar las repercusiones de los principales rasgos de la circulación

global, tales como El Niño/Oscilación del Sur (ENOS), los monzones y la Oscilación del Atlántico

Norte.

Una escala temporal es un intervalo de tiempo (Figura 3). Puede oscilar desde minutos y horas

hasta decenios, siglos e incluso períodos más largos. Las características correspondientes a un

elemento durante una hora son importantes, por ejemplo, en actividades del sector agrícola como

la aplicación de pesticidas y el control del consumo de energía para el suministro de calefacción y


refrigeración. Las características que presenta un elemento durante un día pueden determinar las

actividades humanas que pueden realizarse en condiciones seguras. El clima observado durante

meses o años determinará, por ejemplo, los cultivos que pueden plantarse o la disponibilidad de

agua potable y alimentos. Las escalas temporales más largas que se extienden hasta decenios y

siglos son importantes para los estudios de la variación del clima provocada por fenómenos

naturales tales como los cambios en la circulación atmosférica y oceánica y por las actividades del

hombre (cambio climático).

Figura 3. Tamaño característico y predicción en el tiempo de diferentes procesos climáticos

(adaptado de Boletín OMM, vol.48, 1999).

Meteorología La meteorología es la ciencia interdisciplinaria, de la física de la atmósfera, que estudia el estado

del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos producidos y las leyes que lo rigen. La

meteorología es una ciencia auxiliar de la climatología ya que los datos atmosféricos obtenidos en

múltiples estaciones meteorológicas durante largo tiempo se usan para definir el clima, predecir el

tiempo, comprender la interacción de la atmósfera con otros subsistemas, etc. El conocimiento de

las variaciones meteorológicas y el impacto de las mismas sobre el clima ha sido siempre de suma

importancia para el desarrollo de la agricultura, la navegación, las operaciones militares y la vida

en general.


Tiempo y clima El tiempo es el estado de la atmósfera y la evolución de un proceso en un momento y lugar

determinado. Si se analiza el comportamiento durante años de una variable (ejemplo la

temperatura del aire y la precipitación) es posible distinguir patrones de comportamiento,

además de, poder cuantificar las variaciones ocurridas en el tiempo. El comportamiento de largo

plazo de los eventos de tiempo en un lugar determinado es el clima.

Podemos decir que el clima es el estado medio de la atmósfera y el proceso habitual de evolución

en un lugar y para un período determinado. La descripción del clima incluye por lo general: i) las

determinaciones de las medidas de tendencia central (valores promedios) de las variables que

describen el estado de la atmósfera (por ejemplo temperatura y humedad) y ii) la determinación

de la variabilidad de estos

valores. La Figura 4 permite

comprender i) y ii) a partir de la

representación gráfica del

promedio y la variabilidad de la

precipitación en Salliqueló,

provincia de Buenos Aires para el

período 1921-1996 (información

tomada del Instituto de

Hidrología de Llanuras).

Figura 4. Comportamiento de la precipitación anual en Salliqueló en la que se puede observar el

valor promedio (línea punteada) y las variaciones respecto al promedio.

Elementos y factores del tiempo y del clima Si bien las definiciones no son el objetivo de este curso ya que se pretende aprender a razonar y

desarrollar ideas propias de la temática tratada es importante diferenciar los elementos y factores

Ingresar al sitio web del SMN y seleccionar un sitio de Argentina para conocer el estado de la atmósfera en ese momento. Relacionar los conceptos desarrollados con los datos observados en el sitio considerado (por ejemplo puede seleccionar Tandil)


del tiempo y del clima para una mejor comprensión. Sin embargo es importante saber que

elemento corresponde al conjunto de variables (temperatura y humedad del aire, radiación,

viento, precipitación, presión atmosférica) mediante las cuales es posible describir el estado actual

de la atmósfera; y que factores son los fenómenos de diferente naturaleza que actúan sobre los

procesos ocurridos en la atmósfera generando modificaciones en la magnitud de los elementos.

Los factores externos pueden clasificarse en tres grandes grupos que son: i) astronómicos

[radiación solar y emisión del sol-movimiento de la tierra-distancia tierra sol-duración de la

radiación solar], ii) geográficos [latitud-altura sobre el nivel del mar-corrientes marinas-orografía-

distancia a grandes masas de agua entre otros] y iii) meteorológicos [viento-humedad-

temperatura entre otros].

La atmósfera La atmósfera es una fina capa gaseosa que envuelve la tierra (Figura 5-a) y la protege de

temperaturas extremas al filtrar, reflejar y difundir la radiación del sol (Figura 5-b). Está compuesta

casi íntegramente N y O2 como se indicó anteriormente conteniendo elementos sólidos y líquidos

que se mantienen en suspensión (polvo atmosférico, sales marinas, humo y gotas entre otros

elementos) (Tabla 1).

Figura 5-a. Esquema de la tierra desde el núcleo incluyendo la fina capa correspondiente a la

atmósfera. 5-b Balance de energía con la cantidad de energía filtrada y retransmitida por la

atmósfera.

En la atmósfera, principalmente en sus primeros 15 a 20 km, es donde ocurren la mayor parte de

los fenómenos meteorológicos. La existencia de procesos en la atmósfera da lugar a la vida en la

tierra tal como existe hoy y de no existir ésta no se daría la vida tal como se observa. La atmósfera

es una pantalla que atenúa la intensidad de la radiación absorbiendo gran parte de la radiación


solar ultravioleta en la capa de ozono. Además, actúa como escudo protector contra los

meteoritos, los cuales se desintegran en polvo a causa de la fricción que sufren al hacer contacto

con el aire.

Tabla 1. Composición media de la atmósfera en los primeros 20 km (adaptado de Murphy y

Hurtado 2011).

Durante millones de años, la vida ha transformado una y otra vez la composición de la atmósfera.

Por ejemplo; la cantidad de oxígeno libre es posible gracias a las formas de vida -como son las

plantas- que convierten el CO2

en O2, el cual es respirable -a su

vez- por las demás formas de

vida (seres humanos y

animales) en general.

