tema 1 : introducciÓn · 2017. 10. 26. · 1. serie continua: san fernando (cádiz; 1753) y madrid...
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TEMA 1 : INTRODUCCIÓN
EL SISTEMA CLIMÁTICO
Sistema Climático
Los climas terrestresExpresión de un complejo sistema, el Sistema Climático.Sus componentes
• Atmósfera. • Hidrosfera. • Litosfera. • Biosfera.• Criosfera.
Sistema Climático
La atmósferaComponente central: manifestación del tiempo y del clima.Máquina térmica alimentada por el sol: transforma energía calorífica en cinética. Composición: gases, partículas sólidas/líquidas Inestabilidad: en respuesta a los gradientes de presión y temperatura, también los establece transportando:
• Energía • Vapor de agua • Momento
EL ESTUDIO DE LOS FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS
El estudio de los fenómenos atmosféricos
Constante interés: Deseo: comprender la Naturaleza.
Necesidad: protección contra efectos adversos y aprovechamiento de sus potencialidades.
El estudio de los fenómenos atmosféricos
Tradiciones acientíficas: témporas, cabañuelasCiencias complementarias y con metodologías diferentes:
La MeteorologíaLa Climatología
El estudio de los fenómenos atmosféricos
La MeteorologíaEtimología: “meteoros”
• Ligada a la Física y la Matemática • Ciencia prospectiva: predicción del tiempo
Tiempo: • Valores que caracterizan la atmósfera en un momento
concreto y en un lugar determinado (combinación coyuntural y fugaz)
• “Lo percibido y vivido por el hombre” (Pedelaborde)
El estudio de los fenómenos atmosféricosLa Climatología
Ciencia retrospectiva: • Estudia lo característico de la atmósfera en cada punto de planeta
(sucesión de esas combinaciones efímeras y coyunturales)
Ligada a la Geografía, prioriza: • La distribución de los climas sobre la superficie terrestre • Sus relaciones con los restantes componentes del medio geográfico
ClimaEtimología: gr “klima” alude
• Pendiente topográfica inclinación de los rayos solares y duración del día
• Posición latitudinal en relación a la radiación solar (concepto de zonalidad: básico en las clasificaciones climáticas )
El estudio de los fenómenos atmosféricos
El climaMúltiples definiciones
• Von Hann: conjunto de fenómenos que caracterizan el estado medio de la atmósfera...
• Max Sorre: estados de la atmósfera en su sucesión habitual • Barry: conjunto de eventos atmosféricos ... representados por
su media (o moda) y su distribuciones de frecuencias
En común: • Condiciones atmosférica susceptibles de influir en el medio
físico y actividades humanas. • Procesos a largo plazo que suavizan los comportamientos
puntuales (tiempo)
http://tiempo.fiochi.com/meteo_sit_actual.php
http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/datosclimatologicos/valoresclimatologicos
La relación de la Climatología con otras disciplinas
GeografíaMeteorología
DinámicaFisica Sinóptica Etc
Oceanografía
HumanaFísica
CLIMATOLOGÍA
Regional
Física Dinámica Micro Regional Aplicada Cambio climático Etc
Ej: - balance de radiación- balance de energía- y balance de agua
Ej: circulación general de la atmósfera
Ej: - bioclimatologia- agroclimatología- hidroclimatologia
urbana
Ej: - latitudesmedias
- Trópicos
Ej: - contaminación
- hombre/ambiente.
Ej: - gas con efectoinvernadero
- paleoclimatología
Ej: - estadística- sinóptica
El estudio de los fenómenos atmosféricos
Disciplinas estrechamente relacionadas. De lo particular a lo general:
• La previsión meteorológica un buen conocimiento del clima de un ámbito espacial.
De lo general a lo particular: • El análisis de las situaciones atmosféricas características de un
territorio proporciona al climatólogo capacidad predictiva
Bergeron:• No existe una línea clara y definida entre tiempo y clima, ni en
su definición ni en los factores que controlan ambas realidades • Tiempo (procesos) y Clima (resultados) forman un continuo
Tiempo es lo que tienes, clima es lo que quieres
LAS ESCALAS DE ANÁLISIS
Las escalas de análisis
Las escalas espacialesEl movimiento atmosférico posee diferentes escalas espaciales
Las escalas de análisisLas escalas temporales
El movimiento atmosférico posee distintas frecuencias temporales
Sinóptica (ciclos de 3-7
días). Ej: borrascas, gotas frías, huracanes
Decenal e interanual (de un año a otro, de una década a otra). Ejemplos: ENSO; NA, NPO, AO
Intraestacional o de baja frecuencia (ciclo 30-60 días). Ej: Oscilación Madden Julian; episodios de flujo zonal o bloqueos (latitudes medias)
Las escalas de análisis
Criterios de clasificación de los sistemas atmosféricos
Tamaño (espacial) Duración (temporal)
Escala Dominio Elementos relevantes de laatmósfera
Dimensiónhorizontal
Duración Actividad* (m/s)
Global Tierra Radiación solar, circulacióngeneral.
