Sistemas climáticos

En el conjunto de la Tierra existe una gran variedad de climas y condiciones meteorológicas. Los avances recientes de la ciencia y la tecnología han hecho posible un estudio y conocimiento más cercano de estos climas. Ello ha llevado asimismo a descubrir semejanzas entre los mismos y a interpretar sus diferencias.

En esta labor de estudio comparado de los climas terrestres tienen gran valor los sistemas climáticos y las clasificaciones del clima. Tales esquemas de clasificación permiten determinar cuáles son las variantes climáticas esenciales, con el fin de establecer criterios que favorezcan la adscripción de cierto tipo de clima a cada región.

Cuando se analizan características como las precipitaciones o la temperatura es posible dividir los climas en grandes grupos claramente distinguibles. Con todo, es preciso tener en cuenta que las franjas que separan unas zonas climáticas de otras no son radicales, sino que tienen zonas intermedias de transición de un clima a otro, es decir, en ese paso gradual de unas características climáticas a otras tienen lugar los climas intermedios.

En ocasiones no es fácil delimitar una zona climática porque en ella se pueden dar subclimas que combinan propiedades de varios climas a la vez. Aun así, las diferentes clasificaciones que han establecido autores como Wladimir Peter Köppen, Charles W. Thornthwaite, A. Miller y Hermann Flohn son de gran utilidad para entender el mapa climático de la Tierra y su repercusión en los ecosistemas y formas de vida.

Las clasificaciones del clima

Tal como se ha expuesto, existen diferentes sistemas que intentan establecer una clasificación de los múltiples tipos de clima. Uno de los más conocidos y aplicados por los geógrafos es el del alemán Köppen, que se puede aplicar a todo el planeta y describe los fenómenos climáticos más representativos de cada zona.

Si se retrocede en el tiempo, la historia muestra que las primeras clasificaciones fueron las que hicieron los griegos, que fragmentaban la Tierra en dos partes: el mundo habitable y el habitado. Este último se dividía a su vez en bandas o klimata, según el grado de iluminación solar impuesto por la latitud.

Sin embargo, hasta que no se asentó la climatología como ciencia en el siglo xix no se produjo un claro avance en los sistemas de climas. A partir de entonces han convivido dos tendencias con distinto enfoque para catalogar los climas: las clasificaciones genéticas, basadas en los factores que provocan la variabilidad climática, como las masas de aire, y las empíricas, sustentadas en los elementos del clima agrupados en índices, como las temperaturas o el grado de aridez.

Una clasificación muy representativa del tipo empírico es la de Köppen, basada en la combinación de parámetros climáticos. Otros climatólogos y científicos han propuesto a su vez sistemas de tipificación centrados en la observación de elementos distintos. Así, Thornthwaite se basó en la humedad y la eficacia térmica, Miller combinó las precipitaciones, la temperatura y la flora y Flohn consideró primordiales el sistema de grandes vientos planetarios y las precipitaciones.

Mapas que representan los grandes conjuntos de vegetación natural y la clasificación climática de Köppen. Esta clasificación está muy relacionada con la vegetación regional y algunos parámetros meteorológicos aunque no tiene en cuenta el dinamismo atmosférico.

Mapas que representan los grandes conjuntos de vegetación natural y la clasificación climática de Köppen. Esta clasificación está muy relacionada con la vegetación regional y algunos parámetros meteorológicos aunque no tiene en cuenta el dinamismo atmosférico.

Clasificación de Köppen

La de Köppen es una de las muestras de uso más extenso de clasificación empírica de los climas. Fue propuesta en 1918 por el climatólogo y botánico alemán Wladimir Peter Köppen y, posteriormente, revisada por sus seguidores hasta los años sesenta. En ella sólo se emplean valores de precipitaciones y temperaturas y no se tienen en cuenta los mecanismos esencialmente climáticos.

Su método se basa en la combinación de diferentes parámetros climáticos de forma empírica. Cada clima viene definido por unos valores medios de temperaturas y precipitaciones. Sin embargo, no tiene en cuenta otros elementos como la dinámica de la atmósfera o las causas de los movimientos de aire, aunque es un sistema que permite asignar cada espacio a un grupo climático. El sistema parte de la idea de que la vegetación es un importante indicador del clima y permite establecer los límites climáticos de cada región.

Para realizar una primera clasificación de los climas por zonas, se usan letras mayúsculas. Se establecen así climas cálidos o tropicales lluviosos (A), secos (B), templados (C), fríos (D), polares (E), de montaña (G) y de alta montaña (H), estos dos últimos producto de la influencia de la orografía.