La atmósfera está sometida a la

fuerza de gravedad ejerciendo

una presión de 1 kg cm-2 que es

equivalente al peso de una

columna de mercurio de 760

mm de altura.

Las auroras boreales y la reflexión de ondas electromagnéticas en las moléculas ionizadas de

oxígeno y nitrógeno debido a los efectos de radiación ultravioleta (longitud de onda de 0.3 a 0.4

µm) del sol permiten comprobar que las capas altas de la atmósfera existen hasta una altura del

orden de los 640 km (Figura 6).

Los gases de la atmósfera cumplen un rol fundamental para la vida en la tierra. Además el ozono y el vapor de agua, a pesar de la baja proporción en que se presentan juegan un rol relevante en el balance de energía.


Figura 6. Perfil exagerado de la atmósfera en donde se pueden observar las alturas de las auroras

y el ingreso de meteoritos (por encima de los 350 km se ubican los satélites artificiales).

Composición de la atmósfera Como se observó en la Tabla 1 los gases permanentes constituyen el 99.95 % de su volumen (N,

O2, Ar y otros gases) y el resto de gases variables está compuesto por vapor de agua, CO2 y O3.

Los gases variables tienen una importancia relevante en ciertos fenómenos meteorológicos

aunque se presenten en una reducida proporción. Las principales fuentes y sumideros de CO2 son

combustiones naturales o antropogénicas y los océanos (que contienen la mayor parte del CO2).

La temperatura del mar es quien regula la cantidad de CO2 existente ya que al disminuir la

temperatura del mar aumenta la solubilidad del CO2 produciendo la absorción de éste; mientras

que, en caso contrario por el aumento de la temperatura se libera CO2 a la atmósfera dando como


resultado una mayor concentración de este gas. La combustión y la absorción natural se deben a la

respiración y a la fotosíntesis de los organismos vivos y plantas. La concentración de CO2 se

mantiene más o menos constante debido a la existencia de fuentes y sumideros (en la actualidad

la comunidad científica centra sus esfuerzos en investigar el balance de CO2). Desde 1870 a la

actualidad, las actividades desarrolladas por el hombre han generado una descompensación de

CO2 lo que produjo un desequilibrio por el aumento de este gas. El incremento tiene relevancia

sobre la temperatura de la atmósfera ya que el CO2, el vapor de agua y otros gases contribuyen al

efecto invernadero. El CO2 tiene características físicas de baja absorción de la radiación solar

(radiación entrante en la Figura 5-b de 341 Wm-2) y absorbe en longitudes de onda larga (infrarrojo

térmico) la radiación emitida por la tierra (aumenta la energía devuelta por la atmósfera hacia la

tierra). El aumento de la temperatura de la atmósfera resultante del aumento del CO2 (por la

absorción de la energía emitida) da lugar al fenómeno que se conoce comúnmente como cambio

climático global o calentamiento global.

El O3 (0.3 ppm) de muy bajo contenido en la alta atmósfera (a nivel de superficie es muy baja)

pero de gran importancia por el poder de absorción de la radiación UV (ultravioleta), radiación

esta perjudicial para la vida en el planeta (Figura 7). El aumento del N2O y los compuestos CfCs

reduce el espesor de la capa de O3 generando, en latitudes altas (por ejemplo en Río Gallegos,

Argentina), serios problemas para la vida en el planeta.

Figura 7. Posición de la capa de O3 en la estratósfera en la que se puede notar lo delgada que es.

El vapor de agua (0-4 % en volumen y 3% en relación al peso) a diferencia del O3 se encuentra en

las capas más bajas de la atmósfera. Por encima de los 12 km de altura no se observa la presencia

de vapor de agua. Su importancia climatológica es de relevancia ya que interviene en los procesos

de condensación, congelación, sublimación y precipitación. Además juega un rol fundamental en

la captación, transporte y liberación de energía (una atmósfera con alto contenido de vapor de


agua puede almacenar una enorme cantidad de energía) que en forma de flujo de calor latente

interviene en los cambios de estado (ver Figura 5-b el valor del flujo de calor latente). Además es

un gas efecto invernadero ya que es transparente a la radiación solar y responsable de la

absorción de la radiación emitida por la tierra. La fuente de vapor de agua es la evaporación desde

cuerpos de agua, ríos, lagos, suelos húmedos y la transpiración de las plantas. Esta agua aportada

a la atmósfera determina la humedad del aire (ver próximo capítulo).

Estructura vertical de la atmósfera La atmósfera se divide en 4 capas bien diferenciadas las cuales son función del comportamiento

vertical de la temperatura (Figura 8). La capa en contacto con la superficie de la tierra es la

tropósfera (20 a -60 Celsius) con 11 km de espesor promedio y es en ésta en la que se dan la

mayor parte de los fenómenos meteorológicos con un predominio de movimientos turbulentos. El

límite superior está definido por la tropopausa la que queda definida por una capa isotérmica (con

temperatura casi constante observable en Figura 8) que cumple la función de tapa limitando los

movimientos verticales de la atmósfera. La tropósfera no tiene un mismo espesor en toda la tierra;

se calienta más en el Ecuador por el movimiento del aire hasta grandes alturas (11 km) y menor en

los polos como consecuencia del aire más frio que no llega ascender más de 8 km. La tropósfera

tiene un espesor diferente en el ecuador (16 km) y en los polos (8 km) debido a los movimientos

del aire caliente que ascienden más a latitudes bajas y menos en altas latitudes en las que domina

el aire frío. La temperatura en la tropósfera disminuye linealmente con la temperatura (6,5 °C

por cada kilómetro). Contiene casi todo el vapor de agua y el 80 % de los gases totales.

La estratósfera se extiende desde la tropopausa hasta los 50 km (Figura 8) con temperaturas

estables en los primeros kilómetros y luego aumenta hasta la estratopausa hasta un valor próximo

0 °C. El aumento de la temperatura se debe a la absorción de los rayos UV por parte del O3 cuya

máxima concentración se encuentra a los 25 km de altura (ver Figuras 6 y 7). La estructura de esta

capa, de baja densidad la hace estable dando lugar a la ausencia de movimientos turbulentos.

