Nuestro clima en el Ecuador es casi paradisíaco, razón
principal por la que muchos agricultores, excepto cuando se trata de las aguas
de las lluvias, lo dan por hecho y no lo toman en consideración para intentar
mejorar la productividad de sus cultivos. Lo que sigue a continuación es un
breve resumen sobre las interacciones entre la energía solar, los océanos y la
atmósfera, lo cual ofrecerá la oportunidad de comprender mejor cómo funciona el
clima y su efecto sobre la agricultura. Pretender en esta exposición cubrir
enteramente el clima es muy ambicioso porque aquello demanda mucho estudio. Lo
que sigue son generalidades, información obtenida del libro Cómo predecir el
tiempo-Meteorología fácil del autor Pierre Demy, de la Enciclopedia Encarta y
finalmente, de la revista National Geographic. Para empezar es importante
diferenciar el término clima del tiempo. El tiempo es el estado de la atmósfera
en un momento y lugar en particular. El tiempo se da debido al calentamiento de
la Tierra y los océanos por la radiación solar. En cambio, el clima es el tiempo que una región en particular
experimenta en un período largo, ya sea semanas, meses o años. La meteorología
estudia entonces la atmósfera de la Tierra y en especial, el tiempo. Para
comprender los eventos que ocurren dentro de la atmósfera, es necesario conocer
cuáles son las características físicas del aire en donde estos eventos ocurren.
Características físicas del aire Composición La atmósfera de la Tierra es una
mezcla de gases que no logran escaparse hacia el espacio exterior debido a la
fuerza de gravedad. La atmósfera
alcanza los 2,000 Km pero su masa principal está concentrada en los primeros 5
Km. Los gases que la componen y su
distribución: 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% que comprende al dióxido de
carbono, argón, criptón, xenón, hidrógeno, metano, óxido nitroso y vapor de
agua. Cerca de la superficie del suelo
en las regiones tropicales, la concentración del vapor de agua puede alcanzar
hasta 4% mientras que en las zonas polares su concentración puede ser tan
mínima como fracciones de un punto porcentual. Temperatura El aire está
conformado por moléculas las cuales están en constante movimiento. La velocidad
de las moléculas del aire corresponde a su energía cinética la cual puede
entenderse como la cantidad de energía en forma de calor en el aire. Por definición, la temperatura del aire es
una medida de la velocidad promedio a la cual se mueven las moléculas del aire.
Queda claro entonces que a mayores temperaturas, corresponden mayores
velocidades a las que se mueven las moléculas del aire. Presión La fuerza de
gravedad no deja escapar el aire. Esta fuerza invisible hala el aire hacia
abajo, otorgándole entonces peso a las moléculas del aire. El peso de las moléculas del aire ejerce una
fuerza sobre la Tierra. La cantidad de esta fuerza ejercida sobre una unidad de
área de superficie es lo que se conoce como presión atmosférica. En palabras
más sencillas, la presión atmosférica es la fuerza ejercida en cualquier nivel
debido al peso de la columna de aire situada encima de dicho nivel. Como a
mayores alturas existe menor cantidad de moléculas de aire que presionan hacia
abajo, puede entenderse por qué la presión atmosférica se reduce a mayor altura
sobre el suelo. La presión también
cambia con el tiempo en un mismo sitio.
Estos cambios son producidos por movimientos de aire de densidad media
diferentes. La densidad del aire es la masa de las moléculas de aire en un
volumen determinado. Los cambios de presión atmosférica nos indican el estado
del tiempo que se avecina. Cuando el
barómentro, instrumento que mide la presión del aire, desciende, esto nos
indica que se aproxima una tormenta o mal tiempo. Por el contrario, cuando el
barómetro asciende, esto nos indica que hará un buen tiempo.
Viento
Así de simple, el viento es aire en movimiento. El viento
ocurre como resultado de las variaciones horizontales de presión. Las
diferencias en la temperatura del aire que se producen por desigual calentamiento
ocasionan diferencias en la densidad del aire y presión. Puesto de otra forma,
cuando se produce una diferencia de presión entre dos zonas, se da los
movimientos de masas de aire y por consiguiente, el viento. A mayor diferencia en la presión atmosférica
entre dos lugares a la misma altitud, mayor será el viento. El aire sopla desde zonas de alta presión
hacia zonas de baja presión. Una región del aire que es más caliente y menos
densa que su alrededor asciende. El
instrumento que mide la velocidad del viento se conoce como anemómetro. El
viento tiene implicaciones importantes sobre la evapotranspiración de un
cultivo.
