Los elementos del clima, y factores que los modifican. Parte 2.

El lunes pasado subí la primera parte de este post, de modo que deberían ir a leer esa introducción antes de comenzar la lectura de éste de hoy.

En ese momento, las preguntas que respondí fueron las siguientes:

¿Cuáles son los elementos fundamentales del clima?

¿Qué es la radiación solar?

¿Qué es la constante solar?

¿Qué puede decirse de la temperatura?

¿Qué se entiende por temperatura equivalente y por sensación térmica?

¿Qué es la humedad atmosférica?

¿Qué son las precipitaciones y de qué tipo hay?

Hoy seguiremos desde este punto

¿Qué es la presión atmosférica?

El aire es una sustancia elástica, lo que determina su tendencia a expandirse en todas las direcciones del espacio, lo cual es posible hasta el límite de acción de la gravedad terrestre. Por ese motivo, ejerce una cierta presión, que sobre la superficie terrestre depende básicamente de su peso total, y convencionalmente se mide en las siguientes condiciones: al nivel del mar, a 40° de latitud y a 0°C. Ese valor equivale al peso de una columna de mercurio de 760 mm de altura y define la unidad de medida conocida como atmósfera, bario o bar.

Por simples razones de conveniencia, se generó la unidad Torricelli o torr (en homenaje a quien por primera vez midió la presión atmosférica), que equivale a 1mm Hg, por lo  que 1 atmósfera es igual a 760  torr, y  1 torr es  1/760 atmósferas, o bares.

Todavía se trata de medidas incómodas, razón por la cual hoy la presión atmosférica se mide en hectopascales, según las siguientes equivalencias:

1 Hectopascal= 1 milibar, la milésima parte de una atmósfera, y 0,760 mm de mercurio o torrs.

La presión atmosférica depende de los restantes elementos meteorológicos, de la altitud, y de la latitud.

Esto último se debe a la forma particular de la Tierra que se puede considerar como abultada en el ecuador terrestre, y por ello son en esa latitud, menores las presiones atmosféricas.

Todos esos factores determinan la existencia de gradientes de presión tanto verticales como horizontales. Se entiende como gradiente vertical la cantidad de metros que hay que ascender o descender para que la presión cambie en 1 torr.

La cantidad de metros que hay que desplazarse horizontalmente para ese cambio de 1 torr se conoce, en cambio como gradiente horizontal.

Esas variaciones son las que generan los vientos locales y la circulación atmosférica global, ya que el aire tiende a moverse en la dirección que  más favorece la igualación de las presiones.

¿Qué es el viento?

Aclaremos primero que el viento forma parte en realidad de la circulación atmosférica de la que hablaremos en seguida, pero vale la pena adelantar algunos conceptos previos, y aplicables sobre todo a situaciones locales.

Se define como viento a una masa de aire en movimiento, como resultado de las diferencias de presión entre dos puntos, es decir que se relaciona directamente con el gradiente horizontal de presión, creciendo su velocidad con el aumento del gradiente. Es obvio que el aire se mueve desde las zonas de mayor presión hacia las de menor. El viento toma el nombre del punto cardinal desde el cual procede, de modo que si hablamos de viento sur, sabemos que sopla de sur a norte. No obstante, la dirección siempre adquiere una desviación que depende de la Fuerza de Coriolis que hemos mencionado ya antes, pero que será motivo específico de otro post más adelante.

La velocidad, que como dijimos depende esencialmente del gradiente, se ve modificada por factores como el relieve, entre otros, y se mide con el anemómetro.

Según las velocidades alcanzadas, el viento va adquiriendo distintos nombres, señalados en la escala de Beaufort. Por cierto se trata de velocidades promedio a lo largo del tiempo de duración del fenómeno, sin embargo existen normalmente aumentos repentinos que cuando ocurren durante un tiempo muy acotado reciben el nombre de ráfagas.

Imagen1beaufort

Figura 1. Escala de Beaufort.

En la Figura 1 se ve una de las versiones de la Escala Beaufort, y digo una de las versiones, porque hay  modificaciones en las que se incluye un grado 12, correspondiente a huracanes, con velocidades superiores a las marcadas en la tabla, y cuyos efectos se consideran “catastróficos”. No obstante, cabe señalar que existe una escala separada para los tornados que es la de Fujita.

La Figura 2 corresponde a la simbología normalizada para cada grado de la escala.

Imagen1símbolos Beufort

Figura 2.

¿Qué se entiende por circulación atmosférica?

Como ya he dicho más arriba, el viento y numerosos fenómenos locales son obviamente parte de la circulación atmosférica, pero en general se tiende a privilegiar dentro de este último concepto, a los movimientos habituales y de gran compromiso regional, tales como los vientos alisios, por mencionar algunos. Por esta razón, se trata de un tema muy importante y extenso, que profundizaremos en otros posts.

Aquí sólo me referiré a las generalidades de los procesos que rigen esa gran circulación planetaria y que involucran esencialmente al calor y la presión.

Así, pues, los procesos que determinan la circulación son:

Advección: es la transferencia horizontal de calor en las partes bajas de la atmósfera, con ejemplos típicos en las corrientes cálidas que se mueven desde el ecuador hacia las áreas circundantes y más frías. Esas trayectorias se ven modificadas por el efecto de Coriolis, que como ya dije, describiremos en detalle en otros posts.

