José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete

José Alberto García Peinado
IES Alfonso Moreno (Brunete)
UNIDAD 8. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS. ESTUDIO DEL CLIMA.
1. La atmósfera como sistema
2. Composición y estructura de la atmósfera
3. Funciones de atmósfera
4. La presión atmosférica
5. La humedad de la atmósfera
5.1. Formación de nubes y precipitaciones
6. Dinámica de las masas de aire
6.1. Los vientos locales: las brisas
6.2. Circulación general de la atmósfera
7. El tiempo meteorológico.
7.1. Gradientes verticales
7.2. Formación de Frentes
7.3. Precipitaciones
7.4. El clima en nuestras latitudes
7.4.1. La gota fría
7.4.2. El efecto Föhn
7.4.3. Los tornados
7.5. El clima en latitudes bajas
7.5.1. Los monzones
7.5.2. Los ciclones, huracanes y tifones.
7.6. El mapa meteorológico
8. El clima.
8.1. Factores que determinan el clima.
8.2. Los tipos de climas.
8.3. Los climas de España.
9. La hidrosfera como sistema
10. Distribución del agua en la Tierra
11. El ciclo del agua
12. El Balance hídrico
13. Dinámica hídrica
13.1. Dinámica hídrica continental
13.1.1. Aguas superficiales
- Aguas de arroyada.
- Torrentes.
- Ríos.
- Glaciares.
- Lagos.
- Humedales.
13.1.2. Aguas subterráneas.
13.2. Dinámica hídrica oceánica.
13.2.1. Olas
13.2.2. Corrientes marinas
13.2.3. Mareas
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CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES
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1. La atmósfera como sistema
La atmósfera es la capa más externa de la Tierra que limita con el espacio exterior. Está en contacto con los
otros sistemas: hidrosfera, geosfera y biosfera.
La atmósfera es un sistema abierto, aunque la
composición se mantienen casi constante, se
producen intercambios de materia con los otros
sistema, como el vapor de agua que procede de
la evaporación del agua de la hidrosfera.
La energía solar llega a la atmósfera en forma de
luz y calor, y se emite en forma de calor. Esta
energía recibida, pone en movimiento las masas
de aire, produciendo la circulación atmosférica.
La interacción entre los sistemas atmósfera e
hidrosfera determina la humedad o cantidad de
vapor de agua en la atmósfera. Esta humedad
influye en las precipitaciones y en las
características climáticas.
2. Composición y estructura de la atmósfera
La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. No es una cubierta homogénea, sino que la mayor
parte de su masa se encuentra en los primeros kilómetros de altura. El 95% de su masa se encuentra en los
primeros 15 kilómetros.
Los gases están mezclados, sin reaccionar entre sí. En la atmósfera también hay polvo, partículas en
suspensión derivadas de los incendios de bosques y de las erupciones volcánicas y partículas de sales
procedentes de la evaporación de gotas de agua salada. Los principales gases que forman la atmósfera son:
Gases
Nitrógeno (N2)
Oxígeno (O2)
Argón (Ar)
Dióxido de carbono (CO2)
Helio
(He),
metano
(CH4),
hidrógeno (H2), ozono (O3) y vapor
de agua (H2O)
Porcentaje e volumen
78%
21%
0,93%
0,033%
0,01%
La atmósfera se extiende hasta una altura de 10.000 km. En ella se distinguen una serie de capas
horizontales.
Según su comportamiento, se divide en dos partes: la homosfera en la que se distinguen tres capas:
troposfera, estratosfera y mesosfera, y la heterosfera que se divide en termosfera y exosfera. El límite
entre ambas capas se denomina homopausa.
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2.1. La homosfera. Es una capa uniforme que se extiende
hasta los 80 km de altitud. Está formada por una mezcla de
los gases que recibe el nombre de aire. La uniformidad de
esta capa se debe a los movimientos de la masa de gases.
Troposfera
Se extiende desde la superficie hasta unos 12-15 km de
altura. La temperatura va descendiendo con la altitud desde
los 15ºC de media en la superficie hasta los -60ºC en el
límite superior. Contienen el 75% de la masa de la
atmósfera y casi todo el vapor de agua y los aerosoles
(partículas en suspensión). En esta capa se dan las
corrientes ascendentes y descendentes de aire por lo que
se producen la mayor parte de los fenómenos
meteorológicos. El límite superior se llama tropopausa y
se sitúa a unos 17 km sobre el Ecuador y a 7 km sobre los
polos.
Estratosfera
Se extiende desde la troposfera hasta los 50-60 km de
altitud. Entre los 25 y 30 km se encuentra la capa de ozono
donde se encuentra la mayor parte del ozono atmosférico que constituye un filtro de la radiación
ultravioleta procedente del sol. Se produce según la reacción:
O2 + U.V.
O2 + O
O3 + U.V.
O + O2
O+O
O3 + calor
O2 + 34 Kcal/mol + O
O3
Esta reacción libera calor, por lo que la temperatura en la estratosfera aumenta progresivamente hasta
llegar a los 0ºC. Su límite superior se llama estratopausa.
Mesosfera
Se extiende hasta la mesopausa situada a unos 80 km de altitud. La temperatura desciende con la altitud,
hasta llegar a unos –100ºC. Los meteoritos al entrar en la atmósfera rozan con los gases de al mesosfera,
inflamándose, volviéndose incandescentes y originando las estrellas fugaces.
2.2. La heterosfera. Situada encima de la homosfera, llega hasta unos 10.000 km. En esta capa no existen
mecanismos de mezcla por lo que los gases se distribuyen en capas según su densidad.
Termosfera o ionosfera
Hasta los 600 km. Está formada por nitrógeno, oxígeno y helio, que se colocan de forma estratificada. En su
zona inferior encontramos una mayor concentración de nitrógeno y oxígeno. Estos gases actúan de filtro
absorbiendo los rayos X y los rayos procedentes del sol. Cuando estas radiaciones inciden sobre las
moléculas de nitrógeno y de oxígeno, producen la rotura de los enlaces y la formación de iones, con
desprendimiento de calor. Como consecuencia de estas reacciones, la temperatura de la termosfera
asciende hasta los 1000ºC.
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En esta capa se producen las auroras boreales y australes (rozamiento de los electrones del sol contra las
moléculas de esta capa) en las zonas de latitudes altas y se reflejan las ondas de radio emitidas desde la
superficie de la Tierra.
Exosfera
Se extiende hasta el final de la atmósfera a unos 10000 km. El gas que predomina es el hidrógeno. La
densidad es muy baja, la concentración de gases es muy baja, parecida a la del espacio exterior.
3. Funciones de la atmósfera
La estructura y composición de la atmósfera la confieren una serie de características que favorecen el
desarrollo de la vida:
a) Actúa de pantalla protectora. Evita el impacto de meteoritos y otros cuerpos que se desintegran
en la atmósfera y actúa de filtro de la radiación solar. Cuando la radiación llega a la superficie de la
Tierra ocurre lo siguiente:
-
-
La radiación UV (200 y 300 nm) es absorbida por la capa de ozono (O3) en la estratosfera, antes de
llegar a la superficie terrestre.
La radiación visible pasa a través de la atmósfera y llega a la superficie de la Tierra.
Los rayos X y son filtrados por los gases de la ionosfera o termosfera.
Los rayos infrarrojos son absorbidos por el CO2 de la troposfera y por la superficie de la Tierra, que
se calienta. Una parte de la radiación absorbida por la Tierra es emitida en forma de calor que es
captado por el CO2, el vapor de agua y otros gases de la atmósfera, provocando el efecto
invernadero natural, que hace que la temperatura media de la Tierra se mantenga en unos
márgenes que permiten en desarrollo de la vida.
Parte de la radiación que llega a la atmósfera y a la superficie terrestre es reflejada hacia el espacio.