La mesósfera es la capa en la que se registra la menor temperatura ( -95 °C) con un descenso

pronunciado en todo el espesor hasta llegar a la mesopausa facilitando este descenso

movimientos verticales ascendentes de pequeñas cantidades de vapor de agua provenientes de la

estratósfera. El vapor de agua sublima en esta capa y da lugar a la formación de cristales de hielo

por el polvo meteórico que da lugar a la formación de nubes luminosas en altas latitudes durante

el verano. Se extiende entre los 50 y 80 km de altura.

Por encima de la mesopausa se ubica la termósfera también de muy baja densidad en los que

predomina el N y O en su forma molecular y atómica. El gradiente térmico es positivo con un

aumento de la temperatura hasta 30 °C por la absorción de los átomos de oxígeno. Es en estas

capas en las que se generan las auroras polares. Por encima de esta capa se ubica la exósfera con

un predominio de partículas ionizadas de oxígeno, hidrógeno y helio.


Figura 8. Estructura vertical de la atmósfera en función de la temperatura.

La Figura 9 muestra las capas de la atmósfera con la ubicación en altitud de fenómenos

meteorológicos, la altitud máxima de elevación de la tierra (Monte Everest) y los desarrollos

tecnológicos más relevantes desarrollados por el hombre para el monitoreo del planeta (sondas y

satélites).

Figura 9. Capas de la atmósfera, ondas, desarrollos tecnológicos para el monitoreo de la atmósfera

y fenómenos meteorológicos (tomado de Agencia Espacial Europea).


Aportes de las misiones de satélite a la climatología Los satélites son una herramienta importante para la meteorología y la climatología. Existe una

serie de satélites meteorológicos, la serie NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration) y

otras misiones que proporcionan abundante información complementaria para la climatología. La

forma de detección depende del tipo de órbita de los satélites y de la finalidad que tiene la misión

(puede ser para estudiar el movimiento de las placas tectónicas, seguir el movimiento de las

corrientes marinas o estudiar el uso del suelo). Los satélites utilizados como herramienta en el

seguimiento de procesos ocurridos en la atmósfera o en la superficie de la tierra pueden ser de

órbita polar (entre 700 y 800 km de altura) o geoestacionario (36000 km) (Figura 10). Adquiere

relevancia la información de satélite en zonas donde escasean los datos o no hay estaciones

terrestres. Dada la cobertura espacial que ofrecen, complementan las redes de estaciones de

terreno, pero no las sustituyen. Los elementos que pueden medirse o estimarse por teledetección

son: la precipitación, la nubosidad, los flujos de calor, el balance de radiación y el albedo, la

biomasa de la capa superior del océano, la topografía de la superficie del océano y la altura de las

olas, la cubierta de hielo marino, la temperatura de la superficie del mar y de la tierra, los vectores

del viento en la superficie del océano y la velocidad del viento, la temperatura atmosférica, los

perfiles de la humedad y del viento, los elementos químicos que constituyen la atmósfera, la capa

de nieve; la capa de hielo y la extensión de los glaciares, la vegetación terrestre, y la topografía de

la superficie terrestre.

Figura 10. Órbita de los satélites: polar a la izquierda y geoestacionaria a la derecha (tomado de

Rivas et al. 2010).

La teledetección permite una mayor cobertura espacial y temporal que las observaciones in situ

por su alta densidad espacial de datos. Los datos obtenidos por teledetección también

complementan las observaciones efectuadas en otras plataformas y resultan particularmente

útiles cuando estas últimas no están disponibles o han resultado dañadas. Aunque ello es una

ventaja, existen problemas para utilizar directamente los datos obtenidos por teledetección para

las aplicaciones climáticas. El problema más importante es que la brevedad del período de registro


implica que los datos obtenidos por teledetección no puedan utilizarse para deducir la variabilidad

del clima y el cambio climático a largo plazo. Además, es posible que dichos datos no sean

comparables directamente con las mediciones in situ. Por ejemplo, las estimaciones de la

temperatura de la corteza terrestre efectuadas por satélite no son las mismas que las mediciones

de la temperatura efectuadas mediante una pantalla corriente, y la relación entre las mediciones

de la reflectividad obtenidas por radar y las cantidades de precipitación recogidas mediante

pluviómetros puede resultar bastante compleja. Sin embargo, si se procede con cuidado, es

posible elaborar series homogéneas que conjugan las mediciones por teledetección con las

efectuadas in situ.

Preguntas generales del capítulo y recomendaciones para el

asistente al curso Analizar los diferentes procesos que ocurren en el sistema climático.

Comprobar los microclimas de la ciudad de Tandil generados por la construcción de edificios e

identificar los sitios con más reparo y aquellos más expuestos a la acción del viento.

Realizar un glosario de las palabras propias de la materia para ir generando un vocabulario

adecuado.

Escuchar y leer los pronósticos del tiempo para Tandil y el país.

Analizar la importancia que tiene para la vida el contenido de vapor de agua de la atmósfera y la

relevancia productiva que tiene para la región pampeana argentina.

Anotar en su cuaderno o carpeta la temperatura y humedad media del aire diaria para los

próximos 7 días. Si existe una precipitación en la semana anotar la magnitud de ésta (en mm) e

indicar la fuente del dato (ej. SMN, estación del diario local, etc.).

Agradecimiento a los autores anónimos que cargan Figuras en la web y no dejan su cita

correspondiente. La información que ponen a disposición de los navegantes es de gran ayuda para

aquellos que preparamos documentos didácticos. Las Figuras incluidas en este texto, que no tienen

la referencia respectiva, es porque fue tomada de un autor anónimo.