Los climas A comprenden un grupo de climas cálidos cuya principal característica es la ausencia de una estación invernal. Las temperaturas no bajan de 18 °C. En este conjunto existen dos subgrupos: climas hipertropicales o ecuatoriales (Af), tropicales o de sabana tropical (Aw) y climas sobre los que se desarrolla la pluvisilva (Am).

El grupo de climas B está compuesto por climas secos en los que la evaporación supera a las precipitaciones. Como consecuencia, no hay cursos fluviales permanentes. Se subdividen en clima de estepa (Bs) y de desierto (Bw).

Los climas C son de tipo templado y con temperaturas en el mes más frío inferiores a 18 °C, aunque nunca por debajo de –3 °C. Los climas D son también templados, si bien con la diferencia de que sus inviernos se distinguen por ser más extremos, con temperaturas inferiores a –3°C. En los periodos de verano se superan los 10 °C.

Por su parte, el grupo de climas E está formado por climas polares, en los que no existe la estación estival. A lo largo del año, las temperaturas medias se sitúan por debajo de los 10 °C. Los climas E se subdividen en climas de tundra (Et) y de hielos perpetuos (Ef). En los primeros, la media mensual puede superar los 0 °C; en los segundos nunca se dan temperaturas por encima de cero.

Finalmente, en la denominación de climas G se agrupan los climas de montaña. Los climas H son de alta montaña, propios de zonas por encima de 3.000 m de altitud.

Como complemento a esta clasificación, el sistema de Köppen introduce una serie de letras minúsculas que indican los diferentes regímenes pluviométricos: f para simbolizar la ausencia de una estación seca; s, verano seco; w, invierno seco, y m, un régimen pluviométrico de tipo monzónico.

Asimismo, se usa una tercera letra minúscula para matizar el régimen térmico. La tabla 1 recoge el significado de este tercer símbolo.

Tabla 1. Indicación de condiciones climáticas en el sistema de Köppen.

Con la combinación de estas letras y símbolos se definen la mayoría de los climas mundiales. El de Köppen es uno de los esquemas preferidos por los geógrafos y los botánicos. Uno de sus aspectos esenciales es que estima que la vegetación natural es un indicador básico del tipo de clima y, en algunos casos, las propias especies vegetales sirven en algunos casos para establecer los límites climáticos.

Con todos estos factores, es posible describir y catalogar los principales tipos de climas. Dichos tipos se resumen de forma compendiada en la tabla 2. Existen muchos más tipos de clima que se pueden interpretar siguiendo las indicaciones de los símbolos. Por ejemplo, un clima Csa indica que es templado, con veranos secos y calurosos e inviernos suaves y húmedos (clima mediterráneo).

Tabla 2. Tipos de climas según Köppen.

Clasificación de Thornthwaite

El climatólogo estadounidense Charles W. Thornthwaite propuso en 1933 una primera versión de su clasificación, basada en el balance hídrico anual y el concepto de eficacia térmica (evapotranspiración potencial o etp). Definida como la cantidad máxima de vapor de agua que pasaría a la atmósfera si todo el suelo estuviera cubierto de vegetación y bien abastecido de agua, se establece según la temperatura media mensual y el exceso o falta de humedad que se calcula con el balance de vapor de agua.

La de Thornthwaite es un tipo de clasificación empírica centrada en índices y que originó mucho interés entre grupos botánicos y agrícolas. El científico usó además el índice global de humedad y el índice de eficacia térmica, entre otros elementos. Según todo esto, determinó dos grupos climáticos: según la humedad y según la eficacia térmica. La tabla 3 resume sus rasgos principales.

Tabla 3. Clasificación de Thornthwaite según la humedad y el índice de eficacia térmica.

Clasificación de Miller

Otro ejemplo de agrupación de las características climáticas fue el propuesto por A. Miller y en él se combinan precipitaciones, temperatura y flora. Esta clasificación tiene la virtud de describir cómo influye el clima en el comportamiento de los seres humanos.

Miller definió seis grandes grupos de climas: cálidos o intertropicales, templados cálidos o subtropicales, desérticos, oceánicos, continentales y polares. A continuación se describen detalladamente sus características principales.

Climas cálidos. Según Miller, estos climas se distinguen porque la temperatura anual media es de 21 °C. Se distinguen dos tipos: ecuatorial y tropical. En el primero, las temperaturas son elevadas y las lluvias abundantes y regulares. La vegetación es exuberante gracias a esas condiciones climáticas y destacan los bosques de hoja caduca. A partir de 49 m de altura, las grandes plantas forman un paraguas filtrante de agua y una capa de vapor que favorece las lluvias.