20.000 km. 1 mes. 7,7
Sinóptica Continente Perturbaciones frontales,predicción atmosférica, ciclonestropicales.
1.000 km. 2-8 días. 3,9
Mesoescala Región Tormentas, brisas marinas yterrestres
50 km. 4 horas 3,5
Topoescala Localidad Corrientes de convección,nubosidad cumuliforme,precipitación.
2 km. 1 hora 0,6
Microescala Lugar irradiación, evaporación, física delas nubes, ráfagas de viento.
10 m. 1 minuto 0,2
* Actividad es calculada como el cociente entre las dimensiones horizontales de cada proceso y su duración.
Dimensiones(Escala)
Climas Tipo defenómeno
Dimensión delmovimiento
Modelos físicos yleyes
Hemisférica yplanetaria:500 a 10000 kmmeses, años
Cinturones climáticosplanetarios
Alisios, frente polar,convergenciaintertropical,monzones
Horizontales en todala atmósfera
Célula de Hadley, célulasde Ferrel, equilibriotérmico del globo.
Sinóptica:100 a 1000 kmdías hastasemanas
Climas regionales Sistemas ciclónicosde latitudes medias,huracanes
Horizontales hasta latroposfera
Células dinámicas, ondasde altitud, fuerza decoriolis, equilibriogeostrófico
Mesoescala100 m a 100 kmhoras, ciclo diario(día-noche), día.
Climas locales(urbano, bosque,montaña, valle)
Brisas, convección,ascendencias ysubsidenciasorográficas, ondas derelieve
Movimientosverticalescombinados con loshorizontales en lacapa geográfica
Células térmicasasociadas a unacorriente, efecto de lasmasas de aire y de lostipos de tiempo,advección de calor yagua.
Microescala:< 100 mminutos, horas
Microclimas (desuelo, vegetación,pendiente)
Heladas en el suelo,nieblas de irradiacióny evaporación
Desplazamientosturbulentos en lacapa límite
Rozamiento del viento,balance hídricos sobre unsuelo, balance térmicosobre la superficie
Las escalas de análisis
Circulaciones a escala hemisférica o planetariaTipología:
• Permanentes (alisios o westerlies) • Periodicidad superior al ciclo anual (ENSO) • Periodicidad estacional (Monzón) • Persistencia de semanas o meses (bloqueos, ondas de Rossby)
Responsables de episodios anómalos de larga duración (sequías...)
Las escalas de análisis
Circulaciones a escala sinópticaTipología: borrascas, anticiclones, DANAs, huracanes…Duración: varios días Controladas por las circulaciones hemisféricasResponsables de las variaciones diarias del tiempo
Las escalas de análisis
Circulaciones mesoescalaresCarácter local: SCM, brisas, vientos catabáticosDuración: desde unas pocas horas a pocos días díasControlados por las diferencias de temperatura entre la superficie marina y la continental, topografía … Importantes variaciones en las condiciones atmosféricas: situaciones de riesgo
• “Reventones” • Transporte de contaminantes
UN POCO DE HISTORIA
Un poco de Historia
La avances científicosAntigüedad: hasta 1500 a.Jc.La Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc.El mundo actual: desde 1800 a. Jc.
Un poco de Historia
La Antigüedad: hasta 1500 a.Jc.
Conocimiento pseudo-scientifico
• Babilonia 650 AC. Predicciónde cambios en el tiempo basadosen las nubes y en fenómenosóptivos (halos)
• Egipto año de 365 días• China
– 300 AC calendario anual de 24 festivals, cada uno vinculado a diferentes condiciones atmosféricas
– primeras observacionesmeteorológicas
Palacio Changgyeonggung(Corea del Sur)
Un poco de Historia
La Antigüedad: hasta 1500 a.Jc.
Todas las civilizaciones: • Grecia: primeras
observaciones de la atmósfera que resultaronen la enumeración de teorías
– Atmósfera como region del vapor Atmos = Vapor
– Hippocrates: estudio el clima
– Theophrastus: tratadometeorológico
Un poco de Historia
La Antigüedad: hasta 1500 a.Jc.
Grecia: • Aristotle: “Meteorologica” • Tratado filosófico que
incorpora– Teorías acerca del origen de
muchos meteoros (la lluvia, nubes, granizo etc..)
– Observaciones muy ajustadas a la realidad, junto con errors de bulto
– Considerado el principal argumento de autoridad hasta el siglo XVII
Un poco de Historia
La Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc.