La tierra La mayor parte de la energía disponible en la superficie de la tierra es proveniente del sol y de ésta

dependen todos los procesos físicos que ocurren. Todas las variables climáticas dependen, de

forma directa o indirecta, de la radiación y es un parámetro fundamental para el cálculo de

balances de agua (también de energía, ver Figura 5-b) y de diferentes índices climáticos. La Figura

11 representa de manera gráfica los valores de energía proveniente del sol (radiación solar

incidente), para un día de primavera, medidos en la estación que tiene el Instituto de Hidrología

de Llanuras en el campus Tandil de la UNCPBA sobre una superficie de pasto corto. Al realizar un

análisis de la representación es posible identificar el horario de salida y puesta del sol; además de

conocer el máximo de radiación y la hora en que se produce. Además se nota un efecto de

reducción de radiación debido a nubes a las 16:30 y 18:00 horas.

Figura 11. Radiación solar medida en el Campus Tandil por el piranómetro (CM3up CNR1)

correspondiente al día Juliano 315 de 2009 (11 de noviembre). El eje x corresponde a la hora de

medida del sensor con inicio a las 0:15 horas y finalización a las 24:00 horas.

La tierra no es una esfera perfecta debido a que está achatada en los polos y se ensancha en el

ecuador pero la reducida deformación hace que en la generalidad de los casos sobre un papel se la

represente como un círculo. El radio de la tierra en ecuador es de 12.756 km y el del sol es de

1.391.980 km y la distancia media tierra sol (muy importante al momento de calcular la energía

cuando se hacen cálculos de radiación incidente) 150.000.000 km. Una forma intuitiva de

relacionar la tierra y el sol es considerar a la tierra del tamaño de una pelota de papi futbol (de 10

cm de diámetro) y el sol sería similar a la semiesfera del planetario de la ciudad de Buenos Aires

(unos 12 metros de diámetro) separados por 12 cuadras (1,2 km).


Los movimientos de la tierra de traslación y rotación son los más importantes desde el punto de

vista de la climatología. La traslación alrededor del sol demanda 365,26 días a una velocidad de

30 km s-1 (108.000 km h-1) y la rotación con una vuelta cada 23 horas y 56 minutos (Figura 12). El

eje de la tierra tiene una

inclinación respecto del plano de

la órbita lo que condiciona la

incidencia de los rayos del sol

sobre la superficie (dependiendo

de la latitud del lugar, momento

del día y del año). Las variaciones

de la cantidad de energía recibida

(recordar los valores de la Figura

5-b) determinan las temperaturas de la superficie del planeta tierra y de la atmósfera generando

cambios de presión, de vientos, de precipitación y de otros elementos del tiempo que definen los

diferentes climas de la tierra.

Figura 12. Traslación (izquierda) y rotación (derecha) de la tierra.

Movimiento de rotación La tierra gira sobre si misma de oeste a este siendo su eje una línea imaginaria que une el polo sur

con el polo norte con una inclinación aproximada de 66° 34´ respecto al plano de órbita terrestre.

El tiempo que necesita la tierra para girar 360° es de 24 horas lo cual indica que recorre 15° en

una hora. El movimiento de

traslación y el ángulo de

inclinación hace que los días y

las noches no resulten

constantes durante el año (solo

el ecuador tiene igual cantidad

de horas de día y de noche “12

horas cada uno”) y que para una

misma fecha dependan de la

latitud del lugar. Cuanto más

nos acercamos al ecuador

Todas las variables climatológicas dependen de la energía solar incidente y ésta es fundamental en los procesos que se producen a nivel de superficie y en la atmósfera.

El 21 de junio, inicio del invierno en el hemisferio sur, el área iluminada por el sol es significativamente menor que la sombreada lo cual indica una mayor cantidad de horas de noche que de día. Menor cantidad de energía disponible. Ver video en: https://www.youtube.com/watch?v=0T78mU-m_K0


menor es la diferencia; sin embargo al aumentar la latitud las noches son más largar llegando a

situaciones como las observadas en Ushuaia donde prácticamente es todo el día de noche. La

duración del día se lo denomina Heliofanía (todo el tiempo en que el sol se encuentra por encima

del horizonte).

Movimiento de traslación La tierra también gira alrededor del sol en un movimiento denominado traslación. El tiempo

necesario para que la tierra complete un giro es, como se comentó anteriormente, de 365,26 días.

Si consideramos 0,26 días al año en cuatro años nos da un día extra y por ello se agrega a febrero

ese día en años bisiestos (Figura 12). La órbita de la tierra es una elipse en uno de cuyos focos se

ubica el sol y se la denomina elíptica. Como se mencionó al inicio de este capítulo la distancia

entre el sol y la tierra es de 150 millones de km valor que corresponde a la distancia media; sin

embargo la distancia cambia a lo

largo del año con un máximo el día

4 de julio (se dice que se

encuentra en el afelio) de 152

millones de km y un mínimo el día

3 de enero con una distancia de

147 millones de km (se dice que el

sol se ubica en el perihelio).

Las diferencias de distancia

mencionadas en el párrafo anterior determinan cambios en la cantidad de energía que llega a la

tierra lo cual no quiere decir que exista un cambio de estación. La diferencia de la distancia tierra

sol se deben a la inclinación del eje de la tierra respecto al plano de la eclíptica (ver el video

https://www.youtube.com/watch?v=VBLxGv32OWs analizar el movimiento de la tierra) que

forman un ángulo de 66° 33´. Es importante destacar que la inclinación del eje de la tierra no fue

constante (aunque se asume constante a lo largo del año, reconociendo a este comportamiento

como paralelismo) y se comprobó que pudo haber variado hasta un 10 % en la energía recibida en

los polos por cambio en la inclinación (variaciones de casi 2°). Es importante tener presente que un

cambio en la inclinación del eje genera cambios naturales en el clima en los que el hombre nada

tiene que ver (Figura 13).

