¿Sabes por qué hay animales que migran cada año? ¿Cómo saben los campesinos cuándo sembrar y cuándo cosechar? ¿Sabes qué gobierna el ciclo anual de frío y calor y de lluvias y secas? Las estaciones del año son el fenómeno climático más perceptible por el ser humano y se manifiestan de diferente forma en distintas regiones; por ejemplo cuando es invierno en la mitad del mundo, es verano en la otra mitad. Entender el mecanismo de las estaciones es el primer paso para entender el clima, que afecta a casi todas las actividades humanas. En este curso estudiaremos los procesos que provocan las estaciones del año, las repercusiones que tienen éstas para las actividades humanas y su relación con los fundamentos del sistema climático terrestre. A través de simulaciones visuales haremos comprensibles conceptos y procesos físicos y te propondremos experimentos. Si estas considerando estudiar ciencias de la Tierra o si quieres comprender mejor cómo funciona el clima, este curso es para ti. ¡Acompáñanos! Y conoce más sobre nuestro hogar el planeta Tierra.
Complejidad Climática
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From the course by Universidad Nacional Autónoma de México
Las estaciones del año y el clima
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From the lesson
Bases del sistema climático
En el lugar donde vives, ¿hace frío o calor?, ¿es seco o húmedo?
Ahora estudiarás a qué se deben las diferencias de clima en cada región, en especial revisarás qué es el albedo y el funcionamiento del efecto invernadero.
En este módulo describirás los fundamentos del sistema climático para dimensionar su complejidad.
Meet the Instructors
Alejandro Aguilar SierraMaestro en Ciencias
Centro de Ciencias de la Atmósfera
Rene Garduño LópezMaestro en Ciencias
Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM
[MÚSICA]
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[MÚSICA] [MÚSICA] El clima es un sistema complejo
que como ya vimos en los temas anteriores está compuesto por la atmósfera,
el océano y el continente con numerosos parámetros, variables e interacciones.
Las interacciones forman una intrincada red de relaciones o procesos
principalmente físicos pero también químicos, biológicos, etcétera.
Esta multitud de interacciones que tiene es propia de un sistema complejo
y la teoría general de sistemas establece que en su estudio se deben incluir
la mayor cantidad de proceso, aunque cada uno se represente burdamente.
Al definir un sistema, hay que delimitarlo,
hasta dónde llega, qué le queda adentro y qué afuera,
y no se trata de límites geométricos o espaciales sino conceptuales.
Los factores externos son influencias en una sola dirección,
de afuera hacia adentro, y los internos son interacciones de ida y vuelta.
Los sistemas tienen forzadores,
forzamientos o forzantes que siempre son externos.
Los retroalimentadores o retroalimentaciones son internos.
El forzador más importante del sistema climático es el sol,
principal determinante del clima y este no afecta a aquél.
Los volcanes son otro forzante externo aunque estén dentro del planeta,
los materiales eruptivos enturbian la atmósfera,
bloquean la radiación solar y el clima se enfría.
En cambio el clima no influye en que hagan erupción o dejen de hacerla.
En el estudio del clima deben definirse también las escalas espacial y temporal,
por ejemplo, la precisión es uno de los parámetros orbitales de la tierra
y solo cambian en plazos de decenas de milenios o más.
A esas escalas dejan de ser parámetros y se hacen variables.
Los gases de invernadero producidos por actividades humanas a escalas de décadas,
la duración de una vida humana son forzadores del clima.
Este no les afecta pero a plazos mayores sí interactúan con él,
por ejemplo el océano calentado por el efecto invernadero
emite gases de invernadero naturales que tiene disueltos
y se vuelven retroalimentadores que amplifican el efecto invernadero.
Los retroalimentadores pueden ser positivos o negativos,
los positivos amplifican un cambio y los negativos lo atenúan.
Los principales retroalimentadores del clima que interactúan con él en
todas las escalas, se deben al agua en sus 3 fases o estados.
