El clima es el patrón climático a largo plazo en una región, generalmente con un promedio de 30 años. [1] [2] Más rigurosamente , es la media y la variabilidad de las variables meteorológicas durante un tiempo que abarca desde meses hasta millones de años. Algunas de las variables meteorológicas que comúnmente se miden son la temperatura , la humedad , la presión atmosférica , el viento y la precipitación . En un sentido más amplio, el clima es el estado de los componentes del sistema climático , incluidas la atmósfera , la hidrosfera , la criosfera , la litosfera y la biosfera y las interacciones entre ellas. [1] El clima de un lugar se ve afectado por su latitud , longitud , terreno , altitud , uso del suelo y cuerpos de agua cercanos y sus corrientes. [3]
Los climas se pueden clasificar según las variables promedio y típicas, más comúnmente temperatura y precipitación . El esquema de clasificación más utilizado fue la clasificación climática de Köppen . El sistema Thornthwaite , [4] en uso desde 1948, incorpora la evapotranspiración junto con información de temperatura y precipitación y se utiliza para estudiar la diversidad biológica y cómo la afecta el cambio climático . Las principales clasificaciones en la clasificación climática de Thornthwaite son microtérmica, mesotérmica y megatérmica. [5] Finalmente, los sistemas de Bergeron y de Clasificación Sinóptica Espacial se centran en el origen de las masas de aire que definen el clima de una región.
La paleoclimatología es el estudio de los climas antiguos. Los paleoclimatólogos buscan explicar las variaciones climáticas en todas partes de la Tierra durante un período geológico determinado , comenzando con el momento de la formación de la Tierra. [6] Dado que se disponía de muy pocas observaciones directas del clima antes del siglo XIX, los paleoclimas se infieren a partir de variables indirectas . Incluyen evidencia no biótica, como sedimentos encontrados en lechos de lagos y núcleos de hielo , y evidencia biótica , como anillos de árboles y corales. Los modelos climáticos son modelos matemáticos de climas pasados, presentes y futuros. El cambio climático puede ocurrir en escalas de tiempo largas y cortas debido a diversos factores. El calentamiento reciente se analiza en términos de calentamiento global , que resulta en redistribuciones de la biota . Por ejemplo, como ha escrito la científica climática Lesley Ann Hughes : "un cambio de 3 °C [5 °F] en la temperatura media anual corresponde a un cambio en las isotermas de aproximadamente 300 a 400 km [190 a 250 millas] en latitud (en el zona templada) o 500 m [1,600 pies] de elevación. Por lo tanto, se espera que las especies se muevan hacia arriba en elevación o hacia los polos en latitud en respuesta a los cambios en las zonas climáticas". [7] [8]
El clima (del griego antiguo κλίμα, 'inclinación') se define comúnmente como el tiempo promediado durante un largo período. [9] El período promedio estándar es de 30 años, [10] pero se pueden utilizar otros períodos dependiendo del propósito. El clima también incluye estadísticas distintas al promedio, como las magnitudes de las variaciones de un día a otro o de un año a otro. La definición del glosario del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) de 2001 es la siguiente:
El clima en sentido estricto suele definirse como el "tiempo medio" o, más rigurosamente, como la descripción estadística en términos de la media y la variabilidad de cantidades relevantes durante un período que va desde meses hasta miles o millones de años. El período clásico es de 30 años, según lo define la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Estas cantidades suelen ser variables de la superficie, como la temperatura, las precipitaciones y el viento. El clima en un sentido más amplio es el estado, incluida una descripción estadística, del sistema climático. [11]
La Organización Meteorológica Mundial (OMM) describe las " normales climáticas " como "puntos de referencia utilizados por los climatólogos para comparar las tendencias climatológicas actuales con las del pasado o con lo que se considera típico". Una normal climática se define como el promedio aritmético de un elemento climático (por ejemplo, temperatura) durante un período de 30 años. Se utiliza un período de 30 años ya que es lo suficientemente largo como para filtrar cualquier variación interanual o anomalías como El Niño-Oscilación del Sur , pero también lo suficientemente corto como para poder mostrar tendencias climáticas más largas. " [12]
