Un microclima (o microclima ) es un conjunto local de condiciones atmosféricas que difieren de las de las áreas circundantes, a menudo levemente pero a veces sustancialmente. El término puede referirse a áreas tan pequeñas como unos pocos metros cuadrados o más pequeñas (por ejemplo, un cantero de jardín , debajo de una roca o una cueva) o tan grandes como muchos kilómetros cuadrados. Debido a que el clima es estadístico , lo que implica una variación espacial y temporal de los valores medios de los parámetros que lo describen , los microclimas se identifican como condiciones estadísticamente distintas que ocurren y/o persisten dentro de una región. Los microclimas se pueden encontrar en la mayoría de los lugares, pero son más pronunciados en zonas topográficamente dinámicas, como áreas montañosas, islas y áreas costeras. [1]
Los microclimas existen, por ejemplo, cerca de cuerpos de agua que pueden enfriar la atmósfera local, o en áreas urbanas densas donde el ladrillo , el hormigón y el asfalto absorben la energía del sol, se calientan y re-irradian ese calor al aire ambiente: la isla de calor urbana (UHI) resultante es un tipo de microclima que además es impulsado por la relativa escasez de vegetación . [2]
El término "microclima" apareció por primera vez en la década de 1950 en publicaciones como Climates in Miniature: A Study of Micro-Climate Environment (Thomas Bedford Franklin, 1955). [3]
Ejemplos de microclimas
La superficie de un parque industrial desarrollado puede variar mucho de la de un parque arbolado cercano, ya que la flora natural de los parques absorbe la luz y el calor de las hojas que el techo de un edificio o un estacionamiento simplemente irradia al aire. Los defensores de la energía solar sostienen que el uso generalizado de la recolección de energía solar puede mitigar el sobrecalentamiento de los entornos urbanos al absorber la luz solar y ponerla a trabajar en lugar de calentar los objetos extraños de la superficie. [4]
Un microclima puede ofrecer una oportunidad como una pequeña región de crecimiento para cultivos que no pueden prosperar en un área más amplia; este concepto se utiliza a menudo en la permacultura que se practica en los climas templados del norte. Los microclimas se pueden utilizar en beneficio de los jardineros que eligen y ubican cuidadosamente sus plantas. Las ciudades a menudo aumentan la temperatura promedio mediante la zonificación , y una posición protegida puede reducir la severidad del invierno. Sin embargo, la jardinería en azoteas expone a las plantas a temperaturas más extremas tanto en verano como en invierno.
En una zona urbana, los edificios altos crean su propio microclima, ya sea al ensombrecer grandes áreas o al canalizar los fuertes vientos hacia el nivel del suelo. Los efectos del viento alrededor de los edificios altos se evalúan como parte de un estudio del microclima.
Los microclimas también pueden referirse a entornos creados para un fin determinado, como los de una habitación u otro recinto. [5] Los microclimas se crean comúnmente y se mantienen cuidadosamente en los entornos de exhibición y almacenamiento de los museos. Esto se puede hacer utilizando métodos pasivos, como el gel de sílice , o con dispositivos de control de microclima activos.
Por lo general, si bien las zonas del interior tienen un clima continental húmedo , las zonas costeras se mantienen mucho más templadas durante los meses de invierno, en contraste con los veranos más calurosos. Este es el caso de lugares como Columbia Británica , donde Vancouver tiene un invierno húmedo oceánico con heladas poco frecuentes, pero las zonas del interior, que en promedio son varios grados más cálidas en verano, tienen inviernos fríos y nevados.
Fuentes e influencias sobre el microclima
Los dos parámetros principales que definen el microclima de una zona determinada son la temperatura y la humedad . La causa de un descenso de la temperatura o la humedad puede atribuirse a diferentes fuentes o influencias. A menudo, un microclima está determinado por un conglomerado de diferentes influencias y es objeto de estudio en la meteorología a microescala .