Miller definió seis tipos diferentes de clima, los cuales, a su vez, pueden englobar otros subtipos. Es el caso del clima cálido, el cual engloba al ecuatorial y al tropical. En la imagen, paisaje de Guanacasté (Costa Rica) que muestra la vegetación típica de las zonas secas tropicales.

Las zonas con estos climas no son idóneas para el establecimiento humano debido a la gran vegetación. Además es complicado también para el ganado y para los humanos por las enfermedades tropicales que favorecen las condiciones ambientales y los insectos. El procedimiento aplicado comúnmente de quema de bosques y roza para implantar tierras agrícolas provoca la quiebra del equilibrio ecológico, como sucede actualmente en la región del Amazonas.

En el clima tropical cada zona tiene mayor amplitud térmica, con diferencias de hasta 10 °C entre mínimas y máximas. Las precipitaciones son más variables que las del clima ecuatorial y existe una estación seca más marcada, que llega a la aridez, según se aleja la región del ecuador. La población que habita en estos ámbitos vive la estación seca con una menor ocupación del suelo. Las plantas predominantes son las adaptadas a la estación seca y forman un paisaje más penetrable que el ecuatorial. Entre el bosque y la zona árida suele encontrarse un área de transición (sabana) en la que es posible la agricultura y la ganadería.

Climas templados cálidos. Estos climas establecen una transición entre los desiertos cálidos y los templados fríos. No tienen una estación fría y sus temperaturas son elevadas pero menos que en el trópico. Dependiendo de su ubicación se dan diferentes tipos como el clima mediterráneo o el clima chino. En la zona mediterránea, la vegetación está adaptada a la variación de precipitaciones y temperatura y dominan árboles como la encina, el olivo o el pino resinero.

En el clima chino, las mayores precipitaciones favorecen especies como arbustos de té, robles o hayas. En general, son zonas adecuadas para los asentamientos humanos, en las que se da la agricultura de secano en el clima mediterráneo (olivo, vid, cereales) y de cereales, que requieren más agua, en el clima chino (arroz, mijo).

Climas desérticos. Se caracterizan por la permanente influencia de series de anticiclones. En las zonas tropicales, en los desiertos apenas se producen precipitaciones (menos de 250 mm) y las temperaturas son muy elevadas, ya que no existe la vegetación necesaria para absorber el calor. Las zonas desérticas representan unos 25 millones de kilómetros cuadrados en el mundo y se encuentran especialmente en Australia, África, Asia y, en menor medida, en América. El paisaje es muy árido, compensado en parte por las aguas subterráneas de los oasis.

Los desiertos suman unos 25 millones de kilómetros cuadrados en el conjunto del planeta. Aunque se caracterizan por una aridez que hace casi imposible la vida vegetal, la captación de aguas subterráneas puede dar lugar a vergeles como los oasis.

Las escasas plantas y animales que viven en estas zonas tienen la capacidad de aguantar largas temporadas sin agua y, durante las irregulares precipitaciones, cumplen con rapidez su ciclo vital. Las regiones desérticas sufren despoblación y suelen tener una densidad de población inferior a un habitante por kilómetro cuadrado. Existen también desiertos en zonas templadas, donde las temperaturas no son tan extremas como en las zonas desérticas tropicales.

Climas oceánicos. El principal rasgo distintivo de los climas oceánicos son las abundantes precipitaciones (más de 1.000 mm) bastante repartidas en el tiempo. Las temperaturas son muy moderadas en invierno (no bajan de los 6 °C) y verano (no superan los 25 °C) debido a la influencia moderadora de los océanos. Éstos son los responsables también de las numerosas nubes que pueblan sus cielos, ya que el 50% de los días suele ser nuboso.

La típica humedad de los climas oceánicos favorece la formación de paisajes verdes con abundantes bosques de árboles de hoja perenne como el eucalipto (en la imagen).

Este tipo de clima está más presente en el hemisferio norte y en lugares próximos al mar. La vegetación la componen bosques de hoja perenne (eucaliptos, nogales, hayas, robles, etc.). Los pastos naturales se desarrollan bien y forman un amplio paisaje verde. Con estas características, la influencia sobre los seres humanos es muy notoria ya que son zonas en las que se concentran grandes densidades de población de los países desarrollados.

Climas continentales. Los llamados climas continentales tienen una estación invernal muy fría, con temperaturas inferiores a los 6 °C, y en las regiones más alejadas del mar la media térmica es más extrema, situándose en valores bajo cero. Por el contrario, en verano las temperaturas son muy elevadas y la oscilación térmica anual también lo es (más de

15 °C).

