1976, Barcelona But. Inst. Cat. Hist. Nat., 40 (Sec. Geol ., 1): 11-22

EL CLIMOGRAMA NUVOLOSITAT-INSOLACIO COM AINDICADOR CLIMATIC: APLICACIO A CATALUNYA

The climogram cloudiness - insolation as a climatic indicator : one aplication to Catalonia.

Josep M.e Nunez i Espallargas

i

Josep Perez i Perez

Departament de Fisica

de la Terra i del Cosmos

Facultat de Fisica

Universitat de Barcelona

(Rebut: novembre 1975]

s w w

ABSTRACT

The purpose is the study of the most outstanding features of the simultaneous evolution of

insolation and cloudiness in Catalonia.

To this object two tables are presented of the average values for all the catalan meteorolo-

gical stations which were able to carry out this kind of observations. Twenty places provide data

on insolation and only fifteen gather information on cloudiness. From all this stations eight have

been selected (Barcelona, Barcelona Airport, Ebro Observatory, Girona, Reus Airport, Montseny

and la Molina) all of which, in addition to having dates on insolation and cloudiness, had averages

based on observation periods of over fifteen years.

For the study of the simultaneos evolution of both variables the climogram method has been

used. And the analysis obtained from this has shown highly suggestive evidences, presupposing

a contribution towards a more complete understanding of the climate of Catalonia.

11

En el transcurs d'una investigacio que els autors han portat a terme recentmentsobre la distribucio del balanc de radiacio a Catalunya (*), foren recollides les seriescompletes de dades mensuals de nuvolositat i d'insolacio de totes aquelles estacionsmeteorologiques catalanes que disposen d'aquestes dades o que n 'havien disposatabans.

Ambdues magnitude han estat oblidades quasi sistematicament en els estudis cli-matologics del nostre pals (**), ja que aquests estudis han limitat les analisis a unsaltres elements comunament reconeguts com a mes definidors del clima, com son latemperatura i les pluges. La nuvolositat i la insolacio son magnituds que tendeixen aocupar un lloc destacat entre les observades en els centres meteorologics estrangers(BUDYKOZ) ja que , a mes de tractar - se de dos elements que permeten d'avaluarI'energia radiativa rebuda per la superficie terrestre, vital en els balangos biologics(CLAYTON 4), son part constituent del clima d 'un floc; entenent per clima un conceptesintetic que fa intervenir, d'una forma activa i en intima relacio , els diversos elementsmeteorologics (PEGUYR).

Insolacio i nuvolositat a Catalunya

Malauradament, tot i que la situacio es privilegiada, si la comparem amb la restade la Peninsula, el nombre d'estacions catalanes que enregistren dades de nuvolositati/o d'insolacio es escas. Hem obtingut valors d'insolacio de 20 flocs (taula 1) entre elsquals hem inclos les estacions que han deixat d'enregistrar-ne: Sant Cugat del Valles,Sant Julia de Vilatorta, Taradell, Cap de Begur, Seu d'Urgell i Riudabella. La nuvo-lositat nomes es enregistrada a 15 llocs (taula 2), dels quals Sant Cugat del Valles,Sant Llorenc de Munt i Cap de Begur han deixat de fer-ho actualment. La columnaencapcalada amb la Iletra ufa denota el nombre d'anys que s'han tingut en compteper a obtenir els valors mitjans que surten a les dues taules (***). Corn que les series

(') Aquest treball ha estat portat a terme grades a una borsa d'estudis donada per I'Institut d'EstudisCatalans el desembre de 1972.

(**) Consultada I'obra bibliografica de CAMPMANY', nomes han estat trobats els treballs d'ALVA-REZ' i de GORCZYNSKI6' 7.

(***) Totes aquestes dades han estat recollides en els arxius del Centre Meteorologic del PirineuOriental a Barcelona i del Servicio Meteorologico Nacional a Madrid.

13

M n v) O) O )O 00 'C M M 00, )D M N d ^C O) M 00

r 1- C't m f m V M M M M It I t L

)D 00 N 'O 'D ^-^ N M O N " - t 00 O fz

V -t Ln V) "Y V 't V) dt It It 'C Ln V) ll^ W,

r- N - N 00 'C 00 N On 'C M (=- V") 'C ,

o V) 'C v'1 ^D Ln Ln kn Cr) V) kr) V) )D )D )O )O 'O )D 'D

p V) r N U O N O ^n O N O N O O) N 0

N4) 7 'C N ' 't r N Cr) 'C N \O --^ M tr) M ' O 00

8 0 Q 00 Q1 O1 N C 00 00 ^ rn 00 N N O) O 00 00 rn O) O-t o - - .-,

0

N r -^ )n O ^^ M N O M N M 00 O\ M 00 O' M N a0

O O C` O rn O' O O-, rn C) 00 O) O O) O O O O

Na

CL a)N M 't O kn N M O v) V') v) M •-• N ^-^

4) a ^ Q\ Q\ O) 00 O1 cr 00 O 00 00 r--7 16 00 C O\ rn rn 0\ O o0

Q)