Cuando la temperatura aumenta, crece la evaporación sobre todo
del océano y la que va con la transpiración de plantas y animales,
lo cual provoca que haya más agua en forma de gas en la atmósfera
y el clima se calienta más, porque el vapor es el principal gas de invernadero.
Si el clima se enfría, la criosfera cubierta de hielo y nieve crece.
El albedo aumenta, el sistema absorbe menor radiación solar
lo que provoca que el clima se enfríe aún más, por lo tanto en sus
fases gaseosa y sólida el agua es retroalimentador positivo.
El otro retroalimentador del clima debido al agua es por su tercera fase, líquida,
pero curiosamente no la de océanos,
lagos o ríos, sino la que está suspendida en la atmósfera, en las nubes.
Estas no están hechas de vapor sino de agua condensada
en minúsculas gotitas que flotan en el aire.
Como en una receta de cocina,
hacer nubes y lluvia requiere ingredientes y preparación, el vapor de agua es
el ingrediente y el procedimiento consiste en enfriarlo para que se condense.
Sabiendo esto, contesta la siguiente pregunta.
Ambos efectos son posibles porque al aumentar la temperatura hay más vapor en
la atmósfera lo que ayuda a formar nubes, pero hay menos frío para condensarlo.
Más aún, el aumento de temperatura puede evaporar las gotitas suspendidas
y deshacer nubes que ya estaban.
Una vez formadas las nubes tienen efectos contrapuestos,
por albedo y de invernadero.
¿Cuál domina?
Depende de su altura y espesor.
Hemos dicho que los principales gases de invernadero son el vapor de agua y el
dióxido de carbono, aunque siempre están en la atmósfera,
entran y salen continuamente de ella
formando ciclos que pasan por todos los componentes del sistema climático.
En este permanente transporte y transformación el agua también pasa por la
iota, conjunto de seres vivos que la constituyen su mayor proporción.
La beben o absorben con sus raíces, la respiran, transpiran, etcétera.
Es vehículo de nutrientes y entonces es parte importante de la cadena trófica,
por la cual las plantas toman elementos de la atmósfera,
del suelo, del océano y de otros cuerpos y corrientes de agua.
Luego ellas son alimentos de herbívoro que a su vez lo son de carnívoros.
El carbono constituye estructuralmente a los organismos
y por lo tanto es protagonista de la cadena trófica,
pues las plantas toman dióxido de carbono de la atmósfera
y por fotosíntesis lo transforman en los nutrientes más elementales.
El ciclo del carbono lo hace circular por todo el sistema climático
y a diferencia del ciclo hidrológico es muy reactivo químicamente
con numerosos compuestos y especies en continua transformación.
Por su efecto climático de invernadero destaca el dióxido de carbono y ese efecto
y la fotosíntesis destacan como actores notables de la otra cadena, la energética,
pues la fotosíntesis se hace con la radiación solar y el efecto invernadero,
atrapa la radiación terrestre para darnos la temperatura moderada
propicia para la vida.
Considerando solo la radiación solar recibida por la tierra,
los equinoccios y solsticios debían estar a la mitad de las estaciones del año
en vez de marcar su inicio.
El 21 de diciembre es el día en que el hemisferio norte recibe menos radiación
y el 21 de junio es cuando recibe más.
Pero estas fechas no son las más fría y calurosa respectivamente
en promedio hemisférico, sino que estas temperaturas extremas se presentan como
un mes después por fines de enero y de julio respectivamente.
Este retraso de un mes cercano al centro de las estaciones,
se debe a la inercia térmica del sistema climático cuyo principal moderador de
temperatura es el océano por su gran capacidad calorífica.
De modo que hasta que el océano se enfría o calienta respectivamente
será el momento más frío o caliente del año, y este desfase es como de un mes.
En este módulo hemos estudiado las bases del sistema climático,
en el siguiente continuaremos analizando su funcionamiento.
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