TEMA 9 - Departamento de Ciencias de la Atmósfera

FACULTAD DE CIENCIAS
CURSO DE CLIMATOLOGIA
TEMA 9
CLASIFICACIONES CLIMÁTICAS GLOBALES
1. PROBLEMÁTICA DE LAS CLASIFICACIONES CLIMATICAS
El problema de las clasificación climática es un problema insoluble, que solo recibe
soluciones arbitrarias y artificiales, y por lo tanto imperfectas. En climatología la
complejidad de caracteres que dan a cada clima su individualidad no permite definir
objetivamente las unidades a clasificar. Por lo tanto no se puede recomendar un método
respecto de otro. Para tener una utilidad práctica, las clasificaciones climáticas deben partir
de datos simples o al menos fácilmente accesibles, para confeccionar un cuadro a la vez
suficientemente general (para comparar climas con muchos rasgos comunes) y sin embargo
bastante detallado (para diferenciar climas que separan únicamente algunos caracteres más
o menos importantes).
Por ejemplo, para el infinito no numerable de los climas que se encuentran en la superficie
terrestre solamente, se puede tratar de agrupar en conjuntos lo más racionalmente
homogéneos, a climas que tengan características parecidas. Pero los principios que guíen
cada agrupamiento variaran notablemente en función del problema al cual se proponga
aplicar la clasificación. O sea que sistemas diferentes conducen a representaciones
diferentes. La comparación de los resultados, debe hacerse teniendo en cuenta las razones
utilitarias que dictaron la elección de cada uno de los sistemas.
Las clasificaciones primitivas son demasiado simplistas. En general dividían al globo en 5
zonas. Tenían en cuenta solo la componente astronómica. No consideraban la distribución
de océanos y continentes, el relieve, la circulación general de la atmósfera y los océanos,
etc.
En general en las clasificaciones modernas se consideran al menos 2 elementos,
particularmente precipitación y temperatura, utilizando prioritariamente uno de ellos o
poniéndolos en pie de igualdad. Así se confeccionan INDICES (combinación cuyos
valores numéricos sirven de clasificación).
En general, las clasificaciones climáticas propuestas hasta el presente se pueden considerar
en cuatro grupos, según estén fundamentadas en las temperaturas, las precipitaciones,
combinaciones de ambos factores, o la distribución de los seres vivos (bioclimáticas):
a) Clasificaciones basadas en la temperatura: destacan las similitudes existentes entre
isotermas y paralelos, pero debido a las diferentes propiedades térmicas de las masas de
tierra y agua, no es posible correlacionar los regimenes de temperatura con las zonas
latitudinales.
b) Clasificaciones climáticas basadas en la precipitación: suelen llevar a la distinción entre
las zonas más áridas y las muy húmedas, con diversas denominaciones (árido, semiárido,
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seco, subhúmedo, húmedo, muy húmedo, etc.). Sin embargo, al no tener en cuenta la
distribución de las precipitaciones a lo largo del año ni considerar el factor temperatura, la
efectividad de las lluvias queda en estas clasificaciones sin evaluar.
c) Clasificaciones mixtas: consideran tipos climáticos a partir de criterios combinados de
precipitación y temperatura, que se suelen plasmar en índices climáticos muy diversos.
d) En las clasificaciones climáticas relacionadas con la distribución de los seres vivos, las
plantas vasculares perennes, por su estatismo, son las que han permitido mayores avances,
pues al no eludir los periodos climáticos adversos del año, se han debido adaptar para
sobrevivir a ellos. Sin embargo, las plantas vasculares de ciclo anual son buenas
indicadores de la estacionalidad en cuanto a precipitaciones.
Dentro de las clasificaciones climáticas basadas en la distribución de plantas se distinguen
las "agroclimáticas", relacionadas con las potencialidades de cultivos, y las "fitoclimáticas",
fundamentadas en la distribución de plantas y comunidades vegetales naturales, bajo el
supuesto de que la vegetación refleja el conjunto de condiciones ambientales y las formas
vitales representan adaptaciones a medios particulares, especialmente a las circunstancias
climáticas.