>- 10°c ~ ~.C c

3 m M vv[^ ^ N Cr) N 00 O^ [^ [^ 00 v) )O N v O^ M 00

N Nm

c

00 00 00 )6 00 00 'C 00 N N 'C 'C N O\ Cl') 00 00 00 00 t-:

O .cto c

N N v) 00 v) v) O O Cl) N O O V) D a, N

m Q N N r N \p N N )O 'C V-) )O 00 N N N N N N

47 N

O cN

._

0 N a, N kf) N O 1n - 00 00 )D O\ N V1 M

NC mcc >M a)

E p) L. NIn

O)D

m)D

0Cl')

n

'CNV)

dCr)

t)D

-)D

N N

VOCl') l)

O\

)N

N

Ln

-

1

7

)D

N

Cr)O

N j

O

>V

ON

o0 MVl

MV)

D\ Nd

MV

--^ 00 )Od

00

M

N O N N )On

NV

)O

N - N V-) M o0 )D O O) d )O O N M C) V') V')w

v) M

i b

ca

Oca

N ) N

Qca ca )`^.

a

'b cCa

O0

Oy

Oa) O

ai"

aCa )

,a

ti

v

c^a

a

O

- )^

.

ca C

O

cd0..i

w,7

p

.j

=

'bC

C13 C13 ma)

iH 02 w C vn v^ ^n E^ C7 CG L7 c f H W

14

N -^ rn Cv - I lr^ - 01 Ov r O N 00

M ^t kr) "t It m M M M M

0

r N N 01 DD N ^' " D\ 'c v N M MU0 d M d 't d' m M m It m

CN m

Y

c l d O O % O r O - N 0 - N 0

NM M M M M 7 M M M N M M M M

aO a a\ O N v v^ 't [^ O Ox N N N M M M M N M N M N M Mm

T mC c7

m In 00 00 00 N N ^O O \O M h O \^0 O Om V M M IT M N qt m ql- M M I- It

ry

O N M -- 00 \O l^ \O --^ I .^

O 0

0 -57 0 '[t R 00 O O^ '.O O\ 07 N N V;• 00C

Qt7 V7 M M

N >C° ct O 'O O O N V M -^ O M . M v7

• m`

ct' ^t kn M 07 M d' cY•^ a7

QH

O LL O\ 't 'Cl' O1 It N u7 to 00 Or N - 00

It M It 't m "F M M M M M

0 O" O N C\ If! O\ O M Cn O^ O, - 00

M It m M It It ql- M M It It M It It

M M N W) 0 N M O\ N 00 O N N O V7N N - --^ N - - N .-r N N

NC C C U 0 C

C0

CO0

D U U G U OO Cld

bw C Q

r^ w 07 v> > C7 cc ii. a H w >

15

de dades utilitzades fineixen el 1972, actualment hauran d'afegir-s'hi, com a noves

estacions, les d'Asco (central nuclear) i la de 1'aeroport de Girona, que comencaren a

funcionar, aproximadament, per aquelles dates. Advertim, tambe, que, al moment de

confeccionar la taula corresponent, nomes hem tingut en compte els periodes en que

les estacions recullen dades de la nuvolositat expressades en octes (vuitens de cel

cobert), i n'hem exclos aquells altres en que les mesures es feien en decimes o en

quarts de cel cobert, unitats que no son reduibles entre elles.

Deixant de banda els multiples aspectes que poden estudiar-se a la vista de les

dades presentades, en aquest article ens atindrem exclusivament a un punt que resul-

ta esser important com a indicador climatologic: la comparacio simultania de les

respectives evolucions en el temps de la nuvolositat i de la insolacio.

Evolucio de la insolacio al Ilarg de ('any

Per a una primera aproximacio, i com a plantejament general de la questio a que

ens referim, d'entre totes les estacions meteorologiques, n'escollirem quatre que

poden esser representatives del Pais Catala: dues de caracter costaner i allunyades

entre elles (Barcelona i l'Observatori de l'Ebre), una de muntanya (Montseny) i l'altra

de ('interior (Lleida).