La radiación reflejada por un
planeta recibe el nombre de
ALBEDO. Los agentes responsables
del albedo son las nubes, el polvo
atmosférico,
los
gases
atmosféricos, las zonas cubiertas de
hielo y nieve, los océanos y los
continentes. El albedo más elevado
corresponde a las nubes y a las
zonas cubiertas de hielo o nieve,
mientras que las superficies
continentales libres de hielo o nieve
presentan un albedo menor.
b) Interviene en el ciclo del agua. El vapor de agua que contiene se condensa, forma nubes y precipita.
c) Contiene los gases necesarios para la vida. El O2 y el CO2 son imprescindibles para los seres vivos. El O2
para la respiración y el CO2 para la fotosíntesis.
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d) Mantiene una temperatura media adecuada para la vida. Gracias al efecto invernadero que impide
que parte del calor que llega a la Tierra se disipe provocando que la temperatura media global en la
superficie de nuestro planeta sea de 15º, lo que permite la existencia de agua líquida y vida sobre la tierra.
Este valor de la temperatura media global, se ha mantenido más o menos constante en los últimos
millones de años, lo que indica que existe un equilibrio térmico entre nuestro planeta y el medio exterior,
la Tierra cede una cantidad de energía igual a la que absorbe. Este balance entre energía recibida y energía
radiada al exterior ha sufrido desviaciones transitorias, en algunas épocas de la historia de la Tierra, que se
han traducido en cambios climáticos.
4. La presión atmosférica
Es el peso que ejerce la atmósfera sobre una superficie. Se mide con el barómetro. Puede expresarse en
mm de Hg (la presión al nivel del mar es de 760 mm de Hg, o una atmósfera) o en milibares (mb). Una
atmósfera equivale a 1013 mb.
La presión atmosférica varía con la altura y con la latitud:
- Variación de la presión con la altura: La presión atmosférica disminuye con la altura, debido a dos
factores: la atmósfera pierde densidad con la altura y, al ascender en la atmósfera, la columna de
aire que queda por encima es menor. El descenso medio de la presión es de 11 mb por cada 100 m
en los primeros 1500 m de la atmósfera.
- Variación de la presión con la latitud: Se debe a los diferencias de temperatura. El aire caliente se
dilata y al ser más ligero tiene tendencia a elevarse, y ejerce una presión menor sobre el suelo.
Inversamente el aire frío se comprime, es más denso, ejerce una presión mayor. El aire húmedo es
más ligero que el aire seco. Un aire cálido y húmedo da lugar a un área de bajas presiones. Por esta
razón, las zonas más cálidas, ecuador y los trópicos, que reciben más calor, tienen menor presión
atmosférica que las zonas más frías.
5. La humedad de la atmósfera
La atmósfera contiene agua en tres estados: en forma de vapor, en estado sólido y líquido formando parte
de las nubes.
La concentración de vapor de agua en las nubes depende de:
1. La proximidad de las grandes masas de agua: el agua de los océanos, mares, lagos, se evapora en
contacto con la atmósfera y pasa a formar parte de ésta.
2. La temperatura del aire. La cantidad de vapor de agua que puede contener el aire aumenta con la
temperatura.
La cantidad de vapor de agua en la atmósfera puede expresarse de dos maneras:
La humedad absoluta: Es la cantidad de vapor de agua que hay en un determinado volumen de aire
(gramos de vapor de agua en un metro cúbico de aire, g /m3).
La humedad relativa: Es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire en relación con la cantidad
máxima que puede contener a una temperatura determinada. Se expresa en porcentaje.
Humedad relativa = (Humedad absoluta / Humedad máxima) x 100
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El aire totalmente seco contiene una humedad relativa del 0 %, mientras que cuando alcanza el punto de
saturación (humedad máxima), la humedad relativa es del 100 %.
El punto de saturación es la cantidad máxima de vapor que admite una masa de aire. Corresponde a la
humedad máxima. El punto de saturación aumenta con la temperatura. Por ejemplo, 1 metro cúbico de
aire tiene un punto de saturación de 12,8 g de vapor a 15º C, mientras que a - 10º C es de 2,23 g de vapor
de agua.
5.1. Formación de nubes y precipitaciones
Cuando el aire alcanza su punto de saturación, el agua se condensa en minúsculas gotas que quedan en
suspensión en el aire. Cuando este fenómeno se produce a cierta altura se forman las nubes y cuando
tiene lugar a nivel del suelo se forma la niebla.
Si existen partículas en suspensión en el aire como polvo o humo (H2S, NOx, NaCl,…), las gotitas de agua se
depositan sobre ellas. Estas partículas constituyen núcleos de condensación porque favorecen este
proceso.
La lluvia se produce cuando la temperatura en el interior de la nube desciende y se incrementa la
condensación. Las partículas de agua se hacen más grandes y la fuerza de la gravedad las hace caer sobre
la superficie terrestre.
La nieve Cuando las temperaturas dentro de la nube son muy bajas y las partículas que se forman son de
hielo se origina la nieve. Al caer los cristales de hielo actúan como núcleos de condensación a los que se
adhieren pequeñas gotas de agua, que solidifican.
El granizo se produce en las tormentas de verano o primavera. Es una precipitación en forma de masas de
hielo sin cristalizar de diámetro variable. Se produce cuando las partículas de agua de las nubes son
impulsadas por vientos interiores hacia altitudes elevadas, donde solidifican y caen por efecto de la
gravedad. Si el proceso se repite varias veces pueden alcanzar gran tamaño El granizo de gran tamaño se
llama pedrisco.
El Rocío y la escarcha. Se deben al enfriamiento del suelo. Se crea una situación de inversión térmica, ya
que la temperatura del suelo es menor que la del aire situado encima. De esta manera el vapor de agua se
condensa sobre la superficie terrestre. Si la condensación ocurre a menos de 0º C, se forma la escarcha.
Hay que señalar que la escarcha no es el rocío que se hiela, sino el vapor de agua que por sublimación pasa
de gas a sólido sin pasar por el estado líquido.
La cantidad de agua depositada por el rocío es pequeña en climas templados, en comparación con las
lluvias, pero en climas áridos y semiáridos puede igualarla o incluso superarla, por lo que resulta de gran
valor para la agricultura.
6. Dinámica de las masas de aire
La diferencia de presión y de temperatura (debido al desigual calentamiento de la tierra, ya que las zonas
ecuatoriales reciben mayor cantidad de energía por unidad de superficie que las zonas polares) entre las
masas de aire de la Troposfera provoca desplazamientos horizontales.
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Este movimiento horizontal de las masas de aire se realiza
según el modelo de célula convectiva: el aire caliente es poco
denso y asciende; a medida que el aire asciende, se enfría, y se
hace más denso, de modo que tiende a descender. Así pues:
- Las zonas con masas de aire caliente que se eleva son
zonas de bajas presiones.
- Las zonas en las que el aire es frío y desciende son zonas
de altas presiones.
Se establece pues un movimiento de las masas de aire que va
desde las zonas de altas presiones a las zonas de bajas
presiones, y que recibe el nombre de viento.
6.1. Los vientos locales: las brisas
Los vientos locales más conocidos son las brisas. Estos vientos
son de dos tipos:
Las brisas marinas
Se producen en la costa. En ella aparece una brisa diurna y una brisa marina nocturna.
1. La brisa marina diurna. Durante el día, la radiación solar calienta la costa. El agua debido a su
elevado calor específico se calienta más lentamente que la tierra.
Por ello el aire en contacto con el mar está más frío (mayor presión)
y tiende a descender, mientras que el aire en contacto con la tierra
se calienta más, tiende a ascender (menor presión). Como
consecuencia se produce una circulación de aire fresco cargado de
humedad desde el mar hacia la tierra.
2. La brisa marina nocturna. Durante la noche la situación se invierte.
La tierra se va enfriando rápidamente, mientras que el mar pierde el
calor lentamente. Por ello el aire situado sobre la tierra está ahora
más frío que el aire que se encuentra sobre el mar, de manera que la
presión atmosférica es mayor en la tierra (donde desciende el aire)
que sobre el mar (donde asciende el aire). Se produce una circulación de aire fresco y seco desde la
tierra hacia el mar.
Las brisas de Montaña
1. La brisa de montaña diurna: El Sol incide sobre la ladera de
la montaña calentando el aire. Este aire caliente asciende
mientras que el aire más frío de las capas superiores
desciende hacia el fondo del valle.