Según la lejanía del mar y la existencia de montañas, las lluvias oscilan entre 250 y 1.000 mm. Las especies vegetales de estas zonas están adaptadas al frío y a la sequedad del verano (coníferas, abetos). Estos lugares favorecen los asentamientos de población, ya que la actividad agraria es posible y el clima, soportable.

Climas polares. Ningún mes registra temperaturas medias que superen 10 °C, por lo que no existe una estación cálida. Estos climas se dan en las extensiones polares, sobre todo en la Antártida y en las zonas más septentrionales de América, Asia y Europa.

La cadena anticiclónica polar impide que se produzcan precipitaciones, por lo que éstas son muy poco abundantes. En la época de las heladas, apenas existe vegetación y tampoco asentamientos humanos. Los lugares sometidos al clima polar acogen únicamente al 0,02 % de la población mundial.

Clasificación de Flohn

A mediados del siglo xx, el climatólogo alemán Hermann Flohn desarrolló una propuesta de clasificación de los climas que usaba como criterios principales las precipitaciones y el sistema de grandes vientos planetarios. Denominó climas homogéneos a los afectados por el mismo sistema de vientos durante todo el año, y climas heterogéneos a los influidos por variaciones estacionales del movimiento del aire (v. figura 5).

En virtud de estas consideraciones, cabría distinguir en el planeta varias grandes áreas climáticas: una ecuatorial, dos tropicales, dos subtropicales, una templada, una subsolar y una polar.

La zona ecuatorial de vientos del oeste se caracteriza por tener continuamente precipitaciones y una humedad permanente.

Hermann Flohn desarrolló una clasificación de los climas basándose en las precipitaciones regionales y los sistemas de vientos. En la imagen, vientos dominantes y precipitaciones medias en el cono sur americano.

Por su parte, el rasgo diferenciador de la zona tropical de vientos alisios en los meses de verano es la concentración de precipitaciones en la estación estival.

En la zona subtropical seca de vientos alisios, el cinturón de altas presiones subtropicales provoca condiciones secas durante la práctica totalidad del año.

A su vez, la zona subtropical de lluvias invernales es la región con precipitaciones concentradas en los meses del invierno, como sucede por ejemplo en el Mediterráneo.

La zona templada de vientos del oeste se distingue porque los vientos están presentes todo el año, por lo que las precipitaciones se encuentran repartidas y de forma moderada.

La zona subsolar se subdivide en dos grupos. El primero se caracteriza por la acción de los vientos del este en verano y las precipitaciones durante todo el año. El segundo está definido por los rasgos que introduce la continentalidad, por lo que las lluvias suelen concentrarse en los meses de invierno. Además, los relieves montañosos favorecen la aparición de nieve.

La zona polar de vientos del este es la última gran zona definida por Flohn. En estos dominios polares se producen precipitaciones muy débiles durante todo el año.

También se puede establecer una clasificación climática por zonas teniendo en cuenta las temperaturas y las precipitaciones. Con arreglo a esta descripción de los climas a escala planetaria, que atiende a los valores medios registrados, se distinguen las siguientes variedades.

Clima desértico. La temperatura oscila en torno a 25 °C y la pluviosidad se sitúa por debajo de 35 mm anuales. Es un clima sin vientos, con una variante de desierto frío propia de lugares como Irán o Mongolia. Existen dos variantes: desértico cálido y desértico costero (con menor amplitud térmica y precipitaciones menores).

Clima ecuatorial, propio de latitudes bajas. La temperatura media en el mes más frío supera 18 °C. Se distingue por la ausencia de vientos y las precipitaciones abundantes, que suelen superar 1.500 mm e incluso llegar a 3.000 mm.

Clima frío, cuya temperatura media es algo superior a 10 °C durante cuatro meses. Es propio de lugares como Liberia, Alaska o Canadá.

Clima intertropical de montaña, con dos tipos diferenciados: mexicano, con grandes oscilaciones de temperatura y una estación seca, y colombiano, con dos máximos lluviosos y sin estación seca.

Dentro de los climas intertropicales de montaña, Flohn distingue dos subtipos siguiendo los modelos mexicano y colombiano. Este último tiene dos máximos lluviosos y ninguna estación seca. En la imagen, paisaje de alta montaña en Colombia.

Clima polar, característico de la tundra por las bajas temperaturas y las escasísimas lluvias. Las amplitudes térmicas pueden llegar a alcanzar los 30 °C.

Clima templado, situado entre 45 y 60° de latitud. Se distinguen dos variantes: continental, con inviernos fríos y veranos húmedos y cálidos (Europa central) y oceánico, con una temperatura media de 10 °C y una estación fría de menos de cuatro meses. Este segundo se subdivide en climas chino y mediterráneo, propio de países alrededor del Mediterráneo, las costas de África del sur, California y Australia.