Piscina de aire frío
Ejemplos del efecto de piscina de aire frío (CAP) son el sumidero de Gstettneralm en Austria (temperatura mínima registrada: -53 °C (-63 °F)) [6] y el sumidero de Peter en los EE. UU. El criterio principal sobre la velocidad del viento para crear una penetración de flujo de aire cálido en una CAP es el siguiente:
La presencia de permafrost cerca de la superficie de un cráter crea un entorno microclimático único. [8]
Cuevas
Las cuevas son formaciones geológicas importantes que pueden albergar entornos geológicos y biológicos únicos y delicados. La gran mayoría de las cuevas que se encuentran están hechas de carbonatos de calcio, como la piedra caliza . En estos entornos de disolución, muchas especies de flora y fauna encuentran su hogar. La mezcla del contenido de agua dentro de la atmósfera de la cueva, la presión del aire, la geoquímica de la roca de la cueva, así como los productos de desecho de estas especies, pueden combinarse para crear microclimas únicos dentro de los sistemas de cuevas. [9]
El efecto espeleogenético es un proceso observado y estudiado de circulación de aire dentro de ambientes cavernosos provocado por convección. En condiciones freáticas , las superficies de la cueva están expuestas al aire encerrado (a diferencia de estar sumergidas e interactuar con el agua del nivel freático en condiciones vadosas ). Este aire hace circular partículas de agua que se condensan en las paredes de la cueva y formaciones como los espeleotemas . Se ha descubierto que esta agua condensada contribuye a la erosión de las paredes de la cueva y a la formación de características morfológicas. Algunos ejemplos de esto se pueden encontrar en las paredes de piedra caliza de Grotta Giusti ; una cueva termal cerca de Monsummano , Lucca, Italia. Cualquier proceso que conduzca a un aumento o disminución de los procesos químicos/físicos afectará posteriormente al medio ambiente dentro de ese sistema. La densidad del aire dentro de las cuevas, que se relaciona directamente con los procesos de convección, está determinada por la temperatura, la humedad y la presión del aire. En entornos de cuevas cerradas, la introducción de bacterias, algas, plantas, animales o la interferencia humana puede cambiar cualquiera de estos factores, alterando así el microambiente dentro de la cueva. [9] Existen más de 750 cuevas en todo el mundo que pueden ser visitadas por personas. El constante tránsito humano a través de estos entornos cavernosos puede tener un efecto negativo en los microclimas, así como en los hallazgos geológicos y arqueológicos. Entre los factores que contribuyen al deterioro de estos entornos se encuentran la deforestación cercana, las operaciones agrícolas, la explotación del agua, la minería y las operaciones turísticas. [10]
El efecto espeleogenético de las cuevas normales tiende a mostrar una circulación lenta del aire. En condiciones únicas donde hay ácidos, los efectos de la erosión y los cambios en el microambiente pueden verse drásticamente potenciados. Un ejemplo es el efecto de la presencia de ácido sulfhídrico ( H2S ). Cuando el ácido sulfhídrico oxidado se altera químicamente a ácido sulfúrico ( H2SO4 ) , este ácido comienza a reaccionar con la roca de carbonato de calcio a velocidades mucho más altas. El agua involucrada en esta reacción tiende a tener un pH alto de 3, lo que hace que el agua sea casi inhabitable para muchas bacterias y algas. Un ejemplo de esto se puede encontrar en la cueva Grotta Grande del Vento en Ancona, Italia . [9]
Microclima de las plantas
Como señala Rudolf Geiger en su libro [11] no sólo el clima influye en la planta viva, sino que también puede darse el efecto contrario de la interacción de las plantas con su entorno, y se conoce como clima vegetal . Este efecto tiene consecuencias importantes para los bosques en medio de un continente; de hecho, si los bosques no crearan sus propias nubes y ciclo del agua con su eficiente actividad de evapotranspiración , no habría bosques lejos de las costas, [12] ya que estadísticamente, sin ninguna otra influencia, la ocurrencia de lluvias disminuiría desde la costa hacia el interior. La plantación de árboles para combatir la sequía también se ha propuesto en el contexto de la forestación . [13]
Presas
Tanto los embalses artificiales como los naturales crean microclimas y a menudo influyen también en el clima macroscópico.
Pendientes
Otro factor que contribuye al microclima es la pendiente o el aspecto de una zona. Las laderas orientadas al sur en el hemisferio norte y las laderas orientadas al norte en el hemisferio sur están expuestas a una mayor cantidad de luz solar directa que las laderas opuestas y, por lo tanto, son más cálidas durante períodos de tiempo más prolongados, lo que le da a la ladera un microclima más cálido que las áreas que la rodean. La zona más baja de un valle a veces puede helarse antes o con más fuerza que un punto cercano en la parte superior, porque el aire frío desciende, una brisa seca puede no llegar al fondo más bajo y la humedad persiste y se precipita , para luego congelarse .