2. La brisa de montaña nocturna: Al anochecer, el aire
situado a mayor altura se enfría antes que el del fondo del
valle, que se mantiene más caliente. El aire frío desciende
por la ladera de la montaña y hace que se eleve el aire más caliente que está en el fondo del valle.
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6.2. Circulación general de la atmósfera
Las grandes masas de aire se mueven debido a la diferencia de presión
que se establece entre las distintas latitudes como consecuencia de la
diferencia de energía recibida por el Sol en las distintas zonas de la tierra.
Así el aire se desplaza desde las zonas de la Tierra donde existen altas
presiones (menos calentamiento) a las zonas con bajas presiones (mayor
calentamiento).
El primer modelo para explicar la circulación atmosférica fue propuesto
por Hadley a principios del siglo XVIII que afirmaba que el aire caliente de
las zonas próximas al ecuador asciende y el frío de los polos desciende,
formando una gran célula convectiva para cada hemisferio.
Sin embargo, este esquema se complica ya que en la distribución de las
presiones intervienen: la posición de los continentes y los océanos, los
relieves de los continentes y el efecto Coriolis.
El efecto Coriolis hace que las masas de aire se desplacen hacia la
derecha de su trayectoria en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en el hemisferio Sur.
El efecto Coriolis se debe al movimiento de rotación de la Tierra, y es la desviación de su trayectoria que
sufren los fluidos como el aire y el agua. Esta desviación es máxima en el ecuador y mínima en los polos.
Debido a estos factores la situación real es la siguiente:
- Las bajas presiones aparecen en la zona del ecuador y sobre los 60º de latitud norte y sur. Por
tanto son las zonas en las que el aire asciende.
- Las altas presiones se sitúan en las latitudes subtropicales, entre los 30º y 40º de latitud de ambos
hemisferios, y en los dos polos. En estas zonas el aire desciende.
Se forman tres células convectivas en cada hemisferio y los vientos casi nunca se desplazan en dirección
Norte-Sur, sino de forma oblicua o incluso perpendicular a los meridianos por el efecto Coriolis.
Las tres células convectivas son:
- La célula de Hadley: Desde el ecuador hasta los 30º
de latitud tanto norte como Sur. En la zona ecuatorial
el aire se calienta, pierde densidad y se eleva,
constituyendo una zona de bajas presiones. El aire se
enfría y desciende en las latitudes tropicales (30º de
latitud Norte y Sur) y se desplaza una parte hacia el
polo y otra hacia el ecuador donde se calienta de
nuevo.
Por efecto Coriolis el aire se desvía originando los
vientos alisios. Proceden del NE en el Hemisferio
Norte y del SE en el hemisferio Sur. Convergen en una
estrecha franja denominada Zona de Convergencia
Intertropical (ZCIT)
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- La célula de los vientos del oeste o célula de Ferrel. En la zona de las latitudes medias o templadas. Los
trópicos son zonas de altas presiones. Una parte de los vientos refuerza a los alisios y otra parte se dirige
hacia los polos desde el Oeste por lo que se denominan Vientos del Oeste.
- La célula polar. Se extiende desde las zonas de altas presiones polares y las zonas de bajas presiones
situadas a los 60º de latitud. El aire desciende en la zona polar y se desplaza hacia el sur desde el Este en
ambos hemisferios, son los vientos polares del Este.
7. El Tiempo meteorológico
El tiempo meteorológico son las condiciones de la atmósfera en un momento concreto, mientras que el
clima viene definido por las condiciones atmosféricas más características de una zona.
El Tiempo Meteorológico es un comportamiento de la atmósfera de un lugar en un momento
determinado. Las variables atmosféricas que determinan el tiempo son: La presión atmosférica, la
temperatura, el viento, la humedad, la nubosidad y las precipitaciones.
En la Tierra pueden diferenciarse zonas de altas presiones o anticiclones
y zonas de bajas presiones o depresiones (borrascas). En los mapas
meteorológicos se unen todos los puntos que tienen igual presión
atmosférica con unas líneas que se denominan isobaras. Como
consecuencia de la diferencia de presión atmosférica, se produce el
movimiento de las masas de aire entre las zonas de mayor presión y las de menor presión. El aire circula en
forma de corrientes de convección entre los anticiclones y las depresiones.
Anticiclón: Es un centro de altas presiones (superiores a 1014 mb). El aire que desciende gira y tiende a
escaparse hacia la zona periférica. La presión de las isobaras disminuye desde el centro hacia el exterior. En
el hemisferio Norte, el sentido de giro de los anticiclones sigue el de las agujas del reloj, en el hemisferio
Sur, siguen el sentido contrario.
Depresión o borrasca: Es un centro de bajas presiones (inferiores a 1014 mb). Los valores de las isobaras
van aumentando desde el centro hacia el exterior. La borrasca se produce cuando existe una masa de aire
poco denso (cálido y/o húmedo) que comienza a ascender. Como consecuencia de su elevación en el lugar
que ocupaba se crea un vacío en el que el aire pesa menos
(tiene menor presión). Entonces, el aire frío de los
alrededores se mueve originando un viento que sopla
desde el exterior hacia el centro de la borrasca. En el
hemisferio norte, el sentido de giro de las borrascas es
contrario al de las agujas del reloj; en el hemisferio sur, el
sentido del giro es el mismo que el de las agujas del reloj.
El recorrido del aire se forma pues de la siguiente forma:
- El aire que circula hacia el interior de la depresión
tiende a ascender desde su centro.
- A continuación circula por las capas altas de la
atmósfera y se dirige hacia el anticiclón.
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En el anticiclón, el aire desciende hasta el centro de altas presiones, desde donde tiende a salir
hacia el exterior del anticiclón.
Cuando un anticiclón se sitúa sobre una zona de la superficie terrestre el tiempo en esta zona es estable y
el cielo está despejado, sin embargo, cuando se sitúa una borrasca la zona es inestable, el cielo suele
presentar nubosidad y puede haber precipitaciones.
7.1. Gradientes verticales
Se denomina gradiente vertical a la variación de temperatura entre dos
puntos situados a 100 m de distancia en sentido vertical. En el aire en
reposo existe un descenso de la temperatura con la altura que se denomina
gradiente vertical de temperatura (GVT).
La temperatura del aire desciende 0,65 °C cada 100 m de ascenso.
En el aire en movimiento interviene otro gradiente denominado gradiente
adiabático seco (GAS). Cuando una masa de aire asciende, la presión que
soporta disminuye y el aire se expande. Debido a esto la temperatura de la masa de aire desciende. Por el
proceso contrario, cuando una masa de aire desciende, la presión que soporta se incrementa, el aire se
contrae y la temperatura aumenta.
Este fenómeno es un proceso adiabático, porque se produce a causa de una
variación de la presión del aire, sin intercambio de calor. El valor medio del
GAS es la disminución de 1°C por cada 100 m ascenso (0,98 ºC/100 m).
A medida que se asciende y la temperatura disminuye, la humedad relativa
del aire va aumentando hasta llegar a la condensación del vapor, lo que
hace disminuir el ritmo de descenso de la temperatura* entre 0,3 º C y 0,6 º
C /100 m se le denomina Gradiente Adiabático Saturado o Húmedo
(G.A.M.).
*En la condensación se libera el calor latente que permitió su evaporación.
7.1.1. Estabilidad e inestabilidad Atmosférica.
Existe una relación directa entre la dinámica vertical de las masas de aire y la estabilidad e inestabilidad
atmosférica.
Inestabilidad Atmosférica
Existe inestabilidad atmosférica cuando el gradiente adiabático seco es
menor que el gradiente vertical de temperatura (GAS < GVT). Esto significa
que la temperatura de la masa de aire ascendente disminuye más
lentamente que la temperatura del aire circundante inmóvil.
Cuando esto ocurre, el aire asciende con facilidad originando un núcleo de
baja presión en la superficie y la convergencia del aire circundante hacia el
mismo. Estas zonas son depresiones, borrascas o ciclones. Esta situación es
de mal tiempo, porque el aire a medida que asciende se va enfriando y el
vapor de agua se condensa en forma de nubes, que pueden dar lugar a precipitaciones.