Clima tropical, cuya oscilación térmica está entre 7 y 9 °C. Tiene dos estaciones secas y dos lluviosas (Sudán) o bien una de cada clase (como en Senegal). La media anual supera los 20 °C y las temperaturas son muy elevadas y uniformes.

Clasificación según la latitud

Como cierre de los sistemas de esquematización climática debe esbozarse la denominada clasificación según la latitud, en la cual se presentan las características de los climas según las latitudes en las que se encuentra cada región. Según este enfoque, existen climas de latitudes altas, medias e intertropicales.

Las zonas situadas en una latitud elevada reciben menos radiación solar y son muy frías presentan climas de latitudes altas. Dado que el aire frío tiene gran densidad, se presentan con frecuencia condiciones anticiclónicas, por lo que apenas hay precipitaciones. Algunas regiones costeras pueden ser más húmedas con temperaturas más suaves en verano, aunque las áreas de más continentalidad (Antártida) sufren gran oscilación térmica entre el invierno y verano, con valores térmicos muy bajos.

En las latitudes medias, lugares de tránsito entre las altas y las bajas, el clima es muy complejo y de mucha diversidad. La mayor variedad de tipos climáticos se produce en estas latitudes. Uno de los fenómenos más característicos son las borrascas ondulatorias, provocadas por el enfrentamiento entre los vientos del anticiclón polar y los vientos templados de las altas presiones subtropicales. Estas borrascas afectan a las costas occidentales de los continentes templados.

Cuando los aires que las ocasionan se ponen en contacto no se mezclan. El resultado es que se empujan y presionan mutuamente hasta que acaban ondulándose y produciendo un giro ciclónico del viento. Este fenómeno se denomina frente polar. En las latitudes medias se pueden distinguir diferentes tipos de climas, como consecuencia de la acción de este tipo de borrascas: oceánicos de costas occidentales, templado-continental, húmedo de costas orientales y mediterráneo.

Las latitudes intertropicales comprenden la región terrestre de máxima insolación. Está limitada por los cinturones de anticiclones subtropicales de los que surgen los vientos alisios. Como consecuencia, tiene las elevadas temperaturas, con las condiciones más altas de humedad y precipitaciones y, a la vez, las de mayor sequedad. Se distinguen tres grandes grupos de climas que tienen en común las altas temperaturas, pero que se diferencian por las precipitaciones: ecuatorial húmedo, clima árido, clima de alta montaña.

El equilibrio térmico de la tierra

Los ascensos y descensos de temperatura se producen con un ritmo diario y estacional. El aire también presenta sus variaciones sistemáticas en la temperatura, desde las latitudes ecuatoriales hasta las polares y de las superficies oceánicas a las continentales.

A pesar de estos ciclos térmicos, la Tierra mantiene un equilibrio. El calor que emite el Sol es captado por la esfera terrestre, con lo que el nivel de energía calorífica se eleva. A su vez, el planeta distribuye calor hacia el espacio exterior, un proceso mediante el cual se disminuye el nivel de energía calorífica. Ambos fenómenos generan el balance global de calor.

Dado que en las zonas ecuatoriales se recibe mucho más calor del que se pierde y, por el contrario, en las superficies polares se pierde mucho más calor del que se recibe, son necesarios los mecanismos de transferencia calorífica que conduzcan el exceso de calor de una zona a otra deficitaria. En la Tierra, esos mecanismos son los océanos y los movimientos de la atmósfera. El agua absorbe y libera calor cuando pasa de un estado a otro. Así, el movimiento del agua en la atmósfera, los océanos y los continentes forma un sistema de gran importancia en el flujo calorífico.

En estas condiciones, la Tierra se comporta como un modelo climático complejo y en cambio permanente. A ello influyen también los movimientos astronómicos, que hacen que en su órbita alrededor del Sol el planeta vaya modificando su orientación respecto al astro. Ello implica una sucesión de estaciones, que es especialmente acusada en las regiones templadas del planeta.

Las estaciones son iguales en ambos hemisferios, pero se muestran invertidas. El inicio del solsticio de verano en el hemisferio norte marca el comienzo del solsticio de invierno en el sur, y a la inversa. También aparecen invertidas las estaciones marcadas por los equinoccios. En cualquier caso, esta sucesión implica una reordenación de las masas terrestres y oceánicas calientes y frías en los hemisferios, que tienen una consecuencia ineludible en el ciclo climático y en el equilibrio térmico del planeta en su conjunto.