La clasificación agroclimática, basada en la ecología de los cultivos, intenta establecer el
espectro cultural de una zona dada y fundamentar la utilización agraria de la misma según
parámetros meteorológicos sencillos.
2. CLASIFICACIÓN DE MARTONNE
Está fundada en criterios geográficos, descansando sobre el reconocimiento de los climas
astronómicos clásicos. Hay siete tipos designados por cifras romanas, cada uno de los
cuales comprende un cierto grupo de climas afines, en la siguiente forma:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
Climas cálidos: Ecuatorial , Subecuatorial. Ecuatorial oceánico. Tropical oceánico.
Ecuatorial de montaña. Tropical de montaña.
Monzonicos: Tropical. Subtropical (Indico).
Templados sin invierno: Mediterráneo.
Templados con invierno.
Fríos: Oceánico. Continental.
Polar
Desértico.
Como se ve, y aunque los límites entre unos tipos y otros no están definidos
numéricamente, el criterio que preside la clasificación es esencialmente térmico, con algún
retoque relativo a la precipitación. Más que por condiciones previas, cada tipo se
caracteriza por comparación con el clima de la región determinada, que se escoge como
modelo.
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3. CLASIFICACIÓN DE W. KÖPPEN
Wilhelm Köppen (1918), fue el primero en clasificar los climas teniendo en cuenta
precipitación y temperatura, pero fijando los límites de cada tipo climático en función de
límites en la distribución de la vegetación. Reconoció cinco zonas bioclimáticas en el
mundo: tropical, subtropical, templada, fría y polar.
El autor propone definir el clima de un lugar mediante una combinación de letras que
indican, cada una según su lugar en la fórmula, una o varias características de la
temperatura de aire, del monto de las precipitaciones, de la distribución a lo largo del año
(de la marcha anual de cada elemento (gang)), de uno u otro de esos elementos, etc. Las
letras utilizadas corresponden en general a iniciales de palabras alemanas.
La clasificación de Koppen se enlaza claramente con el sistema simple de los climas
astronómicos, reminiscencia que lógicamente debe encontrarse en el fondo de todas las
clasificaciones, ya que el más eficiente de todos lo factores climatológicos es la latitud. En
el sistema de Koppen uno de los tipos principales el B, es independiente de la latitud, pero
los otros cuatro se disponen escalonadamente por latitudes crecientes en el orden A, C, D,
E, como se indica en la figura siguiente. Por eso en la clasificación primitiva de Koppen
estos tipos recibieron nombres geográficos: A (tropical lluvioso); C (templado húmedo); D
(templado frío), y E (polar). Los climas A,C,D fueron calificados de arbóreos; el clima E se
caracteriza por la falta de vegetación arbórea.
Figura 1. Separación entre los tipos A,C, D y E
La clasificación astronómica es demasiado grosera para Köppen, por lo tanto la mejora
agregándole una indicación sobre la existencia o la ausencia de una estación seca, y sobre el
grado de sequía o de frío.
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Valores adoptados para la elección de las mayúsculas principales
Clase A – la temperatura media del mes más frío es superior a 18ºC
Clase C – la temperatura media del mes más frío es inferior +18ºC, pero superior a –3ºC
Clase D – la temperatura media del mes más frío es inferior a –3ºC, pero el mes más cálido
tiene una temperatura media superior a +10ºC
Clase E – la temperatura media del mes más cálido es inferior a +10ºC. Si es superior a
0ºC, es del tipo ET, si es inferior a 0ºC, es del tipo EF
Algunos climas de altura presentan analogías con estos tipos. Se los distingue agregándole
la letra H (hole, altitud), al grupo ET o EF, cuando la altitud de ese lugar sobrepasa los
1500 m.
Se encuentran también climas ETC (cuando la temperatura media del mes más frío es
superior a –3ºC) y climas EB (las precipitaciones son inferiores a los límites de la clase B)
Letras adoptadas para las minusculas secundarias
Los grupos en minúsculas son utilizados con los climas de las clases A, C y D. Las letras S
y W, sólo con la clase B; y la clase E se detalla con las letras T y F.