La OMM surgió de la Organización Meteorológica Internacional , que creó una comisión técnica para la climatología en 1929. En su reunión de Wiesbaden de 1934, la comisión técnica designó el período de treinta años comprendido entre 1901 y 1930 como marco temporal de referencia para las normales climatológicas estándar. En 1982, la OMM acordó actualizar las normales climáticas, que posteriormente se completaron sobre la base de los datos climáticos del 1 de enero de 1961 al 31 de diciembre de 1990. [13] Las normales climáticas de 1961 a 1990 sirven como período de referencia de referencia. El próximo conjunto de normales climáticas que publicará la OMM es de 1991 a 2010. [14] Además de recopilar las variables atmosféricas más comunes (temperatura del aire, presión, precipitación y viento), otras variables como la humedad, la visibilidad y la cantidad de nubes. , También se recopilan radiación solar, temperatura del suelo, tasa de evaporación, días con truenos y días con granizo para medir el cambio en las condiciones climáticas. [15]
La diferencia entre clima y tiempo se resume útilmente en la frase popular "El clima es lo que esperas, el tiempo es lo que obtienes". [16] A lo largo de períodos de tiempo históricos , hay una serie de variables casi constantes que determinan el clima, incluida la latitud , la altitud, la proporción de tierra y agua y la proximidad a océanos y montañas. Todas estas variables cambian sólo durante períodos de millones de años debido a procesos como la tectónica de placas . Otros determinantes climáticos son más dinámicos: la circulación termohalina del océano provoca un calentamiento de 5 °C (41 °F) del Océano Atlántico norte en comparación con otras cuencas oceánicas. [17] Otras corrientes oceánicas redistribuyen el calor entre la tierra y el agua a una escala más regional. La densidad y el tipo de cobertura vegetal afectan la absorción de calor solar, [18] la retención de agua y las precipitaciones a nivel regional. Las alteraciones en la cantidad de gases de efecto invernadero atmosféricos (en particular, dióxido de carbono y metano) determinan la cantidad de energía solar retenida por el planeta, lo que conduce al calentamiento o enfriamiento global . Las variables que determinan el clima son numerosas y las interacciones complejas, pero existe un acuerdo general que se comprendan las líneas generales, al menos en lo que respecta a los determinantes del cambio climático histórico [19] [20] .
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Las clasificaciones climáticas son sistemas que categorizan los climas del mundo. Una clasificación climática puede correlacionarse estrechamente con una clasificación de bioma , ya que el clima tiene una influencia importante en la vida en una región. Uno de los más utilizados es el esquema de clasificación climática de Köppen , desarrollado por primera vez en 1899. [21]
Hay varias formas de clasificar los climas en regímenes similares. Originalmente, los climas se definían en la antigua Grecia para describir el tiempo en función de la latitud de un lugar. Los métodos modernos de clasificación climática se pueden dividir en términos generales en métodos genéticos , que se centran en las causas del clima, y métodos empíricos , que se centran en los efectos del clima. Ejemplos de clasificación genética incluyen métodos basados en la frecuencia relativa de diferentes tipos de masas de aire o ubicaciones dentro de perturbaciones climáticas sinópticas . Ejemplos de clasificaciones empíricas incluyen zonas climáticas definidas por la rusticidad de las plantas , [22] evapotranspiración, [23] o más generalmente la clasificación climática de Köppen que fue diseñada originalmente para identificar los climas asociados con ciertos biomas . Una deficiencia común de estos esquemas de clasificación es que producen límites distintos entre las zonas que definen, en lugar de la transición gradual de propiedades climáticas más comunes en la naturaleza.
La paleoclimatología es el estudio del clima pasado durante un gran período de la historia de la Tierra . Utiliza evidencia con diferentes escalas de tiempo (desde décadas hasta milenios) desde capas de hielo, anillos de árboles, sedimentos, polen, corales y rocas para determinar el estado pasado del clima. Demuestra períodos de estabilidad y períodos de cambio y puede indicar si los cambios siguen patrones como ciclos regulares. [24]
Los detalles del registro climático moderno se conocen mediante la toma de mediciones con instrumentos meteorológicos como termómetros , barómetros y anemómetros durante los últimos siglos. Los instrumentos utilizados para estudiar el clima en la escala de tiempo moderna, su frecuencia de observación, su error conocido, su entorno inmediato y su exposición han cambiado a lo largo de los años, lo que debe tenerse en cuenta al estudiar el clima de siglos pasados. [25] Los registros climáticos modernos a largo plazo se inclinan hacia los centros de población y los países ricos. [26] Desde la década de 1960, el lanzamiento de satélites permite recopilar registros a escala global, incluidas áreas con poca o ninguna presencia humana, como la región ártica y los océanos.