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Las depresiones se simbolizan en los mapas meteorológicos con una B de baja presión.
Estabilidad Atmosférica
En este caso el gradiente adiabático seco es mayor que el gradiente
vertical de temperaturas (GAS > GTV). Esto quiere decir que si una mesa de
aire es forzada a ascender, su temperatura disminuirá más deprisa que la
del aire circundante inmóvil, por lo que de manera natural tender a
descender (subsidencia).
Estas áreas de alta presión o anticiclones son consideradas como
situaciones de buen tiempo pues el aire a medida que desciende se va
calentando y el agua que contiene se evapora por lo que las nubes
desaparecen o a lo sumo existen nubes bajas.
Los anticiclones se simbolizan con una A de alta presión.
Inversión térmica
A medida que se enfría el suelo, también lo hace el aire situado sobre él de
manera que éste adquiere una temperatura inferior a la que existe en las
capas superiores. En estas circunstancias los contaminantes atmosféricos
quedan atrapados cerca de la superficie al impedir su ascenso la capa de
aire caliente superior. La situación se agrava si se forma niebla. La inversión
térmica se rompe cuando la radiación solar llega a la superficie con la
suficiente intensidad y duración como para calentar la masa de aire fría.
7.2. Formación de Frentes
Cuando en la Troposfera una masa de aire caliente cargada de humedad se encuentra con una masa de
aire frío más seco entran en contacto sin que se produzca una mezcla. Este fenómeno recibe el nombre de
frente. La superficie de contacto entre ambas masas se denomina superficie frontal. Los frentes provocan
nubosidad y precipitaciones.
Se pueden presentar tres tipos de frentes:
1. Frente Frío: La masa de aire frío más denso y rápido se introduce
a modo de cuña bajo la cálida obligando a la masa de aire cálido a
ascender. Durante el ascenso el aire cálido y húmedo se condensa,
forma nubes de desarrollo vertical (cumulonimbos) y se provocan
intensas precipitaciones.
2. Frente Cálido: La masa de aire más caliente avanza sobre la masa
de aire más fría. Al igual que en el caso anterior la que asciende por
el frente es la cálida, que es la masa menos densa. Este ascenso es
más lento que en el caso anterior y da lugar a nubes de desarrollo
horizontal, llamadas nimbostratos las inferiores y altostratos las
superiores, que cubren el cielo con un color gris plomizo. Dan lugar
a lluvias débiles y persistentes.
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3. Frente Ocluido: Es cuando un frente frío gana terreno
más rápidamente que un frente caliente delante de él y
termina por alcanzarlo. El frente caliente se desplaza en la
misma dirección que el frente frío. El aire cálido asciende
dejando dos masas de aire frío por debajo en contacto con
la superficie.
TIPOS DE NUBES
Nubes altas: Las nubes de nivel alto se denominan cirros (Ci), cirrostratos (Cs) y cirrocúmulos (Cc). Son tan
altas que están más bien hechas de millones de cristales diminutos y no tanto de las gotitas de agua que
hay a menor altitud. En realidad la temperatura es inferior a - 40 ºC.
Nubes medias: Estas nubes con el prefijo "alto" tienen la
base de 2 a 6 km y se denominan Altoestratos (As) y
Altocúmulos (Ac).
Nubes bajas: Las nubes de entre el nivel del suelo y los
2000 m de altura se componen generalmente de gotas
de agua y se denominan estratos (St), estratocúmulos
(Sc) y nimboestratos (Nb).
Nubes de desarrollo vertical: Estas nubes pueden tener
fuertes corrientes ascendentes, se elevan muy por encima de sus bases y se forman a muchas alturas. Se
denominan Cúmulos (Cu) y Cumulonimbos (Cb).
7.3. Precipitaciones
Cuando el aire cálido asciende, se enfría, de modo que el vapor de agua que contiene se condensa y se
forman las nubes. Si el aire sigue enfriándose, se producen las precipitaciones, en forma de lluvia, nieve o
granizo.
Las lluvias son precipitaciones líquidas. Si es suave se denomina llovizna (altostrato), si es persistente
procede de un nimbostrato y si son fuertes y poco duraderas se llaman chubascos (cúmulonimbos).
Se llaman lluvias torrenciales a precipitaciones superiores a 200 l/m2/día.
Las tormentas tienen lugar a partir de nubes altas y densas como los cumulonimbos. El proceso de
formación de una tormenta es el siguiente:
- Los vientos superficiales fuertes forman corrientes ascendentes que circulan dentro de la nube.
- Además de la solidificación de las partículas, estas corrientes provocan la electrización.
- La descarga de esta electricidad se produce en forma de relámpagos cuando sucede dentro de la misma
nube, o bien, en forma de rayos si la descarga tiene lugar entre una nube y el suelo.
- Las descargas vienen acompañadas de ruidos intensos, los truenos.
Otros fenómenos asociados a las precipitaciones son la gota fría y el efecto Föhn.
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7.4. El clima en nuestras latitudes
En estas latitudes medias es donde tiene lugar el choque entre el aire cálido subtropical y el polar, dando
lugar a un área de gran turbulencia. La zona de choque entre ambas corrientes es el frente polar, en ella el
aire cálido asciende sobre el aire frío polar. Este esquema global se complica por la aparición de vientos
locales.
En las capas altas de la troposfera, sobre los 11 Km de altitud, se forma la corriente en chorro (Jet stream),
un viento que se desplaza a una velocidad entres los 180 y 385 Km/h. Se origina en distintas latitudes,
distinguiéndose la corriente en chorro polar sobre los 60º de latitud, la subtropical sobre los 30º y la
tropical en los 15º. En las dos primeras, el aire se desplaza de Oeste a Este, mientras que la corriente
tropical lo hace de Este a Oeste. Desempeñan un importante papel en la formación de precipitaciones.
7.4.1. La Gota fría
Se denomina también DANA (depresión aislada en niveles altos). Se produce en zonas cercanas al mar,
normalmente en otoño o invierno, cuando la radiación solar es menor y el aire es más frío.
- En los meses fríos, el mar tiene una temperatura más alta que la tierra debido a que el agua posee un
elevado calor específico y se enfría más lentamente.
- El viento que sopla desde el mar hacia la tierra es cálido y está cargado de humedad.
- Este aire cálido es poco denso, por lo que asciende hacia capas altas de la troposfera.
- En las zonas más altas de la troposfera se encuentran masas de aire muy frío procedentes de la corriente
en chorro. Cuando el aire caliente y húmedo se pone en contacto con el aire frío, se produce una rápida
condensación del agua que transporta, lo que provoca lluvias torrenciales.
La gota fría es un fenómeno típico de las zonas de la costa mediterránea española.
7.4.2. Efecto Föhn (Foehn)
El relieve interviene en el movimiento de las masas de aire y en
las precipitaciones.
- Cuando una masa de aire húmedo circula hacia una zona
montañosa, se eleva hasta llegar a la cima de la montaña.
- Al ascender, se enfría y el agua que contiene se condensa (mar
de nubes), por lo que se producen precipitaciones y la masa de
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aire pierde humedad. En la ladera de barlovento se producen precipitaciones y se originan bosques y
mucha vegetación (en la costa norte de canarias los bosque de laurisilva: vientos alisios del norte).
- Al pasar a la otra vertiente de la montaña, el aire seco desciende y se calienta. Se genera un viento seco y
cálido. Viento Föhn (en canarias: “efecto sombra de lluvia”)
Así las laderas por las que asciende el aire son húmedas. Pero cuando el aire sobrepasa las montañas cae
hacia niveles más bajos, produciéndose el efecto contrario reciben mucha menos lluvia y son zonas secas.
Este efecto es el responsable de las grandes diferencias de pluviosidad que se producen entre zonas muy
cercanas de la península Ibérica, por ejemplo entre el sur y el norte de los Pirineos o de la cordillera
Cantábrica. También se pone de manifiesto en las islas montañosas de Canarias.