En el caso de la sequía, la segunda letra de la fórmula es una de las siguientes minúsculas:
f – fehlt: falta, ausencia de estación seca
s – sommer: verano, la estación seca ocurre en el verano del hemisferio correspondiente
w - Winter: invierno, la estación seca es el invierno
En el segundo caso, la segunda letra es una de las siguientes mayúsculas:
S – steppe: estepa
W – wuste: desierto
T – toundra: tundra
F – frost ewig: hielo permanente
De esta manera, el primer esquema de Köppen contiene once tipos principales de climas:
Climas Tropicales Húmedos:
(ecuatoriales)
Af – sin estación seca
Aw – con inviernos “secos”
Climas Templados:
Cf – sin estación seca
Cs – con veranos secos
Cw – con inviernos secos
Climas secos:
BS – estepas
BW – desiertos
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Clima subártico:
Df – sin estación seca
Dw – con inviernos fuertes
Clima de nieve o polares:
ET – tundra
EF – hielos permanentes
Es de destacar que los tipos As (tropical húmedo con invierno seco) y Ds (subártico con
invierno frío y verano seco) no aparecen en la lista. Pues son difíciles de encontrar ejemplos
de ellos en la superficie de la Tierra.
Figura 2. Clasificación climática global de Köppen
3. EL CONTINENTE IDEAL DE KOPPEN.
El mismo Koppen presentó un modelo de distribución de sus tipos climáticos sobre un
continente ideal, deducido de la influencia que los distintos factores climatológicos ejercen
sobre él. El procedimiento del continente ideal ha sido aplicado después a otras
clasificaciones. La adaptación de la realidad al modelo, habida cuenta de la exagerada
simplificación de éste, es bastante satisfactoria. El perfil adoptado para el continente ideal
es ovalado, alargado en el sentido norte-sur, mas ancho en el hemisferio norte y terminando
en punta hacia el sur; se supone que no hay relieve. Las dos grandes masas continentales,
Eurasia con Africa y las dos Américas, responden en general a tal configuración.
A grandes rasgos la distribución consiste en una sucesión de zonas mas o menos paralelas
que se repiten simétricamente a ambos lados del ecuador en el orden A, C, D, E. Este
sistema se ve interrumpido en cada hemisferio por un banda oblicua del tipo B, que
arrancando de la costa occidental a la latitud del trópico, penetra en el interior del
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continente hasta una profundidad de unos 2/3 de su anchura, alcanzando en su extremo
interior una latitud de 45° a 50°.
Los climas ecuatoriales (tipo A) forman una banda que se va ensanchando de oeste a este,
sobre todo en su parte central, que corresponde al subtipo Af, pues las zonas marginales del
tipo Aw, al norte y al sur no llegan a la costa ecuatorial. El tipo As no se da en ningún
punto, ya que en la zona ecuatorial, es desconocido el verano seco.
La zona de lluvias perennes Af, que se confunde más o menos con la extensión de la
llamada selva tropical, se extiende a ambos lados del ecuador térmico, que no coincide
exactamente con el ecuador geográfico. La lluvia es de carácter convectivo y aun
tormentoso. La frecuencia de tormentas en esta zona es muy elevada, sobre todo entre abril
y septiembre (hemisferio norte), en relación con la desviación del ecuador térmico hacia el
norte. Aunque existe lluvia durante todo el año el régimen no es uniforme, produciéndose
dos máximos en las épocas de los equinoccios. El ensanchamiento de esta zona hacia el este
se debe al predominio de los vientos del este, que son los que aprontan la humedad
precipitable. El régimen termométrico se caracteriza por una exagerada oscilación diurna y
una débil oscilación anual. Hay dos máximos en las proximidades de los equinoccios,
coincidiendo con los máximos pluviometricos, como se comprende por el carácter
predominante convectivo de la precipitación.
Figura 3. Continente ideal de Köppen
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4. CLASIFICACION DE C.W.THORNTWAITE
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.
De esta manera se 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 toma como sinónimo 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.
Variables e índices básicos.
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
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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.
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).
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.
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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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.
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.