Convección: Es el ciclo esencialmente vertical, en el que el aire se calienta más cuanto más próximo se encuentra a la superficie terrestre, porque el calor específico  de las rocas y sedimentos es relativamente bajo. Esa mayor temperatura dilata el aire, con lo que su densidad disminuye y tiende a ascender, llegando a zonas más frías, en que se contrae y desciende otra vez, lo cual genera un ciclo cerrado, que puede ser modificado por agentes externos.

Si bien estos dos procesos son inicialmente térmicos, generan también cambios de presión, y por cierto no actúan de manera aislada, sino que se modifican entre sí, formando un sistema mucho más complejo que lo que les acabo de esquematizar.

Para complicar aún más el panorama, existen los procesos adiabáticos,que implican cambios en el volumen y temperatura del aire, pero sin aportes ni pérdidas significativas de calor. Un ejemplo clarificador ocurre cuando se opera con el inflador de una bicicleta, que caliente el aire en la cámara por compresión, aunque no haya ninguna fuente de calor cercana.

Los fenómenos adiabáticos se relacionan estrechamente con la convección. Cuando el aire desciende, ya dijimos que se comprime, y esa compresión es la que genera calor, sin ninguna fuente externa. El proceso inverso también ocurre

En otras palabras, al comprimirse el aire en zonas bajas, se calienta, mientras que en las zonas altas, donde está más enrarecido, se dilata perdiendo temperatura. En estas situaciones, no hay calor entrante ni saliente, sino que es la energía del trabajo realizado para contraer o dilatar el aire, la que hace variar la temperatura.

¿Qué es la tensión de vapor?

Ya hemos dicho en algún otro momento que los vapores y los gases son elásticos, vale decir que tienden a ocupar el mayor volumen posible, ejerciendo por ende en el sistema que los contiene, una presión también llamada fuerza elástica o tensión.

Esa tensión, cuando se refiere al estado meteorológico, es altamente dependiente de la temperatura del aire, su presión y la circulación.

A su vez, incide notablemente en el proceso de evaporación y de condensación, con lo cual se modifica el ciclo del agua en la naturaleza.

¿Qué es el punto de rocío?

El punto de rocío es el nombre que se asigna a la temperatura en la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire.

Pese a su nombre, el resultado de esa condensación puede ser no solamente rocío sino también niebla, neblina, o inclusive, en temperaturas suficientemente bajas, escarcha.

En la primera parte de este post, que subí la semana pasada, les expliqué los conceptos de humedad absoluta y humedad relativa; pues bien, cuando el aire se satura, es decir que la humedad relativa es igual al 100 %, es cuando se llega al punto de rocío.

La saturación se produce según dos procesos inversos: o bien aumenta la humedad relativa, sin cambiar la temperatura; o bien desciende la temperatura, manteniéndose la misma humedad absoluta del aire, con lo que el porcentaje de la relativa aumenta, porque a menor temperatura, la capacidad de contener humedad es menor. También pueden conjugarse ambas cosas.

Este punto de rocío es de importancia vital, porque existen zonas donde no se producen precipitaciones significativas durante varios años consecutivos, pero la condensación en forma de rocío alcanza para sustentar la vida vegetal, y por ende la de la fauna que de ella depende. Un ejemplo típico es la Puna de Atacama.

¿Cuáles son los principales factores que modifican localmente las condiciones climáticas?

Debo aclarar que aquí sólo mencionaremos los factores que inciden en las variaciones regionales del clima terrestre.

Sobre los factores que generan variaciones y cambios climáticos a nivel del planeta completo, como unidad indivisible, vendrán más adelante otros posts, aunque algo les he venido ya adelantando, pongamos por caso, cuando les hablé de los movimientos planetarios terrestres.

Pero tampoco hablaremos ahora de los factores que inciden muy localmente en cada uno de los elementos mencionados, sino de los que modifican las condiciones climáticas de regiones extensas, y ellos son:

  • Altitud, por los efectos que ya mencioné y que se ejercen sobre la distribución de la radiación solar, primariamente.
  • Posición respecto a barreras orográficas, como cordilleras y cadenas montañosas que alteran la circulación atmosférica, y que fundalmentamente determinan diferencias en la carga de humedad a uno y otro lado de ellas. Es un ejemplo típico la sombra pluvial, como se denomina a la pendiente oriental de los Andes, donde se generan condiciones de aridez porque la humedad de los vientos procedentes del océano Pacífico se descarga en la vertiente occidental.
  • Proximidad o lejanía respecto a las grandes masas de agua, que son moderadoras de los extremos climáticos, por las características térmicas del agua misma, según lo expliqué hace ya tiempo en un post.
  • Cubierta vegetal, que es modificadora del clima y a su vez dependiente de él, lo que crea relaciones muy complejas en el sistema.
  • Características del material que constituye la superficie del terreno, las cuales inciden  sobre el valor del albedo, que he definido antes.
  • Grado y características de la urbanización.

Por cierto, todo lo dicho es una síntesis muuuuuyyyyyy apretada, de modo que volveremos una y otra vez sobre estos temas, cada vez con mayor profundidad.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post la he tomado de Imágenes Google, que me direccionó a este sitio.

Las otras dos figuras son también de Google, pero he perdido la pista de su origen.

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