7.4.3. Los tornados
El Tornado es un fenómeno meteorológico que se produce a
raíz de una rotación de aire de gran intensidad y de poca
extensión horizontal, que se prolonga desde la base de una
nube madre, conocida como Cumulonimbo. La base de esta
nube se encuentra a altitudes por debajo de los 2 Km y se
caracteriza por su gran desarrollo vertical, en donde su tope
alcanza aproximadamente los 10 Km de altura hasta la
superficie de la tierra o cerca de ella.
Están asociados a una intensa actividad tormentosa y es uno
de los fenómenos más destructivos de la naturaleza, capaz de generar vientos de hasta 480 km/h, en casos
extremos. La mayoría de los tornados avanzan a unos 50 km/h, no duran más que unos minutos y dejan
sobre el suelo rastros de su poder devastador, que tienen medio centenar de metros de ancho.
7.5. El clima en latitudes bajas
7.5.1. Los monzones
Se originan a causa de las diferencias de temperatura entre el
océano Índico y el continente asiático, de manera similar a las
brisas aunque a mayor escala.
En invierno, el continente asiático sufre un fuerte
enfriamiento, el aire frío tiende a descender produciendo
condiciones anticiclónicas, tiempo despejado, seco y frio; es el
monzón de invierno.
En el verano, la circulación se invierte, el viento sopla desde el
océano hacia el continente. Este aire cargado de humedad al
penetrar en el continente, se encuentra con la cordillera del
Himalaya, asciende y se enfría adiabáticamente, produciendo
abundantes nubes y precipitaciones muy intensas que
ocasionan graves inundaciones. Es el monzón de verano.
Estas lluvias son de gran importancia para el cultivo de arroz.
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7.5.2. Ciclones, huracanes y tifones
Es el mismo fenómeno que recibe nombres diferentes en diferentes regiones. Si los vientos son inferiores a
120 km/h se denominan tormentas tropicales.
Antes de definir qué es un huracán, es importante aclarar qué es un ciclón. Un ciclón o borrasca es un área
de baja presión atmosférica, en donde los vientos realizan un movimiento circular contrario al de las agujas
del reloj en el hemisferio norte (en el hemisferio sur el movimiento es al revés). Por lo tanto, los huracanes
son ciclones tropicales con vientos mayores a 120 km/h. Se trata de los fenómenos meteorológicos más
devastadores de la Tierra y pueden durar hasta dos semanas si las condiciones atmosféricas son
apropiadas.
En definitiva, el huracán es una perturbación ciclónica de área variable con un centro de muy baja presión
atmosférica, "el ojo", alrededor del cual soplan vientos de una gran velocidad y fuertes tormentas y
aguaceros. La temporada de huracanes en la cuenca del Atlántico comienza el 1 de junio y termina el 30 de
noviembre. Esta cuenca comprende el Mar Caribe, el Golfo de México y el Océano Atlántico.
El huracán obtiene su energía del calor y de la humedad del agua; en general sólo se forma cuando la
temperatura de ésta es mayor a 26.5 grados centígrados, lo que explica el debilitamiento de los huracanes
al acercarse a aguas más frías o al entrar en tierra.
El proceso por el cual una tormenta se forma en un ciclón tropical, depende al menos de tres condiciones:
el agua del océano tiene que ser mayor de 26.6 grados centígrados, producirse gran humedad como
consecuencia de la temperatura de la evaporación del agua del mar, y como última condición debe haber
un patrón de viento cerca de la superficie del océano que haga ascender el aire en forma de espiral.
De esta manera, se forman bandas de aguaceros que permiten que el aire se siga calentando y
ascendiendo en la atmósfera. Si los vientos a grandes alturas son débiles, esta estructura puede
permanecer intacta y las condiciones se pueden mantener propicias para que se siga intensificando. Estos
violentos remolinos de nubes y vientos pueden alcanzar velocidades de más de 120 Km por hora y, en
ocasiones, pueden exceder los 250.
7.6. El mapa meteorológico
Para describir la situación meteorológica y hacer las predicciones del tiempo se utiliza como modelo el
mapa meteorológico. En un mapa se representan los siguientes aspectos:
Presencia de anticiclones y depresiones: Determinan la dirección de los vientos, la
nubosidad y las lluvias.
Potencia de los anticiclones y depresiones: Es la capacidad de producir vientos y
precipitaciones, y depende del valor de la presión en la isobara central. En los anticiclones
cuanto mayor sea la presión en el centro, mayor es la potencia, mientras que en una
depresión, la potencia es mayor cuanto más bajo sea el valor de la presión en el centro.
Gradiente de Presión: Nos indica la fuerza del viento por la separación de las isobaras.
Cuanto más juntas estén las isobaras, mayor es la fuerza del viento que se genera.
Frentes: Se sitúan en las zonas de contacto de las masas de aire caliente y las de aire frío.
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8. El clima
Llamamos clima al estado medio de la atmósfera en un lugar dado de la superficie terrestre. El clima es por
tanto constante, al contrario que el tiempo meteorológico que es sumamente variable, y se refiere al
estado de la atmósfera en un momento dado.
Trabajo de investigación: diferencias entre climatología y meteorología.
8.1. Factores que determinan el Clima
Los principales factores que determinan el clima son:
- La Latitud. El calor del Sol se distribuye de manera desigual en la superficie de la Tierra. En las zonas
próximas al ecuador se recibe la máxima insolación del Sol ya que las radiaciones inciden de forma
perpendicular, mientras que en las zonas polares la insolación es mínima ya que los rayos llegan
más oblicuos, con lo que el calor recibido por unidad de superficie es menor. Este es el principal
factor que determina las grandes unidades climáticas.
- La Temperatura. Depende principalmente de la latitud, aunque las corrientes atmosféricas también
influyen en la temperatura del aire.
- La Humedad. Varía en función de las precipitaciones. Las precipitaciones tienen una distribución
muy irregular y están condicionadas a la circulación de la atmósfera y de los océanos. La
temperatura y la humedad se representan en unas gráficas llamas climogramas.
- La Altitud. La Temperatura del aire desciende unos 0,6ºC cada 100m de altura. Por esta razón, el
clima de las regiones montañosas es más frío que el de las zonas bajas. Las bajas temperaturas
favorecen la formación de nubes y niebla, que hacen que el clima de montaña sea un clima
húmedo.
- La Vegetación. Las zonas con abundante vegetación mantienen la humedad del suelo, que es
captada por las plantas y cedida a la atmósfera mediante la evapotranspiración.
- La Continentalidad. Los continentes y los océanos influyen en la distribución de las altas y las bajas
presiones, y por tanto, de las anticiclones y las depresiones o ciclones.
8.2. Los Tipos de Clima.
El clima está en función de la temperatura y de las precipitaciones y muestra una distribución en zonas
según la latitud. Aunque existen muchas subdivisiones, pueden distinguirse los siguientes climas:
. Climas tropicales: se localizan en el ecuador y en latitudes comprendidas entre los trópicos de Cáncer y
Capricornio. Las temperaturas medias mensuales son superiores a los 18°. No tienen estación fría. Las
precipitaciones son muy abundantes, especialmente en la zona ecuatorial, y superiores a la evaporación.
. Climas secos: están situados alrededor de los trópicos. Las temperaturas medias son muy altas y las
precipitaciones muy escasas.
. Climas templados: se localizan en latitudes medias. Las temperaturas y las precipitaciones varían de
manera estacional.
En las zonas con clima templado cálido los inviernos son suaves, con temperaturas comprendidas entre los
-3° y los 18 °. Las precipitaciones pueden producirse durante todo el año.
Las zonas con clima templado frío se caracterizan por tener inviernos rigurosos, con temperaturas
inferiores a -3°, y veranos frescos, con temperaturas sobre los 10°.
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. Climas fríos: se sitúan en los polos y en las zonas próximas. Las temperaturas son muy bajas y pocas veces
superan los 10°. Carecen de verdadero verano. Se caracterizan por la presencia de hielos permanentes.
. Clima de alta montaña: algunas zonas de latitudes medias, debido a la altitud que alcanza el relieve,
tienen características similares a los climas fríos.