Radiación solar Todo cuerpo en función de su temperatura emite energía radiante en forma de energía

electromagnética. La energía emitida se transporta en forma de ondas electromagnéticas de una

amplia gama de longitudes de onda (por lo general simbolizada por la letra lambda λ) que se

desplazan en el vacío a una velocidad de 300 mil km por segundo (km s-1). Considerando la

distancia tierra sol y la velocidad de propagación se puede indicar que demora 8 minutos en llegar

la energía emitida por el sol a la tierra (cada segundo irradia una energía de 4.1026 J (J=Julios). Al

conjunto ordenado de todas las longitudes de onda que componen una radiación

electromagnética se lo denomina espectro de radiación.

Mirar los siguientes videos como complemento de la clase:

https://www.youtube.com/watch?v=w32mHTy8G4s

https://www.youtube.com/watch?v=k_zh0_8hi4M

https://www.youtube.com/watch?v=VBLxGv32OWs

https://www.youtube.com/watch?v=w32mHTy8G4s

https://www.youtube.com/watch?v=k_zh0_8hi4M


Si bien es muy importante el espectro electromagnético en este curso nos vamos a centrar en

comprender el significado de radiación y las unidades de medida. Es decir, llegar a comprender

que la energía recibida del sol es la responsable de los procesos climáticos y tiene una implicancia

relevante en la temperatura de la superficie de la tierra.

Figura 13. Plano de la eclíptica, equinocio y solticio.

Unidad de radiación Las unidades que se emplean son diversas y dependen en varios casos del área de conocimiento.

En forma de energía o capacidad para realizar un trabajo se utiliza el Julio (J) y en termometría la

caloría (cal) [que es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua

un grado Celsius].

En términos de flujo de energía por unidad de tiempo las unidades principales son el watio (W) y la

kcal (kilocaloría) por hora. Es decir: 1 W= J s-1 y una kcal h-1=1,163 W.

La densidad de flujo (o intensidad) de energía es cuando además del tiempo se toma en cuenta la

superficie. En el Sistema Internacional (SI) se utiliza el W m-2. Por ejemplo 1 cal cm-2 h-1 equivale a

11,63 W m-2. En climatología se utiliza el Langley (ly) en unidad de tiempo (día, hora) que equivale

a:

i) 1 ly día-1=1 cal cm-2 día-1=0,4858 W m-2


ii) 1 ly h-1=1 cal cm-2 h-1=11,63 W m-2

Temperatura del aire y de la superficie El efecto directo de la radiación solar es la temperatura y ésta, junto con la precipitación, es la

variable que define las características climáticas propias de una región (Figura 14). Los procesos

físicos como evaporación, transpiración condensación dependen de manera directa de la

temperatura del aire. En la actualidad se analizan los datos de temperatura del aire en conjunto

con datos de humedad del aire y el viento. Es importante tener presente que hasta no hace

muchos años no se disponía de tanta facilidad para la adquisición y transmisión de datos por lo

que solo se registraba la temperatura y la precipitación (ya veremos más adelante que muchas

ecuaciones de cálculo de evapotranspiración solo requería disponer de datos de temperatura del

aire). Hoy la mayor parte de las estaciones permite medir la humedad relativa del aire (HR), la

velocidad y dirección del viento, la radiación solar y la temperatura del suelo (Ts) a diferente

profundidad entre otras.

Figura 14. Temperatura del aire y de superficie con el comportamiento de la radiación solar para

24 horas. Corresponde al mismo día considerado en la Figura 12. La humedad del suelo varió de 18

a 16 %.

La Ts depende no solo de la radiación sino que dependerá de la humedad que tenga, la cual es

función de su capacidad calórica y conductividad. Por lo tanto la humedad del suelo regulará el

comportamiento de la temperatura a lo largo del día. En la actualidad se valora a la Ts como un

parámetro de superficie de interés a escala local y microclimática siendo de gran interés en

estudios de climatología aplicada (ahorro de energía en edificios, comportamiento de materiales

de construcción, agricultura de precisión…).


El aire es transparente a la radiación de onda corta, por lo tanto se calienta en contacto directo

con el suelo o mediante el intercambio turbulento con las capas más altas de tal modo que la

temperatura del aire es sensiblemente la misma a la sombra que al sol. Las variaciones espacio

temporales que la caracterizan son el reflejo de los factores geográficos y astronómicos.

La temperatura del aire se registra en estaciones climáticas ordinarias, principales, marinas,

agrometeorológicas y urbanas. La unidad de medida es el Celcius (°C). Se mide en garitas y abrigos

meteorológicos a 1,5 m de la superficie sobre una cobertura vegetal de césped de 12 cm de altura

(se deben de cumplir las condiciones establecidas por la OMM). La temperatura del suelo se mide

a diferentes profundidades (por ejemplo 0,20 m, 0,50 m, 1,0 m y 1,5 m).

La temperatura puede ser considerada como un indicador del nivel de calor de un cuerpo, calor

que se transmite de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura (segundo

principio de la termodinámica2). Las formas de transmitir el calor son las siguientes: i) conducción

(mediante la agitación de las moléculas de un cuerpo se transmite el calor a las moléculas

adyacentes), ii) convección (el calor se redistribuye en el interior de los fluidos mediante

corrientes) y iii) radiación (la radiación se transmite mediante ondas electromagnéticas sin la

necesidad de la materia).

En el suelo el calor se transmite mediante conducción (a mayor contenido de agua mayor

capacidad calórica y mayor conductividad), en el agua se puede transmitir por conducción y por

convección y en el aire se transmite por conducción, convección, turbulencia y radiación aunque

como el aire es muy mal conductor la mayoría de los cambios son por conducción y turbulencia

(Figura 15). Es importante indicar que existe una capa muy fina de aire de escasa movilidad que se

encuentra fuertemente adherida al suelo denominada capa límite. En ésta domina la conducción a

favor de un gradiente térmico que no se equilibra con el transporte de energía como consecuencia

de la movilidad del aire por encima de la capa, que reemplaza el aire calentado por aire más frio.

Por encima de la capa límite el calor es redistribuido en la atmósfera por movimientos

convectivos, turbulentos y advectivos.

2 Leer el Segundo Principio de la Termodinámica o buscar los apuntes del curso de Física


Figura 15. Procesos de calentamiento del aire.