Humedad
Es el contenido del vapor de agua en el aire. La máxima
cantidad de vapor de agua que el aire puede mantener depende de su temperatura,
de manera que el aire caliente puede mantener mayor vapor de agua que el aire
frío. La humedad relativa es la relación entre la cantidad de vapor de agua y
la máxima cantidad de vapor de agua que el aire puede mantener a esa
temperatura en particular. Si la cantidad de vapor de agua no varía, la humedad
relativa disminuye cuando el aire se calienta y aumenta cuando el aire se
enfría. De allí que la humedad relativa usualmente sea mayor al amanecer,
cuando la temperatura es más baja y menor al mediodía cuando la temperatura es
mayor. Se dice que el aire está saturado cuando a una temperatura particular,
el aire contiene la mayor humedad posible.
Cuando el vapor de agua se condensa o se congela en
diminutas partículas, se forman las nubes. Estas diminutas gotas y cristales,
con un diámetro promedio de 0.002 cm, son tan pequeños que se mantienen
suspendidas en el aire. Las verdaderas gotas de lluvia en cambio contienen
millones de veces más agua, de allí que se precipiten por su peso.
Para comprender mejor los fenómenos meteorológicos, es
fundamental conocer cómo se clasifica a las capas de la atmósfera en función de
su temperatura.
Capas de la atmósfera
Troposfera
Se ubica en los primeros 10 Km de altura. Los rayos solares
calientan la superficie y ésta a su vez calienta el aire. La temperatura del
aire disminuye con la altura hasta aproximadamente 8.000 m sobre los polos y hasta
16.000 m sobre el ecuador. Es constantemente agitada por las corrientes de aire
ascendentes y descendentes. Es la zona
del tiempo variable.
Estratosfera
Se ubica desde los 10 hasta 50 Km de altura. En esta zona
ocurre lo inverso en lo que concierne a la temperatura debido a que ésta
aumenta con la altura. La razón de esto se debe al ozono, el cual se forma
cuando la radiación ultravioleta, de cierta longitud de onda, reacciona con el
oxígeno del aire. En esta zona vuelan la mayoría de los aviones comerciales.
Mesosfera
Se ubica desde los 50 hasta 85 Km de altura. En esta zona la
temperatura del aire disminuye con la altura.
Es la capa más fría.
Termosfera
Se ubica desde los 85 hasta 560 Km de altura. Debido a la
adsorción de los rayos solares, rayos X y ultravioletas, la temperatura del
aire puede llegar hasta por encima de los 1.000 grados centígrados. En esta
zona se producen las auroras boreales.
Exosfera
Se ubica desde los 560 hasta 2.000 Km de altura. En esta
zona los satélites meteorológicos orbitan la Tierra.
Flujo de energía y circulación global
La cantidad de energía que adsorbe la Tierra del Sol cada
año es igual a la cantidad de energía que pierde la Tierra hacia el
espacio. Sin embargo, este balance de
energía no se mantiene para cada latitud geográfica. Las regiones tropicales
ganan mayor energía del Sol de lo que pierden, mientras que las regiones
polares pierden mayor energía del Sol hacia el espacio de lo que ganan del
astro rey.
Los trópicos no siguen calentándose ni los polos siguen
enfriándose porque la atmósfera transporta aire calienta hacia los polos y aire
frío hacia el ecuador. Lo mismo ocurre con el agua de los océanos, es decir,
océano y atmósfera actúan unidos. El
sol, los vientos y la rotación de la Tierra tienen un efecto sobre el movimiento
del mar y dan un giro a la dirección de sus corrientes. El mar actúa como una
gigantesca reserva de calor. Los pequeños cambios de temperatura en las
corrientes marinas influyen sobre la temperatura del aire y los patrones
climáticos.
A mayores temperaturas hay mayor evaporación dado que hierve
más humedad del mar que se incorpora al aire, produciendo vientos y tormentas
más fuertes. La humedad cae sobre la
superficie en forma de lluvias y nieve.
Ahora puede verse la interacción entre el mar de agua y el mar de aire.
En los trópicos, la radiación solar calienta la superficie y
ésta a su vez al aire próximo, ocasionando que el aire ascienda. Este ascenso
del aire próximo a la superficie reduce la presión del aire en la superficie,
formando una región de baja presión. En
la medida que el aire caliente asciende, se condensa en inmensas nubes que dan
lugar a las tormentas que proveen de grandes lluvias a los trópicos.
Cerca del tope de la troposfera, el aire ascendente se mueve
hacia ambos polos. Mientras se desplaza
hacia éstos, gradualmente se enfría. Cuando sucede esto, al aire lentamente se
comprime y se vuelve más denso. Por
otro lado, los vientos fríos que llegan desde los polos y zonas templadas hacia
los trópicos junto con el efecto de las corrientes marinas completan el
equilibrio.