8.3. Los climas de España
La Península Ibérica situada entre las zonas tropicales y las templadas hace que sea una zona en la que se
mezclan las influencias frente polar y borrascas asociadas, y las altas presiones tropicales del anticiclón de
las Azores.
En verano los anticiclones de las zonas tropicales, como el de las Azores, se desplazan hacia el norte
provocando una prolongada sequía veraniega y frecuentes olas de calor provocadas por la llegada de
masas de aire cálido desde el norte de África. Los frentes y borrascas característicos de la zona templada
sólo afectan a la franja cantábrica en donde llueve con frecuencia, aunque en menor cantidad que en otras
épocas. En el resto de la península se suelen producir tormentas que se forman cuando el aire de la
superficie, recalentado fuertemente por la insolación del día, asciende y se enfría.
En invierno los frentes y borrascas de la zona templada se desplazan hacia el Sur llegando a afectar a toda
la península. En esta época del año se produce el paso de borrascas acompañadas de lluvias y nieves que
se alterna con otros periodos secos y fríos cuando entra en la península aire frío procedente de las zonas
polares del norte de Europa y Siberia.
Primavera y otoño son dos estaciones de transición en las que se dan indistintamente situaciones típicas
de invierno o verano.
En la España peninsular se distinguen cuatro grandes zonas climáticas: clima mediterráneo, clima oceánico,
clima continental y clima de montaña.
Clima Mediterráneo. Es el clima dominante en la mayor parte del territorio. Los veranos son cálidos y
secos, y los inviernos suaves. Las precipitaciones son irregulares y se concentran en otoño, sobre todo en
las zonas costeras. Las precipitaciones disminuyen hacia el sur con lo que los veranos se hacen más
calurosas y los inviernos más suaves. Se considera pues un clima mediterráneo árido. El bioma dominante
es el bosque mediterráneo.
Clima Oceánico. Característico del Norte y Noroeste de la península. Los veranos son frescos, los inviernos
suaves y las precipitaciones frecuentes en todas las estaciones. En la zona costera la influencia marítima
hace que el clima sea más templado. Las borrascas y los vientos del oeste provocan lluvias más abundantes
en la parte occidental. El bioma dominante es el bosque caducifolio.
Clima Continental. De las regiones del interior, Extremadura, la Meseta y la depresión del Ebro. Existe una
gran diferencia de temperaturas entre el invierno y el verano. La temperatura media en invierno se sitúa
alrededor de los 4ºC y en verano oscila entre los 20º y los 24ºC. Las precipitaciones no son muy
abundantes, como máximo llegan a 400 mm anuales. Encontramos bosques de encinas, pinos y
matorrales.
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Clima de Montaña. Se localiza en la cordillera Cantábrica, los Pirineos, las Cordilleras Béticas y el Teide.
Debido a la altitud las temperaturas son bajas, media de unos 5ºC. Del océano Atlántico soplan masas de
aire húmedo que hacen que las precipitaciones sean abundantes, sobre unos 1700mm anuales en el
Cantábrico y 1200mm en los Pirineos. Son frecuentes las precipitaciones en forma de nieve.
En estas zonas se desarrollan los bosques de coníferas, pinos y abetos principalmente.
Clima de las Islas Canarias. Con temperaturas muy suaves y uniformes a lo largo del año entre los (15ºC y
los 20ºC) y con precipitaciones similares a las del clima mediterráneo, aunque más escasas, en general. Lo
más característico de este clima es la gran influencia de las montañas. Las masas de aire procedentes del
mar vienen cargadas de vapor de agua que se condensa al chocar con las laderas de la montaña, formando
mares de nubes que humedecen los lugares en los que se sitúan, aunque no llueva.
Los Climogramas: Son representaciones gráficas del clima de una región que facilitan la comparación entre
localidades distintas. Se representan los valores de la temperatura del aire y de las precipitaciones en
ordenadas y los meses del año en abcisas. La escala de precipitaciones es doble que la escala de
temperaturas. En ellos se puede estudiar las oscilaciones térmicas anuales, la distribución a lo largo del año
de las precipitaciones, los periodos secos y los periodos húmedos
9. LA HIDROSFERA COMO SISTEMA
La hidrosfera es la envoltura de la superficie terrestre formada por los océanos, mares, ríos, lagos,
glaciares,... junto con las aguas subterráneas.
Es un sistema abierto ya que intercambia materia y energía con los otros sistemas terrestres, cambiando
de estado y de localización.
El principal elemento que constituye la hidrosfera es el agua, que puede estar en estado sólido o líquido.
En la hidrosfera, el agua no se encuentra en estado puro, sino que contiene muchas sustancias en
disolución y materiales en suspensión.
10. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA
Aproximadamente el 70% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. En la hidrosfera distinguimos:
- Las aguas oceánicas: constituyen el 97,3 % de la hidrosfera, son las aguas de los océanos y los
mares. Su profundidad media es de 4000 m.
- Las aguas continentales: Representan el 2,7% de la hidrosfera. Son las aguas que se localizan en los
continentes. Se distribuyen a su vez en:
. Aguas superficiales: constituidas por aguas de escorrentía, ríos, lagos,... Representan el 1%.
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. Aguas subterráneas: circulan por el subsuelo y se acumulan en los acuíferos. Representan el 20%.
. Casquetes polares y glaciares: donde el agua se encuentra en estado sólido. Representa el 79%.
El agua también se encuentra en la atmósfera en forma de vapor y de nubes.
11. EL CICLO DEL AGUA
El agua de la hidrosfera experimenta movimientos y cambios de estado describiendo un ciclo llamado Ciclo
del agua.
El calor del sol evapora el agua de los océanos y continentes que pasa en estado gaseoso a la atmósfera. El
vapor de agua de la atmósfera se condensa formando las nubes que contienen pequeñas gotitas de agua o
cristales de hielo. Al condensarse el agua de las nubes, precipitan en forma de lluvia, nieve o hielo
volviendo a los continentes o al mar. El agua que cae sobre los continentes puede seguir varios caminos:
- Fluye o discurre por la superficie formando torrentes, ríos, lagos,...
- Se acumula en forma de nieve.
- Se infiltra a través de las rocas pasando a formar parte de las aguas subterráneas.
- Finalmente, todas las aguas continentales van a parar al mar.
El agua vuelve a la atmósfera inmediatamente de nuevo por evaporación, o bien a través de la
transpiración y respiración de los seres vivos.
La evapotranspiración es el paso de agua a la atmósfera a partir de la transpiración de las plantas y de la
evaporación del agua del suelo.
Se calcula que en todo el planeta se evapora cada año unos 500.000 km 3 de agua que vuelven de nuevo a
la superficie terrestre en forma de precipitaciones. Este es el balance hídrico global de la Tierra. Sin
embargo, la cantidad de agua que se evapora y precipita varía con la latitud, debido a la distinta incidencia
de los rayos solares, de forma que en el ecuador predomina la evaporación y en latitudes superiores la
precipitación; y con las estaciones del año.
En el Ciclo del Agua podemos distinguir dos parámetros:
-
Tiempo de residencia: Es el tiempo que una molécula de agua permanece en un lugar
determinado. Varía en función de la zona de la hidrosfera donde se encuentra:
. Atmósfera: 9-10 días.
. Ríos: 12-20 días.
. Lagos: 1-100 años.
. Acuíferos subterráneos: 200 años.
. Océanos: 3000 años.
-
Tasa de renovación: Es la cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimento
(lago, mar, río,...) por unidad de tiempo, dividido por el volumen del agua de este compartimiento.
Tasa de renovación = Cantidad de agua / unidad de tiempo
Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación. Ambos parámetros influyen en
la concentración de sales que se encuentran en disolución en el agua procedentes de la disolución de las
rocas. En el mar el tiempo de residencia es muy largo, por lo cual el agua se renueva muy lentamente, con
lo que su contenido en sales es elevado. Por ello se denominan aguas saladas.
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Las aguas continentales tienen un tiempo de residencia más corto, se renuevan de manera rápida y por
esta razón, la mayoría de las aguas continentales tienen un contenido en sales bajo y por ello se les llama
aguas dulces.