Los valores de Ta que se utilizan en climatología corresponden a:

i) diarios (máximos, mínimos y promedios). El promedio puede ser el promedio de los

datos horarios o la simple media entre el máximo y el mínimo registrado. Tal como se

dedujo en clase con datos horarios el valor puede salir de realizar el promedio entre

las medidas de Ta a las 07:00, 13:00 y 18:00 horas.

ii) Mensuales (máximos, mínimas, promedios, y número de días con Ta superiores o

inferiores a un determinado valor umbral).

iii) Anuales (valor más bajo y más alto registrado en el año, máximas, mínimas y

promedios a partir de los promedios mensuales, y el promedio anual).

En la clase teórica analizaremos el comportamiento de la temperatura del aire horario, diaria,

semanal y anual en la estación del Campus Universitario. Tome nota de la forma de realizar los

gráficos.

Regímenes térmicos y amplitud térmica Se denomina régimen térmico a la variación de la temperatura diaria, mensual o anual y

depende directamente del comportamiento de la radiación para la escala de tiempo

considerada.

i) El régimen térmico diario es igual en todas las del planeta tierra y tiene un máximo

situado próximo al máximo de radiación y un mínimo que ocurre un tiempo después

de la salida del sol (ver Práctico 3A). Este ciclo puede ser afectado, en días específicos,

por masas de aire frío o cálido arrastradas por la circulación general atmosférica o por

efectos de las nubes. Los efectos mencionados son mayores en latitudes templadas

dado que la dinámica de la atmósfera es variada. Las nubes generan modificaciones

reduciendo considerablemente la oscilación diaria de la temperatura.

ii) El régimen térmico estacional o anual tiene un comportamiento similar al diario con

un máximo en el solsticio de verano y un mínimo en el solsticio de invierno. Las

variaciones observadas en los valores extremos son acentuadas en las latitudes no

tropicales.

La amplitud térmica es la diferencia entre al máximo y el mínimo e influyen sobre éstos las

características geográficas, además de las astronómicas. La amplitud térmica es más elevada

cuanto menor es el efecto de la influencia del mar; por lo tanto la amplitud térmica es un

indicador de la continentalidad de un clima. El relieve también actua sobre el valor de la amplitud

térmica la cual disminuye con la altura. Pero a igual altitud la amplitud tendrá diferentes efectos si

el área es llana o cóncava.


Índices térmicos y umbrales Existen relaciones matemáticas que permiten evaluar el cambio de la temperatura diaria, la

continentalidad y el efecto marítimo entre otras relaciones. Invito a los alumnos a leer en libros de

climatología los diferentes índices presentados y la utilidad de éstos. En particular deben de ver el

sentido físico de la ecuación propuesta y los ajustes realizados. Al final del curso actual si

disponemos de tiempo dedicaremos una hora al análisis particular de diferentes índices y a

comprender la utilidad de éstos.

Los umbrales térmicos en particular se refieren a valores arbitrarios de temperatura a partir de los

cuales se afectan determinados procesos físicos y biológicos. Por ejemplo un umbral de 6 °C es la

temperatura media a partir de la cual se desarrolla la actividad vegetativa sin limitaciones (la

actividad físico biológica de las plantas es más compleja y el valor expuesto es a modo de

ejemplo).

Mapas Los mapas de temperatura son muy importantes y seguramente lo analizarán en materias del

curso superior. Sin embargo es importante indicar que los mapas más relevantes son de isotermas

e isopletas. En si son representaciones espaciales del comportamiento de puntos del espacio con

igual valor de temperatura para los primeros y aquellos que muestran determinadas variaciones

respecto a los valores medios para los segundos (por ejemplo números de días que superar tal

valor de temperatura).

El viento El calentamiento diferente de la superficie de la tierra y las diferencias de presión que se originan

dan lugar a un conjunto de movimientos compensatorios que se conoce como viento. Lo podemos

definir como el desplazamiento

horizontal del aire. La componente

vertical del viento es relevante en

tornados, tormentas y remolinos

que denominamos comúnmente

turbulencias. En las corrientes a

gran escala el movimiento

predominante es horizontal con

componentes verticales del orden

de los 0,01 m s-1. Para nuestro

curso es importante, desde el

punto de vista climatológico los

vientos regionales y los locales.

i) Los vientos regionales son el resultado de la distribución de las presiones, por lo que

representan una disposición zonal. En las latitudes templadas la dinámica de la

Transformar los valores de viento de la Figura

17 de nudos a Km h-1 para comprender la

importancia que puede tener un viento según

la simbología. Analice el sentido de las

velocidades asumiendo que usted viaja en un

auto a esa velocidad.


atmósfera es muy variable y da lugar a la superposición de los centros de acción

semipermanentes y a las perturbaciones móviles. Para establecer las características de

los vientos zonales es necesario establecer las diferencias entre vientos permanentes,

periódicos y variables de acuerdo al campo de presión dominante.

ii) Los vientos locales están condicionados fundamentalmente por el relieve. El relieve y

las perturbaciones propias de la zona dan lugar a la variabilidad del viento. La

dirección del viento también es función de las características del relieve local. Un

ejemplo claro es el comportamiento del viento en el parque del Bicentenario de Tandil

en el que predomina una única dirección del viento.

Medida del viento El viento es la única variable definida por dos componentes: un escalar y un vector. Al vector

viento lo definen dos variables que no pueden disociarse que son la dirección (vector) y la

velocidad (escalar). La dirección indica la procedencia del viento y la velocidad (comúnmente

asociado a fuerza) es el recorrido del viento y es asociado a la presión que ejerce el viento sobre

una superficie normal a la dirección del viento. La velocidad es informada normalmente en Km h-1,

m s-1 o en nudos (asociado a los navegantes y a los países del norte de américa). El nudo es medido

en milla marina por hora. La relación entre las 3 unidades de medida es:

1,852 Km h-1=0,154 m s-1=1 nudo

El recorrido es la velocidad promedio por unidad de tiempo y el período normal suele ser de 24

horas y se expresa en Km día-1. Los instrumentos de observación son la veleta para la dirección y el

anemómetro para la velocidad. Actualmente existen sensores como el que se muestra en clase (si

tiene celular con cámara tome una foto del sensor) que mide todo en un solo instrumento

(aparato denominado anemocinemógrafo). También el registro de la velocidad y dirección

conlleva conocer un dato complementario muy importante que es la altura de medida (Figura 16).

