Clasificacion Climatica Thornthwaite

Facultad de Ciencias – Instituto de Física - Unidad de Ciencias de la Atmósfera
LA CLASIFICACIÓN DE C.W.THORNTHWAITE
Consideraciones generales
La idea más original de C.W.Thornthwaite consiste en comparar los aportes de agua con las
pérdidas que, bajo un clima dado, resultan de los fenómenos de evaporación. Designando bajo el
vocablo evapotranspiración a la cantidad de agua perdida tanto por la evaporación desde la superficie
del suelo o las napas líquidas subyacentes como por la transpiración vegetal, se define una magnitud
que no es una propiedad característica de la atmósfera en las cercanías del suelo, puesto que los valores
que pueda tomar estarán limitados cada vez que la disminución de humedad en el suelo reduzca la
cantidad de agua evaporable.
Esto ha conducido a Thornthwaite a imaginar la hipótesis de mantenerse siempre en las mejores
condiciones al respecto, estimando qué sucedería si las superficies evaporantes, sean suelo o
vegetación, tuvieran constantemente suficiente agua a su disposición.
Es así que introduce el concepto de evapotranspiración potencial, que sería la
evapotranspiración efectuada si el agua evaporable fuera renovada constantemente en su origen, sea
éste edáfico o biótico. Se calcula o se estima a partir de datos climatológicos simples, mediante
métodos cada vez más perfeccionados. Es de señalar que la evapotranspiración potencial constituye
una variable climatológica, independiente del suelo y de la vegetación, y dependiendo únicamente de
las condiciones atmosféricas. De ahí que muchas veces se asimila el término evapotranspiración
potencial a demanda atmosférica. Es de señalar asimismo que la evapotranspiración potencial
constituye una aproximación generalmente satisfactoria de las “necesidades de agua” del suelo.
Contrariamente a lo que podría creerse, el sistema de clasificación de Thornthwaite no hace uso
alguno de consideraciones sobre el tipo de vegetación. La clave del sistema está constituida por el
cálculo de dos índices que expresan, para el conjunto del año medio, el grado de sequía y el grado de
humedad de una región. Se definen los déficits anuales y los excedentes anuales de agua comparando,
por un lado, la evapotranspiración “real” (ETR) con la evapotranspiración potencial (n o ETP), y por el
otro las precipitaciones con la evapotranspiración “real”.
Esta última se calcula teniendo en cuenta las cantidades de agua que el suelo puede brindarle a
la vegetación cuando sus necesidades de agua (mensuales) se hacen superiores a los aportes por
precipitación.
CLIMATOLOGIA, 2008
Practico 5
Clasificación Climática de Thornthwaite
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Variables e índices básicos.
Llamando:
n (water need) a las necesidades de agua anuales (de la vegetación), expresadas por el valor
de la evapotranspiración potencial (ETP),
e.r. a la evapotranspiración real (ETR), calculada según el método de balance hídrico de
Thornthwaite
d al total anual de los déficits de agua mensuales de agua
s al total anual de los excedentes mensuales
p al total anual de las precipitaciones
se tienen para todo el año medio, las siguientes relaciones simples:
d = n – e.r.
s = p – e.r.
Los primeros índices a calcular son:
Indice de humedad Ih = 100 * s / n
Indice de aridez
Ia = 100 *d / n
Los cuatro criterios de la clasificación de Thornthwaite
1. El primer símbolo proviene de un Indice Global de Humedad (Im = moisture index) que resulta
de una combinación entre Ih e Ia.
El índice o razón de aridez posee un límite superior que se alcanza cuando e.r. es nula, lo cual sólo se
presenta en las regiones donde no ocurre ninguna precipitación en el año.
En estos casos la “deficiencia” de agua es exactamente igual a las “necesidades” y la razón de aridez
(que es siempre positiva), llega al máximo de 100%
Pero tal límite teórico no existe en el sentido contrario, donde la precipitación y la evapotranspiración
real quedan independientes entre sí, por lo que la razón de humedad Ih excede el 100% en las regiones
donde la precipitación sobrepasan a la evapotranspiración real en una cantidad superior a las
“necesidades” determinadas por la demanda atmosférica (ETP).
Teniendo en cuenta que el excedente y el déficit hídrico se presentan generalmente en estaciones
diferentes, se puede tener una mejor apreciación global incorporando el Indice Global de Humedad a
las dos razones Ih e Ia con signos opuestos. Y aunque un excedente de agua no puede siempre
compensar una insuficiencia posterior, hay una cierta tendencia a la regulación, por la existencia de
ciertas reservas (humedad del subsuelo, eventuales napas freáticas, etc.) más profundas que las que se
consideran en balances hídricos simplificados como el del propio Thornthwaite. Estas reservas reducen
en parte los efectos de sequía, sobre todo si la vegetación contiene plantas perennes vivaces con raíces
profundas.
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En este caso la transpiración continúa, pero a un ritmo más lento. Thornthwaite formula entonces la
hipótesis de trabajo siguiente:
Cada excedente de 6 mm de agua en cierta estación podía ser suficiente para inhibir la
falta de agua en las estación siguiente hasta un total del 10 mm.