12. BALANCE HÍDRICO
Es el análisis de la distribución de los distintos componentes del ciclo hidrológico en una cuenca al cabo de
cierto tiempo, normalmente un año (año hidrológico). Se puede referir a una cuenca hidrográfica o al
conjunto de un país. Ordinariamente se cumple que las entradas de agua en la cuenca son iguales a las
salidas. Las primeras se deben a las precipitaciones (P), mientras que las salidas se producen por
evapotranspiración (EVT) y por escorrentía (E), tanto superficial como subterránea. P = EVT + E. Los
resultados de los balances se suelen expresar en términos relativos, como porcentajes de la precipitación.
Así el balance hídrico en España es:
P (100%) = EVT (66%) + E (34%).
Ya que el valor medio de las precipitaciones es 325.000 hm3/año (E).
325.000 hm3/año (P) = 215.000 hm3/año (EVT) + 110.000 hm3/año (E).
Los balances hídricos son imprescindibles en la planificación hidrológica de una cuenca o de un país.
13. DINÁMICA HÍDRICA
La dinámica hídrica estudia los distintos recorridos o circuitos que sigue el agua al circular en la hidrosfera,
así como los cambios que experimenta en su recorrido y la forma como repercute el movimiento del agua
en el terreno.
13.1. DINÁMICA HÍDRICA CONTINENTAL
Al estudiar las aguas continentales y su relación con el sustrato utilizamos como unidad la cuenca
hidrográfica que es la superficie del terreno que incluye un río y todos sus afluentes desde el nacimiento
hasta la desembocadura. El agua que se infiltra en el suelo formando las aguas subterráneas también
forma parte de ésta.
La línea imaginaria que separa dos cuencas se denomina línea divisoria de aguas que, generalmente,
coincide con la cresta de las montañas, de manera que separa dos vertientes y define dos caminos
diferentes a seguir para el agua procedente de las precipitaciones. Los cursos de agua superficiales de la
cuenca hidrográfica constituidos por los ríos y afluentes forman una red hidrográfica. Según donde
desagüen las aguas superficiales, se distinguen dos tipos de cuencas hidrográficas:
-
Cuenca hidrográfica abierta o exorreica: Son aquellas en las que el agua fluye hasta desembocar en
el mar. Es el tipo de cuenca más frecuente. Podemos encontrarla en toda la Península (Macizo
gallego, Litoral Mediterráneo).
-
Cuenca hidrográfica cerrada o endorreica: Son aquellas en las que las aguas superficiales se
infiltran en el terreno o se acumulan en un lago. Estas aguas nunca desembocan en el mar. Son
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típicas de las zonas áridas o semiáridas en las que las precipitaciones son ocasionales,
acumulándose el agua en depresiones del terreno formando lagos. Su contenido en sales es alto,
debido a que en estas zonas se produce una elevada evaporación del agua. En España se localizan
en algunas zonas se la depresión del Ebro y de la Mancha (Laguna de Gallocanta).
En una cuenca hidrográfica se puede distinguir entre:
AGUAS SUPERFICIALES: aguas de arroyada, torrentes, ríos, arroyos, glaciares, lagos y humedales.
AGUAS SUBTERRÁNEAS
13.2. LA DINÁMICA HÍDRICA OCEÁNICA
El agua del mar se encuentra en continuo movimiento debido a los vientos, a las diferencias térmicas y de
salinidad entre unas zonas y otras, a la atracción del Sol y la Luna, a la morfología de los océanos etc. los
movimientos que se originan son: olas, mareas y corrientes marinas.
13.2.1. OLAS
Son movimientos ondulatorios del agua, producidos por el viento, que se originan en la superficie de los
océanos y mares y se propagan hasta llegar a las costas.
Las olas se forman porque las partículas de agua, al ser impulsadas por el viento, describen unas órbitas
circulares y al llegar cerca de la costa se produce un rozamiento con el fondo, deformando el movimiento
circular de las partículas y aumentando la altura de las olas, hasta que la parte superior cae y la ola rompe
sobre la costa.
Las ondulaciones de la superficie del agua, se producen debido a las distintas posiciones de las partículas;
en su movimiento en el mismo punto, de modo que la masa de agua no se traslada.
Los tsunamis, son olas gigantes.
13.2.2. CORRIENTES MARINAS
Son cursos de agua que se desplazan por el interior de los océanos. Su desplazamiento es debido a: el
movimiento de rotación de la tierra, los vientos, y la diferencia de densidad provocada por las distintas
temperaturas y la salinidad del agua.
Pueden ser superficiales y profundas.
Corrientes superficiales. Se deben a los vientos superficiales que transfieren su energía al agua por
rozamiento. En la trayectoria de estas corrientes influye la fuerza de Coriolis así como la presencia de las
masas continentales que las rompen o dificultan su movimiento. Esto último hace que entre los 25 y 30 º
de latitud, las trayectorias más significativas sean circulares en ambos hemisferios. Las principales
corrientes superficiales son:
Corrientes Ecuatoriales del Norte y del Sur: Dirigidas hacia el oeste, provocadas por los vientos alisios.
Estas corrientes ecuatoriales están separadas por una contracorriente ecuatorial. En las costas
occidentales de los océanos, las corrientes ecuatoriales giran hacia el polo correspondiente y forman
corrientes cálidas paralelas a las costas de los continentes como la Corriente del Golfo, que hace que
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en Europa del norte el clima sea mucho más suave que en Alaska, estando ambas situadas a la misma
latitud; o la Corriente de Kuro Shivo, que sigue las costas de Japón; o la corriente de Brasil.
Corrientes de los Vientos del Oeste: Producen un lento movimientos del agua llamado deriva del viento
del oeste, mucho más extensa en el hemisferio sur, porque el océano es mucho mayor y no queda
interrumpida por masas continentales, como pasa en el hemisferio norte. Cuando se aproximan a las
costas orientales del océano, estas corrientes se desvían, tanto hacia el norte como hacia el sur, a lo
largo de la costa, dando lugar a corrientes frías, como la Corriente del Perú (o de Humboldt), la
Corriente de Benguela frente a la costa suroccidental de África, que se desvían hacia el norte y las
corrientes de California y de Canarias que se desvían hacia el sur. Todas ellas son de agua fría y
suavizan las temperaturas calurosas de estas costas.
Las corrientes frías de las Zonas Árticas: En el hemisferio norte hay un flujo de agua fría hacia el
ecuador a lo largo del lado occidental de los estrechos que conectan el océano Ártico con el Atlántico y
el Pacífico, dando lugar a la Corriente del Labrador, la Corriente de Groenlandia y la Corriente de
Kamtxaca.
Corriente Circumpolar Antártica: Gira en sentido de las agujas del reloj unos 50º -60º de latitud sur
alrededor de la Antártida.
EFECTOS DE LAS CORRIENTES SUPERFICIALES
-
-
Las corrientes oceánicas tienen un papel moderador de las temperaturas, ya que las corrientes
cálidas suavizan el rigor de los climas árticos y las corrientes frías enfrían las costas de las zonas
desérticas de los trópicos.
Además, las corrientes superficiales transportan pequeños organismos que viven suspendidos en
la capa superior del océano,
El tercer efecto de las corrientes superficiales es el denominado afloramiento, importantísimo
desde el punto de vista biológico y económico. Las corrientes ecuatoriales originan el
desplazamiento del agua de este a oeste, en la costa occidental del continente el agua se desplaza
mar adentro, siendo reemplazada por aguas profundas. Este agua que aflora, son muy ricas en
nutrientes que favorecen el desarrollo de una gran cantidad de organismos entre los que abundan
los peces y las aves que se alimentan de ellos. Por este motivo en estas zonas se encuentran las
áreas de pesca o caladeros más importantes del mundo, como son el de Perú, el sur de Irlanda
(Gran Sol), el de Angola, Sahara occidental, California, etc.
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Corrientes Profundas. Se forman por las diferencias en la densidad del agua debidas a cambios en la
temperatura y la salinidad, se las denomina termohalinas. El agua fría y densa de los mares polares
desciende hacia los fondos oceánicos dirigiéndose hacia el Ecuador y desplazando hacia la superficie las
aguas más cálidas. En su descenso, el agua fría arrastra una parte importante del CO 2 atmosférico en
disolución, contribuyendo así a la disminución del efecto invernadero.