Tipos de suelo
El tipo de suelo que se encuentra en una zona también puede afectar a los microclimas. Por ejemplo, los suelos con un alto contenido de arcilla pueden actuar como pavimento, moderando la temperatura cercana al suelo. Por otro lado, si el suelo tiene muchas bolsas de aire, el calor podría quedar atrapado debajo de la capa superficial, lo que aumenta la posibilidad de que se produzcan heladas a nivel del suelo. [14]
Ciudades y regiones conocidas por sus microclimas
Américas
El norte de California por encima del Área de la Bahía también es conocido por microclimas con diferencias significativas de temperaturas. [ cita requerida ] La costa normalmente tiene temperaturas diurnas de 17 y 19 °C (63 y 66 °F) durante los meses de verano a lo largo de esa costa, pero las ciudades del interior no muy lejos del océano, como Lakeport , pueden ser tan cálidas como 34 °C (93 °F) en un día de verano promedio, a pesar de estar a solo 40 millas (64 km) tierra adentro. Incluso tan al norte como el valle del río Klamath alrededor del paralelo 41 norte entre Willow Creek y Eureka, se promedian tales temperaturas, lo cual es extremadamente caluroso para áreas tan septentrionales. En este paralelo, la temperatura en la costa es tan fría que Willow Creek supera la temperatura récord de todos los tiempos de Eureka en promedio 79 veces al año. Esto es a pesar de que las áreas están a menos de 50 millas (80 km) una de otra.
San Francisco es una ciudad con varios microclimas. Debido a la variada topografía de la ciudad y a la influencia de la capa marina predominante en verano, las condiciones climáticas pueden variar hasta en 9 °F (5 °C) de una cuadra a otra y en 30 °F (17 °C) entre el cinturón de niebla costero y la isla de calor del centro de la ciudad. El distrito de Noe Valley , por ejemplo, suele ser más cálido y soleado que las áreas adyacentes porque las colinas circundantes bloquean parte de la niebla fría del Pacífico.
La región en su conjunto, conocida como el Área de la Bahía de San Francisco , puede tener una amplia gama de extremos de temperatura. En las cuencas y valles adyacentes a la costa, el clima está sujeto a amplias variaciones en distancias cortas como resultado de la influencia de la topografía en la circulación del aire marino. El Área de la Bahía de San Francisco ofrece muchas variedades de clima en unas pocas millas. En el Área de la Bahía, por ejemplo, la temperatura máxima promedio en julio es de aproximadamente 64 °F (18 °C) en Half Moon Bay en la costa, 87 °F (31 °C) en Walnut Creek a solo 25 millas (40 km) tierra adentro, y 95 °F (35 °C) en Tracy , a solo 50 millas (80 km) tierra adentro. [15]
Las áreas de Los Ángeles y San Diego también están sujetas a fenómenos típicos de un microclima. [16] [17] Las temperaturas pueden variar hasta 36 °F (20 °C)) entre las áreas del interior y la costa, con un gradiente de temperatura de más de un grado por milla (1,6 km) desde la costa hacia el interior. Las colinas y las montañas también pueden bloquear las masas de aire costeras. El valle de San Fernando suele ser mucho más cálido en verano que la mayor parte de Los Ángeles, porque las montañas de Santa Mónica suelen bloquear las brisas frescas del océano y la niebla. El sur de California también tiene un fenómeno meteorológico llamado " June Gloom " o "May Grey", que a veces da cielos nublados o brumosos por la mañana en la costa, pero generalmente da cielos soleados al mediodía, durante finales de primavera y principios de verano.
La Gran Isla de Hawái también es un área conocida por sus microclimas, [18] ya que Kailua-Kona y Hilo, Hawái , experimentan precipitaciones de 18 pulgadas (460 mm) y 127 pulgadas (3200 mm) por año, respectivamente, a pesar de estar a solo 60 millas (97 km) una de otra.
Calgary, Alberta , también es conocida por sus microclimas. [ cita requerida ] Especialmente notables son las diferencias entre el centro de la ciudad y las regiones del valle del río/llanura de inundación y las áreas al oeste y al norte. Esto se debe en gran medida a una diferencia de elevación dentro de los límites de la ciudad de más de 1000 pies (300 m), pero también puede atribuirse en parte a los efectos de los Chinooks estacionales . [19]
Halifax, Nueva Escocia , también tiene numerosos microclimas. [ cita requerida ] Las temperaturas costeras y las condiciones climáticas pueden diferir considerablemente de las áreas ubicadas a solo 5-15 km (3,1-9,3 mi) tierra adentro. Esto es así en todas las estaciones. Las elevaciones variables son comunes en toda la ciudad, e incluso es posible experimentar varios microclimas mientras se viaja por una sola autopista debido a estos cambios de elevación.
Vancouver y su área metropolitana también tienen muchos microclimas. [20] North Vancouver y otras regiones situadas en las laderas de las montañas reciben más de 2000 milímetros (79 pulgadas) de precipitación al año en promedio, mientras que otras regiones al sur reciben alrededor de 1000 milímetros (39 pulgadas), aunque están a menos de 40 kilómetros (25 millas) de distancia. Las temperaturas en el interior del valle de Fraser pueden ser hasta 10 °C (18 °F) más cálidas que en la costa, mientras que en invierno son varios grados más frías.