En base a esta hipótesis se le da más peso a la razón de humedad que al cociente de aridez Ia,
afectando a este último con un coeficiente de 6 décimos (6/10). De tal manera en Indice Global de
Humedad:
Im = Ih – 0.6 * Ia
o escrito de otro modo
Im = 100*s – 60*d
n
Tomando la escala de valores con intervalos de 20 en 20% del Im, se clasifican nueve tipos climáticos,
desde tipo Arido (-60 < Im < -40) al tipo Perhúmedo (Ih 100).
Estos tipos climáticos están designados por una letra mayúscula, la primera de las cuatro que
caracterizan los esquemas de Thornthwaite.
TABLA I
Tipo climático
Letra
Indice Global
Perhúmedo
A
Im > 100
Húmedo
B4
B3
B2
B1
100 > Im >
80 > Im >
60 > Im >
40 > Im >
80
60
40
20
Sub-húmedo a húmedo
C2
20 > Im >
0
Seco a sub-húmedo
C1
0 > Im > -20
Semiárido
D
-20 > Im > -40
Arido
E
-40 > Im > -60
2. La segunda letra se destina a resaltar el rasgo dominante de la Variación estacional de la humedad
efectiva.
Para ello se determinan diez clases: cinco para los climas húmedos (Im > 0), donde se considera el
valor de Ia concomitantemente con la importancia del déficit, y eventualmente, la estación en la cual se
presenta, y cinco para los climas secos (Im < 0), considerando esta vez el valor de Ih, la importancia del
excedente y la estación en la cual aparece.
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Practico 5
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TABLA II
Variación estacional de la humedad efectiva
Símbol
o
Significado
r
Sólo climas húmedos (A, B, C2)
Ia < 16.7
Poco o ningún déficit en cualquier
estación
Sólo climas secos (C1, D, E)
Ih < 10
Poco o ningún excedente en
cualquier estación.
Variación estacional de humedad de carácter moderado, siendo el verano la estación
más seca.
. En climas húmedos (A, B, C2) 16.7 < Ia < 33.3 Déficit estival moderado.
. En climas secos (C, D, E)
10.0 < Ih < 20.0 Excedente invernal moderado
Variación estacional de humedad de carácter moderado, siendo el invierno la estación
más seca.
. En climas húmedos (A, B, C2) 16.7 < Ia < 33.3
Déficit invernal moderado.
. En climas secos (C, D, E)
10.0 < Ih < 20.0 Excedente estival moderado.
Fuerte variación estacional de humedad, siendo el verano la estación más seca.
. En climas húmedos
Ia > 33.3 Gran déficit estival.
. En climas secos
Ih > 20.0 Gran déficit invernal.
Fuerte variación estacional de humedad, siendo el invierno la estación más seca.
. En climas húmedos
Ia > 33.3 Gran déficit invernal.
. En climas secos
Ih > 20.0 Gran déficit estival.
d
s
w
s2
w2
3. El tercer símbolo expresa el Indice de eficacia térmica, y aparece en segunda posición en la
fórmula.
Se establece directamente de los valores de la evapotranspiración potencial, expresados en milímetros
de la capa de agua equivalente, clasificando las regiones del planeta en nueve grupos, del “clima de
hielo” ( n > 142 mm) a tipo megatermal (n > 1140 mm).
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TABLA III
Eficacia térmica media anual
Indice de eficacia térmica
= ETP en mm.
1140
997
855
712
570
427
285
142
>
>
>
>
>
>
>
>
n
n
n
n
n
n
n
n
n
> 1140
> 997
> 855
> 712
> 570
> 427
> 285
> 142
Símbolo
A’
B4’
B3’
B2’
B1’
C2’
C1’
D’
E’
Tipo de clima
Megatermal
Cuarto mesotermal
Tercer mesotermal
Segundo mesotermal
Primer mesotermal
Segundo microtermal
Primer microtermal
Clima de tundra
Clima de hielo
4. El cuarto símbolo traduce la concentración estival de la eficacia térmica. Para ello se toma el
cociente entre la evapotranspiración potencial de los 3 meses de verano sobre la de todo el año, en
porcentaje, obteniéndose 8 clases según la tabla siguiente:
TABLA IV
Concentración estival de la eficacia térmica
(ETP de los 3 meses de verano / ETP anual) * 100
Valores inferiores a 48.0
Entre 48.0 y 51.9
Entre 51.9 y 56.3
Entre 56.3 y 61.6
Entre 61.6 y 68.0
Entre 68.0 y 76.3
Entre 76.3 y 88.0
Valores superiores a 88.0
Símbolo de Thornthwaite
a’
b4’
b3’
b2’
b1’
c2’
c1’
d’
Los caracteres del clima de un lugar se expresan en definitiva por la sucesión de cuatro letras
indexadas que indican en su orden: el grupo climático según el índice global de humedad, el tipo de
eficacia térmica media anual según el valor anual de la ETP tomada directamente como elemento
climático, el tipo de variación estacional de la humedad efectiva, utilizando las razones de aridez o de
humedad según el caso, y el grupo de la concentración estival de la eficacia térmica.
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