En la salida de terreno del próximo 15 de mayo deben de observar la altura de medida del viento y

luego comparar a ésta con la altura en que se mide en una estación agrometeorológica que

visitaremos el 22 de mayo.


Figura 16. Variación de la velocidad del viento con la altura considerando una relación

exponencial. Tomado de Los elementos climáticos 2005.

Representación por símbolos La representación del viento en los mapas es por medio de símbolos específicos formados por

flechas indicativas que indican la procedencia a la que se añaden líneas cuya longitud representa 5

ó 10 nudos para velocidades hasta 50 nudos. En el caso de que la velocidad alcance 50 nudos el

símbolo es un triángulo (Figura 17).

Figura 17. Simbología utilizada para la representación del viento (tomado de Aguilar y García Legaz

1986).

Las gráficas más usuales de vientos

son las rosas de los vientos o de

rachas máximas y las curvas de

frecuencias. En la parte práctica

analizarán gráficos específicos. La

Figura 18 muestra una roseta de la

localidad de Comodoro Rivadavia en

las que la dirección del viento es dominante para el sur y sureste al igual que las velocidades

máximas son observables en estas direcciones.

Bajar el archivo rose.klm del sitio de la

materia y visualizar con Google Earth la rosa

de viento correspondiente a la estación

Comodoro Rivadavia del SMN.


Figura 18. Rosa de viento medio histórico de la estación Comodoro Rivadavia, Argentina (los

colores indican el escalar y la longitud el vector dirección).

La presión El aire está expuesto como cuerpo a la acción de la gravedad, es decir tiene un peso y ejerce una

presión sobre la superficie de la tierra.


El valor de la presión a 15 °C a nivel del mar se lo llama presión atmosférica normal. La presión

atmosférica normal es de 760 mm de mercurio (Hg) o de 1013, 2 mb (g cm-2) y es la presión que

ejerce una columna de Hg de base 1 cm2 que tiene una altura de 760 mm. La presión no es

constante y varía en función de la Ta y de la HR. Una atmósfera con elevado contenido de vapor de

agua menos que una atmósfera seca. En una atmósfera seca al calentarse el aire aumenta el

volumen y se hace menos denso y pesado.

Isobaras Las líneas que unen puntos de igual presión para un tiempo “t” determinado se las denomina

isobaras (Figura 19). Todas las líneas deben de estar referidas al nivel del mar. En los mapas se

representan como valor medio las isobaras de 1012 mb indicando el resto de líneas de 4 en 4 mb.

En una determinada zona hay una depresión cuando la presión atmosférica va disminuyendo a

medida que nos acercamos al centro de la zona. La depresión está caracterizada por líneas

concéntricas en torno al centro de baja presión el cual se identifica con la letra B (Figura 20). Las

depresiones pueden clasificarse en: i) Depresiones frontales o borrasca [originadas por aire

caliente y aire frio], ii) Gota de aire frio y, iii) Tempestades [tormentas constituidas por aire cálido

dando lugar a tornados y ciclones].

En una zona hay anticiclón cuando la presión atmosférica aumenta a medida que nos acercamos al

centro; que al igual que las depresiones, las isobaras son curvas cerradas más o menos

concéntricas en las que la presión va aumentando a medida que nos acercamos a la zona. Los

centros de alta presión se simbolizan con la letra A mayúscula (Figura 20). Los anticiclones tienen

gran extensión en comparación con las depresiones y se pueden observar: i) Vaguada es asociada

a una borrasca y se corresponde con una zona de inestabilidad en niveles altos de la atmósfera, ii)

Dorsal o cuña es asociado a un anticiclón lejano con estabilidad dando lugar a buen tiempo en

altura y, iii) Collado o pantano que corresponde a una zona sin borrascas ni anticiclones.

Los centros de presión pueden ser de origen térmico, dinámico o mixto. El origen térmico se debe

al calentamiento o enfriamiento de una masa de aire en contacto con la superficie terrestre.

Los centros dinámicos corresponden a fenómenos de convergencia o divergencia de masas de

aire. Este tipo de fenómeno es más fácil de encontrar y de explicar, se produce siempre que hay

algún centro de acción como lo son las borrascas y los anticiclones, o incluso fenómenos como las

tormentas. Siempre que haya convergencia de vientos en superficie (es decir choque o unión de

vientos en superficie) este viento ascenderá verticalmente y llegará un momento en el que diverja

en altura, por ello siempre que haya convergencia en superficie habrá divergencia en altura, es el

caso de las borrascas y los sistemas tormentosos, y viceversa, cuando hay convergencia de vientos

en altura, chocan y descienden, al llegar a la superficie por tanto se separan, así se forman las

zonas de alta presión.

El origen mixto viene dado por la combinación de centros de presión dinámico y térmico.

(http://geografia.laguia2000.com/climatologia/mapas-del-tiempo-interpretacion-y-prediccion)


Figura 19. Mapa de isobaras (mb) de Argentina con un centro de alta (A) y uno de baja presión (B)

[izquierda] y anticiclón-borrasca para la península Ibérica.

Figura 20. Ciclón – Anticiclón, convergencia y divergencia.

La precipitación

http://www.ecured.cu/index.php/Precipitaci%C3%B3n

Existen diferentes tipos genéticos de precipitación: i) convectivas, ii) orográficas, iii) ciclónicas y iv)

frontales.

Medición de la precipitación Desarrollado en la clase teórica y anotado en la pizarra la forma de medir y la hora de medida de

los registros de los datos que se informan en los medios de comunicación.