El ciclo hidrológico
Hasta el momento se ha podido apreciar la participación del
aire y el agua en el clima y la variación del tiempo. La serie de movimientos
de agua en la superficie, debajo y por encima de ésta, forman los ciclos de
agua. Existen cuatro etapas distintas: almacenamiento, evaporación,
precipitación y escorrentía (drenaje).
El agua puede ser almacenada temporalmente en el suelo, en
los océanos, lagos, ríos, picos de nieve en las montañas y glaciares. Se evapora desde la superficie de la Tierra,
se condensa en nubes y regresa a la Tierra en forma de precipitación. Eventualmente se escurre hacia los océanos o
vuelve a evaporarse en la atmósfera.
La evaporación es el proceso por el cual el agua líquida
cambia a vapor de agua e ingresa a la atmósfera como gas. La evapotranspiración
de las plantas, pérdida total del agua debido a la evaporación desde el
sustrato y la transpiración misma, la evaporación de los océanos, del suelo y
de los casquetes de hielo, regresa a la Tierra en forma de precipitación. Como
dato adicional, cerca del 98% del agua que consume un cultivo pasa por la
planta y se pierde en la atmósfera por el proceso de transpiración. Si la
evaporación no reabasteciera el agua perdida por la precipitación, la atmósfera
se secaría en 10 días.
La tasa de evaporación aumenta con la temperatura,
intensidad de radiación solar, velocidad del viento, follaje de las plantas y
humedad del suelo. La tasa disminuye
cuando la humedad del aire aumenta, lo contrario sucede cuando la humedad del
aire disminuye.
Cerca de las dos terceras partes de la precipitación diaria
vuelve a evaporarse en la atmósfera, el resto se escurre desde los ríos hasta
los océanos.
Para completar el ciclo hidrológico, es menester cubrir el
tema de las nubes.
Conociendo las nubes
Se divide a las nubes en cuatro grupos principales de
acuerdo a su altura sobre el suelo. Dentro de cada tipo existe variedades que
dan lugar a subdivisiones. Sólo cubriremos generalidades.
Nubes altas
Están sobre los 6.000 m de altura. Como a estas alturas el
aire es fino, las nubes altas son finas.
Están compuestas principalmente de cristales de hielo. Las principales
son cirro, cirroestratos y cirrocúmulos.
Nubes medias
Están entre los 2.000 y 6.000 m de altura. Se componen de
gotas de agua y cristales de hielo. Las
principales son altoestratos y altocúmulos.
Nubes bajas
Están por debajo de los 2.000 m de altura. Casi siempre
están compuestas de gotas de agua. Las
principales son estratos, estratocúmulos y nimboestratos.
Nubes de desarrollo vertical
Son más altas que anchas y se originan a alturas menores a
los 2.000 m. La cima o cumbre de estas
nubes pueden llegar al tope máximo de la troposfera. Las principales son
cúmulos y cumulonimbos.
De las nubes altas, la que vale destacar en este resumen es
la del tipo cirrocúmulos, la cual anuncia indirectamente un empeoramiento del
tiempo. Son nubes pequeñas muy blancas
en forma de rizos regulares sobre un cielo azul. Provocan halos alrededor de la
luna y el Sol.
De las nubes medias, la que vale destacar es la del tipo
altoestratos debido a que puede originar tormentas de lluvia o nieve. Son
opacas y de un blanco grisáceo.
De las nubes bajas, las que vale mencionar son las del tipo
nimboestratos porque son las nubes por excelencia, hasta 5.000 m de
espesor. Son grises, invaden todo el
cielo y su aspecto es vaporoso.
Finalmente, de las nubes de gran desarrollo vertical,
podemos decir que las nubes del tipo cúmulos se deben a un calentamiento localizado
del suelo que forma las denominadas térmicas, ascensiones de aire
caliente. Estas térmicas tienen un
diámetro de algunos cientos de metros y ascienden a una velocidad media de 7
Km/h. Son las predilectas de los amantes del vuelo sin motor. A medida que el aire sube, la nube se enfría
y cesa su ascenso en el momento que se enfría más que el aire que la rodea. Las
montañas están cubiertas por los cúmulos. En cambio, los cumulonimbos son las
únicas nubes capaces de dar lugar a tormentas con chaparrones de granizo.
Tienen ascensiones con velocidades de 20 Km/h pero en su interior esta
velocidad puede sobrepasar los 110 Km/h.
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