5. CLASIFICACION DE H. WALTER
H.Walter (1976), acuño el concepto de "bioma", para referirse a grandes unidades
ecológicas que incluyen tanto al ambiente como a los componentes bióticos. Además
reconoció en la biósfera nueve biomas zonales o "zonobiomas" (ecuatorial, tropical,
subtropical árido, mediterráneo, templado cálido, templado, templado árido, boreal y
ártico), cuyo mayor determinante era el clima. También marcó, dentro de los zonobiomas,
la necesidad de establecer subdivisiones en función fundamentalmente de la cuantía y/o
efectividad de las precipitaciones.
La tierra es una gran entidad y los eventos que tienen lugar en el ambiente terrestre, en la
biósfera, ejercen influencia mutua unos sobre otros. El clima, el suelo, la vegetación y la
vida animal no deberían considerarse como ramas aisladas de la ciencia.
Es imposible separar los fenómenos asociados con la vida de los factores ambientales y la
tarea de los ecologistas es entender estas interconexiones.
La biósfera es un vasto ecosistema. La ecología, en el amplio sentido de la palabra, es la
ciencia de los ecosistemas. Un ecosistema es una estructura compleja y dinámica, formada
por componentes abióticos (factores ambientales como el clima, suelo) y componentes
bióticos (plantas y animales).
Existen 2 tipos principales de ecosistemas, que están bien diferenciados en su estructura:
1) ecosistema terrestre
2) ecosistema acuático
Como los ecosistemas están interrelacionados de alguna manera en particular, para
reconocer grandes unidades, se utiliza el término “bioma”. Todos los bíomas juntos, forman
la unidad ecológica más grande: la biósfera. Dentro de la cuál se realiza una subdivisión en:
1) geobiósfera: ecosistema terrestre
2) hidrobiósfera:ecosistema acuático
La geobiósfera incluye: la capa de la atmósfera más cercana a la superficie terrestre y el
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suelo (pedósfera).
El clima que es un factor ambiental independiente y primario puede usarse como base para
la subdivisión de la geobiósfera. Los meteorólogos distinguen 7 cinturones climáticos:
1) zona ecuatorial lluviosa
2) zona en el margen de los trópicos con verano lluvioso
3) regiones subtropicales secas
4) regiones subtropicales con invierno lluvioso
5) zona templada con precipitación todo el año
6) zona subpolar
7) zona polar
A los ecologistas les interesa el clima relacionado con la geobiósfera. Una subdivisón de la
amplia zona templada definida por los meteorólogos demostró ser útil, mientras que la zona
polar y subpolar se combina en una sola zona ártica. De esta forma se obtienen 9 zonas
climáticas ecológicamente designadas como ZONOBIOMAS (ZB), siendo un bioma un
gran y uniforme ambiente dentro de la geobiósfera. Los 9 zonobiomas son los siguientes:
ZBI
ZBII
ZBIII
ZBIV
ZBV
ZBVI
ZBVII
ZBVIII
ZBIX
ecuatorial
tropical con verano lluvioso
subtropical árido (clima desértico)
verano lluvioso e invierno seco
cálido-templado (marítimo)
templado con período corto de heladas
árido-templado con invierno frío (continental)
frío-templado (boreal)
ártico (incluye antártida)
DIAGRAMAS CLIMÁTICOS ECOLOGICOS
Contienen solamente la información esencial desde el punto de vista ecológico. Se grafica
la temperatura media y la precipitación acumulada para cada mes, dejando la estación
cálida en el centro del diagrama (para el HN de enero a diciembre, y para el HS de julio a
junio).
El diagrama muestra, no solo los valores de temperatura y precipitación, sino la duración e
intensidad de las estaciones relativamente secas o relativamente húmedas, la duración y
severidad del frío invierno y la posibilidad de heladas tardías o tempranas.
Se puede también, obtener cierta idea del balance hídrico, comparando la curva de
evaporación potencial (curva de temperatura) con la curva de precipitación. Se utiliza la
curva de temperatura en lugar de la de evaporación potencial, pues si bien no son idénticas,
son paralelas. Cuanto más árido sea el clima, mayor será la desviación de la curva de
temperatura, por debajo de la curva de evaporación potencial. Los períodos relativamente
secos, se marcan con punteado y los húmedos con un rayado vertical.
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