Tratamiento estadístico de los datos

Ver análisis del comportamiento de las precipitaciones para los últimos 100 años de medidas en la

estación Azul del SMN.

http://www.ecured.cu/index.php/Precipitaci%C3%B3n


Regímenes de precipitación La forma en que se distribuye la precipitación (P) en 12 meses se denomina régimen de

precipitación. Por lo general se aceptan tres tipos de regímenes:

Monzónico: cuando las P en el semestre cálido son iguales o mayores al 80% de la P anual. La

denominación del nombre es por los vientos estacionales (monzones).

Mediterráneo: cuando las P del semestre frío son iguales o mayores al 60% de la P anual.

Isohigro: cuando la P se distribuye más o menos uniforme a lo largo del año. El desarrollo teórico

de precipitación se puede leer en precipitaciones.xps en el apartado bibliografía obligatoria.

Ver la importancia de estudiar las precipitaciones utilizando el clima pasado como referencia

leyendo el comentario del sitio http://www.tiempo.com/ram/6696/migracin-de-la-zcit/

Redes climáticas En clase teórica se mencionaron diferentes redes y los usos de las mismas. Además se hizo un

comentario específico sobre el desarrollo de las estaciones desde 1900 hasta la actualidad. Se

comentó y graficó en la pizarra los horarios en que miden los observadores meteorológicos la Ta,

la HR y la P.

Instrumental En cada clase teórica se mostraron los diferentes sensores utilizados para las medidas de variables

ambientales. Además se visitó una red de alerta de inundaciones, se configuraron dataloggers en

clase y se bajaron datos meteorológicos de éstos. Como complemento a las clases teóricas se

puede leer el libro de la OMM que se encuentra en el siguiente link

http://cursosihlla.bdh.org.ar/CLIMATOLOGIA_FCH_UNCPBA_2015/3_BIBLIOGRAFIA/B_COMPLEM

ENTARIA/

La OMM En la teoría se visitó la página oficial de la OMM en inglés y en español (www.wmo.int). Se

recomienda a los estudiantes visitar el sitio oficial y desplegar los mapas de estaciones

meteorológicas en el mundo y en particular la OMM para jóvenes

(http://www.wmo.int/youth/es/).

Unidad 4.La ecuación de balance de energía y la ecuación de balance de masa. Evaporación y

evapotranspiración (ET). Ecuaciones de estimación. La diferencia entre precipitación y ET. Escalas

de tiempo.

http://www.tiempo.com/ram/6696/migracin-de-la-zcit/

http://cursosihlla.bdh.org.ar/CLIMATOLOGIA_FCH_UNCPBA_2015/3_BIBLIOGRAFIA/B_COMPLEMENTARIA/


http://www.wmo.int/youth/es/


El SMN En el desarrollo teórico se presentó la página web del Servicio Meteorológico Nacional

(www.smn.gov.ar/) y se analizó el pronóstico del tiempo para todo el país.

Figura 21. Pronóstico del SMN para Argentina y ventanas de acceso a información que brinda

nuestro servicio nacional.

Nubes y clasificación de nubes Tomando como base la clasificación de nubes descripta en el libro Meteorología y Climatología,

2004 se desarrolló un análisis de los diferentes tipos de nubes. Además se realizó un ejercicio

práctico en clase de documentación de un Cumulonimbus. Para mayores detalles leer el capítulo

sobre Nubes (página 94) el libro Meteorología y Climatología.

La ecuación de Balance de Energía Desarrollado en la pizarra. Consultar sus apuntes y libros recomendados en la bibliografía de la

materia.


La ecuación de balance de masas Desarrollado en la pizarra. Consultar sus apuntes y libros recomendados en la bibliografía de la

materia.

Evapotranspiración Las definiciones, unidades de medida y ecuaciones de aplicación se desarrollaron en la pizarra

utilizando como base gráficas específicas para la comprensión de los conceptos.

Diferencia entre precipitación (P) y evapotranspiración (ET) Se analizó en clase el comportamiento de la diferencia entre P y ET para un área subhúmeda, una

semiárida y una árida. Se sacaron conclusiones del déficit observado y el sentido físico de este en

cuanto a la ecuación de balance hidrológico.

Clasificaciones climáticas El tema se desarrolló en la clase teórica utilizando una presentación power point haciendo

especial énfasis a la clasificación de Köppen. Además se realizó una descripción de la importancia

del uso de índice como indicadores climáticos haciendo énfasis en las ecuaciones de aplicación con

independencia de la variable utilizada.

El clima en la República Argentina El tema fue desarrollado por la docente Sandra Mordenti en la última clase práctica. El material

bibliográfico se encuentra en el sitio de la asignatura.

Cambio climático Tomando como base los conceptos desarrollados en clase se recomienda leer Cambio Climático y

variabilidad en el Libro de la OMM de 2004.

Ver el documento completo en el sitio de la materia [Meteo_Clima_2004_sp.pdf ubicado en

http://cursosihlla.bdh.org.ar/CLIMATOLOGIA_FCH_UNCPBA_2015/3_BIBLIOGRAFIA/B_COMPLEM

ENTARIA/ ].

El IPCC El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) tiene por evaluar la

información científica del clima sobre: i) El cambio climático inducido por el hombre, ii) El impacto

del cambio climático inducido por el hombre y iii) Opciones de adaptación y mitigación.




En el informe del IPCC para 2014 se puede ver el quinto informe resume la vulnerabilidad, la

exposición y los peligros derivados de los cambios en el clima. La Figura x siguiente muestra la

contribución del Grupo en relación a los riesgos relacionados con el clima.

Figura 22. Esquema de trabajo del Grupo IPCC tomado del informe 2014.

El informe puede ser bajado del sitio web del IPCC en español desde el siguiente link

https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg2/ar5_wgII_spm_es.pdf

https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg2/ar5_wgII_spm_es.pdf

climatologÍa - cursosihlla.bdh.org.arcursosihlla.bdh.org.ar/.../apuntes_2015_vf.pdf · desarrollo...

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