Pei que fa a la insolacio (fig. 1), hom aprecia una tendencia comuna a totes quatre

estacions. Observem com la grafica de 1'evoluci6 d'aquesta magnitud al llarg de

l'any, ofereix un aspecte que s'aproxima al d'una sinusoide d'un periode de 12 mesos,

amb un maxim destacat a 1'epoca estival, mes concretament, el mes de juliol, i un

minim: el desembre. L'unica diferencia essencial entre les quatre figures esta en

l'amplitud de 1'oscil•laci6: gran a Lleida, petita al Montseny i, logicament, moderada

a les estacions costaneres.

Evolucio de la nuvolositat al Ilarg de ('any

En principi semblaria correcte de pensar que, essent la nuvolositat una magnitud

que mesura la coberta nuvolosa, o sia, un fenomen conceptualment oposat a les ho-

res del sol, la seva evolucio al llarg de I'any hauria de seguir una trajectoria tambe

oposada a la de la insolacio. Pero, aprofundint mes, ens adonem que no es tracta de

dues observacions complementaries. Per una part, l'observador que anota les dades

de nuvolositat to en compte nuvuls com ara els cirrus, que no constitueixen una pan-

talla per a les radiations solars que impressionen la banda sensible de I'heliograf. Per

altra banda, tampoc la distribucio i la velocitat dels nuvols no es absolutament la ma-

teixa a tots els hots del cel i en tots els moments del dia. I, finalment, hi ha tambe una

diferencia essencial de metodes, ja que, mentre la mesura de la insolacio es continua i

objectiva, la de la nuvolositat es el resultat d'una mitjana maxima de tres observa-

cions per dia, sotmeses, a mes, a un factor de subjectivitat. En consequencia, tot i

existint una altra correlacio entre totes dues magnituds, les mesures no son sempre

16

0

z

O

7

0

O

a u n ,. N_ _ e' b

J

z

O

7 t0

f

O

O

- L

f

a

2

U

O

O

z

O

mC)

J

C

mu!

C0

C)

mC)

W J

O

m

Za)yd0

C6CO

C)O

com

m

m

•O

a U

O

C

a)

m

a Cm

•O

O_7

LL 0

W

U

ao m C)

N LL

17

O

Z

0

U

F

0

n n C

0

z

0

1 IO

F

F

0

z

O

4

co

N

JQ

C

u N

CO

lO CO

QCOy

O N

O> m

mC-

F

F

0

^ O O

C

^c v+ . n n - C b r • n n

18

reduibles l'una a l'altra. Per adonar - se d'aquestes diferencies , cal mirar els grafics queens mostren l'evolucio anual de la nuvolositat a les quatre estacions seleccionades(fig. 2). Tan sols la nuvolositat de Lleida mostra una evolucio molt aproximadamentsinusoidal amb igual periode i en oposicio de fase a la de la insolacio; en els altresIlocs, i especialment en el de muntanya , l'oscil•lacio tendeix a assemblar - se a una si-nusoide d'un periode de sis mesos . Els minims de nuvolositat tenen Hoc a l'hivern i aI'estiu, i es en aquesta darrera estacio que dona sempre el valor mes baix. Contrariament,les epoques de maxima coberta nuvolosa corresponen a la primavera i a la tardor.

Evolucio simultania : el climograma nuvolositat -insolacio

Per refermar les peculiaritats de l'evolucio simultania de la nuvolositat i de lainsolacio i, al mateix temps, obtenir un coneixement mes bo del clima d'un lloc, hemfet us del climograma, metode ja descrit pets autors classics. Es tracta d'un metodeque permet 1'estudi simultani de dues variables respecte a una tercera, que acostumaa esser el temps, i que ha estat utilitzat quasi exclusivament per a comparar entre ellsels elements climatics mes usuals, com son els ja esmentats: temperatura, pluges itambe humitat (CONRAD').

En aquest estudi, hem tragat els climogrames nuvolositat-insolacio corresponentsa les 8 estacions que segueixen: Barcelona, Aeroport de Barcelona, Observatori deI'Ebre, Girona, Lleida, Aeroport de Reus, Montseny i la Molina (fig. 3), les uniquesque recullen simultaniament dacles de nuvolositat i d'insolacio i on, a mes, els valorsmitjans han estat calculats a partir de series superiors a 15 anys; aixi els graus d'es-tabilitzacio dels valors mitjans poden esser considerats satisfactoris.