La variabilidad climática es el término para describir las variaciones en el estado medio y otras características del clima (como las probabilidades o la posibilidad de que se produzcan condiciones meteorológicas extremas , etc.) "en todas las escalas espaciales y temporales más allá de la de los fenómenos meteorológicos individuales". [27] Parte de la variabilidad no parece ser causada sistemáticamente y ocurre en momentos aleatorios. Tal variabilidad se llama variabilidad aleatoria o ruido . Por otro lado, la variabilidad periódica ocurre con relativa regularidad y en distintos modos de variabilidad o patrones climáticos. [28]
Existen estrechas correlaciones entre las oscilaciones climáticas de la Tierra y los factores astronómicos ( cambios de baricentro , variación solar , flujo de rayos cósmicos , retroalimentación del albedo de las nubes , ciclos de Milankovic ) y modos de distribución de calor entre el sistema climático océano-atmósfera. En algunos casos, las oscilaciones naturales actuales, históricas y paleoclimatológicas pueden quedar enmascaradas por importantes erupciones volcánicas , eventos de impacto , irregularidades en los datos climáticos aproximados , procesos de retroalimentación positiva o emisiones antropogénicas de sustancias como los gases de efecto invernadero . [29]
A lo largo de los años, las definiciones de variabilidad climática y el término relacionado cambio climático han cambiado. Si bien el término cambio climático ahora implica un cambio que es a largo plazo y de causa humana, en la década de 1960 la palabra cambio climático se usaba para lo que ahora describimos como variabilidad climática, es decir, inconsistencias y anomalías climáticas. [28]
El cambio climático es la variación de los climas globales o regionales a lo largo del tiempo. [34] Refleja cambios en la variabilidad o estado promedio de la atmósfera en escalas de tiempo que van desde décadas hasta millones de años. Estos cambios pueden ser causados por procesos internos de la Tierra , fuerzas externas (por ejemplo, variaciones en la intensidad de la luz solar) o actividades humanas, como se descubrió recientemente. [35] [36] Los científicos han identificado el desequilibrio energético de la Tierra (EEI) como una métrica fundamental del estado del cambio global. [37]
En su uso reciente, especialmente en el contexto de la política ambiental , el término "cambio climático" a menudo se refiere únicamente a los cambios en el clima moderno, incluido el aumento de la temperatura superficial promedio conocido como calentamiento global . En algunos casos, el término también se utiliza con una presunción de causalidad humana, como en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). La CMNUCC utiliza la "variabilidad climática" para las variaciones no causadas por humanos. [38]
La Tierra ha experimentado cambios climáticos periódicos en el pasado, incluidas cuatro grandes edades de hielo . Estos consisten en períodos glaciales donde las condiciones son más frías de lo normal, separados por períodos interglaciares . La acumulación de nieve y hielo durante un período glacial aumenta el albedo superficial , reflejando más energía del Sol al espacio y manteniendo una temperatura atmosférica más baja. Los aumentos de gases de efecto invernadero , como por ejemplo por la actividad volcánica , pueden aumentar la temperatura global y producir un período interglacial. Las causas sugeridas de los períodos de la edad de hielo incluyen las posiciones de los continentes , las variaciones en la órbita de la Tierra, los cambios en la producción solar y el vulcanismo. [39] Sin embargo, estos cambios climáticos causados naturalmente ocurren en una escala de tiempo mucho más lenta que la tasa actual de cambio causada por la emisión de gases de efecto invernadero por actividades humanas. [40]
Según el Servicio de Cambio Climático Copérnico de la UE, la temperatura media del aire global ha superado los 1,5 °C de calentamiento en el período comprendido entre febrero de 2023 y enero de 2024. [41]
Los modelos climáticos utilizan métodos cuantitativos para simular las interacciones y la transferencia de energía radiativa entre la atmósfera , [42] océanos , la superficie terrestre y el hielo a través de una serie de ecuaciones físicas. Se utilizan para diversos fines, desde el estudio de la dinámica del tiempo y el sistema climático hasta proyecciones del clima futuro. Todos los modelos climáticos equilibran, o casi equilibran, la energía entrante como radiación electromagnética de onda corta (incluida la visible) a la Tierra con la energía saliente como radiación electromagnética de onda larga (infrarroja) de la Tierra. Cualquier desequilibrio resulta en un cambio en la temperatura promedio de la Tierra.
Los modelos climáticos están disponibles en diferentes resoluciones que van desde >100 km hasta 1 km. Las altas resoluciones en los modelos climáticos globales requieren importantes recursos computacionales, por lo que solo existen unos pocos conjuntos de datos globales. Los modelos climáticos globales pueden reducirse dinámica o estadísticamente a modelos climáticos regionales para analizar los impactos del cambio climático a escala local. Algunos ejemplos son ICON [43] o datos mecánicamente reducidos como CHELSA (Climatologías en alta resolución para las áreas de la superficie terrestre de la tierra). [44] [45]
Las aplicaciones de estos modelos más comentadas en los últimos años han sido su uso para inferir las consecuencias del aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente dióxido de carbono (ver gases de efecto invernadero ). Estos modelos predicen una tendencia ascendente en la temperatura media global de la superficie , proyectándose el aumento más rápido de la temperatura en las latitudes más altas del hemisferio norte.
Los modelos pueden variar desde relativamente simples hasta bastante complejos. Los modelos simples de transferencia de calor radiante tratan la Tierra como un punto único y una energía saliente promedio. Esto se puede expandir verticalmente (como en los modelos radiativo-convectivos) u horizontalmente. Finalmente, modelos climáticos globales más complejos (acoplados) atmósfera-océano- hielo marino discretizan y resuelven las ecuaciones completas para la transferencia de masa y energía y el intercambio radiante. [46]
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