La bahía de Chesapeake también es conocida por su microclima subtropical. [21] Es más notable por sus efectos climáticos suaves en el área al este y oeste de las tierras bajas de Maryland y Delmarva. Tener más de 64.000 millas cuadradas (170.000 km 2 ) de agua; (la mayor parte de las cuales es una mezcla de agua dulce y salada) crea niveles más altos de humedad y calor en los meses de primavera y verano. Un ejemplo de este efecto es la supervivencia de palmeras subtropicales y plantas como los jacintos de agua [22] en el área. [23] [21]
La ciudad de Nueva York y su área metropolitana circundante presentan una extensa isla de calor urbana y la influencia del océano Atlántico. Estos factores hacen que sea la ciudad más importante más septentrional de los EE. UU. que Köppen describe como subtropical húmeda , y la ciudad se encuentra en las zonas 7a/7b/8a del USDA, en comparación con las ciudades cercanas al sur, que presentan zonas más bajas.
Europa
La región del Tesino en Suiza tiene un microclima en el que pueden crecer palmeras y plataneros. [25]
A Gran Canaria se le llama "Continente en Miniatura" por su rica variedad de microclimas. [26]
Tenerife es conocida por su gran variedad de microclimas. [27]
Se sabe que Leeds , ubicada en Yorkshire, Inglaterra, tiene varios microclimas debido a la cantidad de valles que rodean el centro de la ciudad. [ cita requerida ]
Al igual que en California, la costa centro-occidental de Portugal presenta enormes diferencias en las temperaturas de verano con respecto a las regiones del interior circundantes. En menos de 60 km (37 mi), las temperaturas medias diarias de verano pueden variar hasta en 10 grados Celsius/18 grados Fahrenheit, desde 21 °C (70 °F) en Peniche o São Pedro de Moel hasta alrededor de 31 °C (88 °F) en Santarém o Tomar . Este fenómeno es causado por el afloramiento local creado por los vientos del norte de Nortada . [31]
Las zonas costeras de la región de Andalucía en España tienen un microclima. [ cita requerida ] Más al norte a lo largo de la costa, Cádiz tiene una media de verano de 27 °C (81 °F) con noches cálidas, mientras que la cercana Jerez de la Frontera tiene máximas de verano de 33 °C (91 °F) y las zonas del interior más al norte, como Sevilla, son aún más calurosas.
Sorana , una comuna del valle de Pescia, en Italia, con un microclima considerado ideal para el cultivo del frijol Sorana . [32]
El distrito de Nizza (Niza) de Frankfurt-am-Main , Alemania, es una pequeña zona en la orilla norte del río Meno , donde el refugio del viento y la luz solar reflejada por el río producen un clima mediterráneo y sustentan uno de los jardines más grandes de plantas del sur de Europa al norte de los Alpes. [33]
Asia y Oceanía
Ammán , Jordania, tiene ejemplos extremos de microclima, y casi cada barrio exhibe su propio clima. [34] Los lugareños saben que algunos distritos, como los suburbios del norte y el oeste, están entre los más fríos de la ciudad y pueden experimentar heladas o nieve, mientras que otros distritos más cálidos, como el centro de la ciudad, pueden tener temperaturas mucho más cálidas al mismo tiempo.
Sydney , Australia, tiene un microclima que ocurre prominentemente en los meses más cálidos. [ cita requerida ] En el interior, en los suburbios occidentales de Sydney , el clima es más seco y significativamente más cálido con temperaturas generalmente alrededor de 3-7 °C (5-13 °F) por encima del CBD de Sydney y los suburbios orientales (la costa), ya que las brisas marinas no penetran más hacia el interior. En verano, la costa promedia 25,9 °C (78,6 °F), mientras que el interior varía entre 28 y 30 °C (82 y 86 °F), dependiendo del suburbio. [35] [36] En ocasiones extremas, la costa tendría una temperatura de 24 °C (75 °F), mientras que un suburbio a 20 km (12,43 mi)) tierra adentro se asa en un calor de 36 °C (97 °F). Sin embargo, las temperaturas mínimas invernales en el oeste son alrededor de 3-5 °C (5-9 °F) más frías que los suburbios costeros, y pueden proporcionar heladas leves a moderadas. [37] Dentro de la ciudad y sus alrededores, las precipitaciones varían, desde alrededor de 682,5 mm (26,87 pulgadas) en el extremo oeste hasta 1213,8 mm (47,79 pulgadas) en Observatory Hill (el este o la costa). [38]
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Enlaces externos
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