Les caracteristiques essencials d'aquest climograma son les segments: la confi-guracio es com la d'un poligon, on cadascun dels vertexs representa un mes de l'any;i les coordenades dels quals son els valors mitjans de la nuvolositat i de la insolaciocorresponents al dia central de I'esmentat mes. Els segments rectilinis uneixen mesosconsecutius. El pendent d'aquests segments (ds/dn) representa la variacio de la inso-lacio en relacio amb la nuvolositat, o be, la rao (ds/dn = ds/dt : dn/dt) entre les duesvelocitats de variacio. Aixi, el fet que un segment tingui mes pendent que un altre,significara que, en el primer cas. la insolacio ha variat, respecte a la nuvolositat, mesrapidament que en el segon. Un pendent positiu indicara que ambdues magnitudscreixen a ('unison, mentre que tin pendent negatiu simbolitzara que, en creixer unavariable, l'altra disminueix. La ;longitud del segment dependra de la importancia deles variacions experimentades per ambdos elements.

19

CC0

0

0w

a,00

zoa,.N C7

o ^

0 y

CCa1

CO 2

r0 wa.2 2

Q OC-

c c

c,

0 0a, a,U V

C a,CO

CV 2Cu a,

N NC

CO

0

0 0E u

O o>C CC C

N41 y

ECu c

y C

0 O

E

n - m e EN LL U

20

O^

m ^ ^ ^ N

IA

_ m ^o • rvN -

Lv

^o

mJ

L

Cn 61

to

CO

m

n...,

^vi c^ a

2 ^

m t0^ J

L

m u ^ n ^ ^ao ^

C

^ CQ y--- N

'-' C^ O

^_

^ m

J

^ Oa

^OQ

m Nn ==° '''N^.5-z --.5^,0.

. Os-0 ^>^

n =--[..v

yC

Cl.., Es^0 0-N0'.E0,E^= '''U.5.. 0.= =+: z^USE-D

_ m^^, ^UV

21

Conclusions

El fet que els punts no es trobin situats sobre una recta de pendent negatiu signi-fica que, encara que la insolacio i la nuvolositat son variables generalment contrapo-sades, no poden considerar-se en rigor com a complementaries.

Dos costats del poligon es tallen sempre deixant a cada banda dues arees d'exten-sio diferent. El tall sempre to lloc entre febrer i marg, per una part, i entre octubre inovembre per I'altra. Per tant, en els equinoccis, to lloc un canvi de tendencies.

L'area mes gran, constituida per segments de pendent negatiu, correspon al pe-riode compres entre mark i octubre, en el qual en creixer la insolacio decreix la nuvo-lositat, i la velocitat de creixement de la insolacio sempre es mes gran entre la Prima-vera i 1'estiu, que no entre aquesta darrera estacio i la tardor. L'allunyament delspunts indica una major variacio de la nuvolositat i/o de la insolacio en aquesta epocade I'any.

A les estacions costaneres i, especialment, a la de muntanya, l'area mes petita,constituida quasi sempre per segments de pendent positiu, indica que a un augmentd'insolacio correspon, tambe, un augment de la nuvolositat. Nomes Lleida presentaun comportament oposat, propi, segons sembla, de les estacions de caracter conti-nental. La proximitat dels punts expressara la petita variacio experimentada perambdues variables.

Finalment assenyalem que I'extensio de les arees es un index de I'asimetria alIlarg de I'any pel que fa a la relacio de velocitats de variacio, o sia, de la no comple-mentarietat entre la nuvolositat i la insolacio.

Aqui nomes hem fet un esbos de les caracteristiques mes generals del climogramanuvolositat-insolacio. L'estudi mes detallat caldra fer-lo en les analisis de climes locals.

BIBLIOGRAFIA

1. ALVAREZ CASTRILLON, M. 1937. oLa insolacio a Barcelona >. Notes d'Estudi del ServeiMeteorologic de Catalunra, 66: 319-332. Barcelona.

2. BUDYKO, M. 1. 1958. The Heat Balance of the Earth's Surface. Washington. D.C.3. CAMPMANY. M. 1937. «Bibliografia de la meteorologia catalana» . Notes d'Estudi del Senvei

Meteorologic de Catalunra, 68: 397-517. Barcelona.

4. CLAYTON, R. 1973. Luz y materia viviente. 2 vol: Reverte . Barcelona.5. CONRAD, V.: POLLAK, L. W. 1950. Methods in Climatology. Harvard U.P. Cambridge.6. GORCZYNSKI, L. 1935. oMean degrees of cloudiness along the mediterranean coasts.

Comptes Rendus des .seances de la Societe des Sciences et des Lettres de Varsorie 28(3): 1-15.Varsovia.

7. GORCZYNSKI, L. 1935. «The mean duration of bright sunshine along the mediterraneancoasts>. Bull. Acad. Pol. Sci. Let., 33: 1-8. Cracovia.

8. PEGUY, Ch. 1970. Precis de Clirnatologie, Masson. Paris.

22