Corrientes de las cuencas marinas secundarias. Este es el caso del mar Mediterráneo que está
comunicado con el Atlántico a través del estrecho de Gibraltar. El Mediterráneo tiene una concentración
de sales mayor, debido al aporte de los ríos, que el Atlántico. Por ello, el agua del mar Mediterráneo es
más densa. Como consecuencia se produce una corriente superficial del agua del océano Atlántico menos
densa hacia el mar Mediterráneo y una corriente profunda de agua más densa del mar Mediterráneo hacia
el Atlántico.
La cinta transportadora oceánica
Es una corriente que recorre la mayoría de los océanos
del planeta, parte del recorrido como corriente
profunda y parte como superficial.
- Se inicia en la aguas de Groenlandia donde el agua se
hunde por ser fría y salada. (más densa).
- Recorre el fondo del Atlántico de norte a sur.
- Parte de ella asciende en el océano Antártico y
retorna al origen,
- Otra parte continúa hacia el Índico donde se bifurca.
Parte asciende y otra parte llega hasta el Pacífico donde asciende y se calienta.
Posteriormente, realiza el trayecto inverso por la superficie.
Compensa el desequilibrio salino y térmico entre el Atlántico y el Pacífico (más cálido y salado). Regula la
cantidad de CO2 atmosférico, debido a que el agua fría arrastra este gas al hundirse y liberándose mil años
después en los afloramientos.
ENSO (El Niño-Southern Oscillation)
Hoy en día, la mayoría de la gente ha oído hablar de El Niño, aunque sólo sepan que se trata de algún tipo
de anomalía con respecto al tiempo. Sin embargo, la definición de “anomalía” varía considerablemente con
la geografía. Para las personas que viven en Indonesia, Australia o el sudeste de África, El Niño puede
significar sequías severas y gigantescos incendios forestales. Sin embargo, para ecuatorianos, peruanos o
californianos significa temporales de lluvias de gran intensidad que pueden causar inundaciones
devastadoras y deslizamientos de tierra. Tras su paso, El Niño ha dejado varios miles de muertos en todo el
mundo, miles de personas sin hogar y daños valorados en miles de millones de dólares. Sin embargo, los
residentes de la costa nordeste de Estados Unidos pueden atribuirle a El Niño inviernos más templados de
lo normal (y, por lo tanto, facturas de calefacción más bajas) y temporadas de huracanes más leves.
Originalmente, el nombre de El Niño (o El Niño Jesús) fue acuñado a finales de los años 1800 por unos
pescadores de la costa de Perú para referirse a una invasión estacional de una corriente oceánica caliente
del sur (corriente peruana o de Himbolt) que desplazaba a la corriente fría del norte en la que solían faenar
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CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES
José Alberto García Peinado
IES Alfonso Moreno (Brunete)
(los cardúmenes o bancos de peces huían hacia el sur); este fenómeno solía ocurrir en Navidades.
Actualmente, el término ya no se utiliza para hacer referencia al cambio de corriente estacional local sino a
parte de un fenómeno conocido como ENSO (del inglés El Niño-Southern Oscillation, El Niño-Oscilación del
sur), un ciclo continuo e irregular de cambios en las condiciones oceánicas y atmosféricas que afectan al
planeta. El término El Niño ahora se utiliza para hacer referencia a los efectos meteorológicos más
pronunciados relacionados con temperaturas anormalmente calientes de la superficie del mar en
interacción con el aire que se encuentra por encima en la parte del Océano Pacífico oriental y central. Para
hacer referencia a los efectos asociados a las temperaturas anormalmente frías de la superficie del mar en
la región, se acuñó en el año 1985 el término “La Niña” (o “niñita”).
El cambio de las condiciones de El Niño a las de La Niña y de nuevo a las de El Niño dura alrededor de
cuatro años. La comprensión de esta oscilación irregular y sus consecuencias para el clima del planeta sólo
ha sido posible en las últimas décadas a medida que los científicos han comenzado a conocer la compleja
relación existente entre el océano y la atmósfera. Aunque durante mucho tiempo los meteorólogos han
estado pronosticando el tiempo diariamente en función de mediciones atmosféricas realizadas en todo el
mundo, tenían relativamente poca información acerca de las condiciones que se daban en diversas zonas
de los océanos. Esto fue así hasta que se empezaron a utilizar una serie de boyas colocadas de forma
permanente en medio del Océano Pacífico y satélites en órbita.
Sin embargo, los avances tecnológicos no fueron la única clave. Después de años de investigaciones
independientes sobre los procesos del aire y el mar, los investigadores atmosféricos y oceanógrafos
decidieron unirse. La síntesis de estos dos campos de investigación permite en la actualidad a climatólogos
y oceanógrafos desarrollar modelos teóricos para simular y predecir los cambios climáticos generales
relacionados con ENSO. Por ejemplo, hoy en día los científicos pueden advertir a las poblaciones
vulnerables sobre una nueva amenaza de El Niño varios meses e incluso varios años antes de que ocurra,
proporcionando un tiempo valioso en el que se podrán tomar una serie de medidas para mitigar los peores
efectos.
Situación normal. En la costa de Perú los vientos alisios empujan hacia el oeste el agua superficial
de Pacífico haciendo que el nivel del mar en Indonesia sea medio metro más elevado que en las
costas del Perú. Este descenso del nivel del mar permite (efecto de succión) el afloramiento del
agua profunda fría y rica en nutrientes.
EL NIÑO. El fenómeno conocido como “El niño” ocurre cada 3-5-años y dura entre 9 y 12 meses,
alcanzando su máximo en Navidad. Se produce cuando los alisios amainan y no arrastran el agua
superficial de la costa Pacífica Sudamericana, que se calienta (aumentos superiores a 0,5 ºC) y
propicia la formación de una borrasca en la costa de Perú. No hay afloramiento de nutrientes y
disminuye la riqueza pesquera. En la zona occidental del Pacífico (Indonesia, Australia y Filipinas) se
produce un anticiclón y fuertes sequías. Las causas del niño se desconocen. Sus efectos se dejan
sentir en todo el planeta.
o
Trabajo de investigación sobre las diferentes hipótesis que originan este fenómeno
atmosférico. (calentamiento global, actividad volcánica oceánica,…)
LA NIÑA. Se llama así a una situación normal exagerada en la que los vientos alisios soplan en
exceso y la corriente superficial del Pacífico se ve intensificada. Se produce cada 3-5 años y suele
durar de 1 a 3 años.
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13.2.3. MAREAS
Son movimientos periódicos del agua del océano que consiste en ascensos y descensos del nivel del agua.
Son provocados por las fuerzas de atracción que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra (sobre todo la
Luna). Cuando la marea es alta, recibe el nombre de pleamar, y cuando desciende y el agua alcanza el nivel
más bajo, se denomina bajamar.
El agua de la Tierra es atraída hacia la Luna por el lado más próximo y el opuesto. En ambos puntos se
produce pleamar. Mientras que en los puntos situados a 90º de estos se produce bajamar.
Como resultado de esta atracción gravitatoria, entre las zonas de marea baja y marea alta, se producen
desplazamientos horizontales de agua denominados corrientes de marea.
Según la posición del Sol y de la Luna se distinguen dos tipos:
-
-
Mareas vivas (1 y 3): Cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra y las fuerzas gravitatorias
de la Luna y el Sol se suman, se dan los mayores cambios en el nivel del mar. Se producen en
semanas alternas cada vez que hay luna llena o nueva.
Mareas muertas (2 y 4): Se produce cada dos semanas, cuando la Luna está en cuarto creciente o
cuarto menguante.
Las mareas son perceptibles en las costas donde se observa los cambios de nivel del mar. La amplitud que
alcanzan es mayor en las costas de los océanos abiertos que en los mares cerrados, así mientras que en el
océano Atlántico oscilan entre 3 y 16 m, en el mar Mediterráneo es de unos 30 cm.
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