Cimientos de las modernas Cienciasde la Atmósfera (Europa)Enumeración de leyes físicas:
• Pascal y Descartes reducción de la presión con la altura
• Boyle ley de los gases• Newton ley de la mecánica• Euler ecuaciones acerca del
movimiento de los fluidos• Lavoisier origen de la química
Jacques Charles relación entre
temperature y volume del aire
Un poco de Historia
La Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc
Nuevos instrumentos
Ben Franklin pararrayos
Torricelli: barómetro de
mercurio
Galileo: termómetro
Daniel Fahrenheit Anders Celsius
Un poco de Historia
La Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc
Nuevos instrumentos
Horace de Saussure:
higrómetro(cabello)
Hook: anemómetro de balanceoUn poco de Historia
La Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc
Nuevos instrumentos
CET mensual desde 1659, diario desde 1772; Royal Societyde Londres (1735)Madrid (1737), Barcelona y San Fernando (Cádiz)Primeras redes : 1. Serie continua: San Fernando (Cádiz; 1753) y Madrid 2. Red de 22 estaciones: Universidades e Institutos: 18563. Red en capitales de provincia: 18654. Instituto Nacional de Meteorología: 1887-1893 (AeMet desde
2008)
George Hadley• Influencia de la rotación de la
Tierra• Primera cartografía viento en
los trópicos
Un poco de HistoriaLa Edad de la Razón: 1500-1800 a.Jc
Primeras descripciones climáticas• "El calor del clima es la causa principal del color negro: cuando el
calor es excesivo, como sucede en Senegal y en Guinea, los hombres son enteramente negros: donde ya empieza a ser un poco más templado, como en Berbería, en el Mogol, en Arabia, los hombres no son sino morenos; finalmente, donde el calor es muy templado, como en Europa los hombres son blancos, y únicamente se advierten en ellos algunas variedades que sólo dependen del modo de vida.
• Uniendo los extremos, el frío puede producir los mismos efectos que el calor. Lapones y groenlandeses muestran una tez oscura debido a que “tanto el frío como el calor deben secar la piel, alterarla y darle el color oscuro que tienen los lapones”.
• Entre los 40 y los 50º de latitud se encuentra el clima más templado; “justamente entre esos dos paralelos habitan los hombres más hermosos y mejor proporcionados: el verdadero color del hombre y el auténtico patrón de belleza”. " Histoire Naturelle (1749) de Buffon
Un poco de Historia
El mundo actual: los albores de la ciencia (s, XIX)
Ekman modelos matemáticos del movimientoatmosférico1835 George Coriolis: efecto de la rotación de la Tierra sobre el movimiento atmosférico1843 aplicación del telégrafo a la transmission de obserbaciones meteorológicas
Un poco de Historia
El mundo actual: los albores de la ciencia (s. XIX)
1821 primeros mapas meteorológicos
http://libweb5.princeton.edu/visual_materials/maps/websites/thematic-maps/quantitative/meteorology/meteorology.html
Un poco de Historia
El s XX y después1916 - Modelo noruego de borrasca1920 - Concepto de masa de aire1940’s - primeros sondeos atmosféricos descubrimiento del Jet Stream1950 - Utilización de los primeros ordenadores para el cálculo numérico (predicción meteorológica)1960 - Lanzamiento del primer satélitemeteorológico Tiros I1990’s – uso del radar DopplerSodars, lidars, superordenadores…Teoría del caos…
INFLUENCIA DEL TIEMPO Y DEL CLIMA
La influencia del tiempo y del clima
Tales de Mileto:Predicción de la cosecha de aceitunasbasándose en observaciones del tiempo (620 – 540 B.C.)
Uso del vientocomo fuente de enegría
La influencia del tiempo y del clima
La navegación
La influencia del tiempo y del clima
En las guerras: La flota (Kublai Khan) invasion del Japóndestruida por un tifón(“Kamikaze” vientodivino). Derrota de Napoleón en Waterloo por la lluvia, queconvirtió el campo de batalla en un lodazal
La influencia del tiempo y del clima
En las artesMúsica (Cuatro Estaciones, Vivaldi)
• Literatura (Romeo y Julieta) “Amigo Mercutio, pienso que es mejor que nos moderemos, porque hace bastante calor, y los Capuletos andan exaltados, y ya sabes que en verano hierve mucho la sangre”(Acto 3, escena 1)
La influencia del tiempo y del clima
En las artesCine
La influencia del tiempo y del climaEn las artes:
Pintura
Cazadores en la nieve por Pieter Bruegel El Viejo, 1565
Noche estrellada Vicentvan Gogh
El «Temerario» remolcado a su último atraque para el desguace (1839). Turner
Un poco de Historia
La influencia del tiempo y del climaEn las artes: • Pintura los “cielos velazqueños”
¿AMENAZA O RECURSO?
Amenaza o recurso
AmenazaOlas de calor/frío, sequías, inundaciones, temporales, contaminación, salud y bienestar
Amenaza o recurso
Recurso Usuarios AeMet
Amenaza o recurso
RecursoEnergía, recursos hídricos, fito y agroclimatología, Ocio (sol, nieve, etc.), Arquitectura bioclimática
Aplicaciones
RecursoEnergía, recursos hídricos, fito y agroclimatología, Ocio (sol, nieve, etc.), Arquitectura bioclimática