Clima

El clima es el patrón meteorológico a largo plazo en una región, generalmente promediado durante 30 años. ^{[ 1 ] [ 2 ]} De manera más rigurosa, es la media y la variabilidad de las variables meteorológicas durante un período que abarca desde meses hasta millones de años. Algunas de las variables meteorológicas que se miden comúnmente 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 , incluyendo 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 , relieve , 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 la temperatura y la precipitación . El esquema de clasificación más utilizado es la clasificación climática de Köppen . El sistema de Thornthwaite , ^{[ 4 ]} en uso desde 1948, incorpora la evapotranspiración junto con la información de temperatura y precipitación y se utiliza para estudiar la diversidad biológica y cómo el cambio climático la afecta. 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 de todas las partes de la Tierra durante cualquier período geológico dado, 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 . Estas 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 varios factores. El calentamiento reciente se discute en términos de calentamiento global , que resulta en redistribuciones de la biota . Por ejemplo, como escribió la climatóloga Lesley Ann Hughes : «un cambio de 3  °C [5 °F] en la temperatura media anual corresponde a un desplazamiento de las isotermas de aproximadamente 300–400 km [190–250 mi] de latitud (en la zona templada) o 500 m [1600 ft] de altitud. Por lo tanto, se espera que las especies se desplacen hacia altitudes mayores o hacia los polos en latitud en respuesta al cambio de las zonas climáticas». ^{[ 7 ] [ 8 ]}       

El clima ( del griego antiguo κλίμα , ' inclinación ' ) se define comúnmente como el tiempo meteorológico promediado durante un largo período. ^{[ 9 ]} El período de promedio estándar es de 30 años, ^{[ 10 ]} pero se pueden usar otros períodos según el propósito. El clima también incluye estadísticas distintas del promedio, como la magnitud de las variaciones diarias o anuales. La definición del glosario del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) de 2001 es la siguiente:  

"El clima, en sentido estricto, se define generalmente como el "tiempo promedio" o, de forma más rigurosa, como la descripción estadística, en términos de la media y la variabilidad, de las cantidades relevantes durante un período que abarca desde meses hasta miles o millones de años. El período clásico es de 30  años, según la definición de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Estas cantidades suelen ser variables superficiales como la temperatura, la precipitación y el viento. El clima, en un sentido más amplio, es el estado, incluyendo una descripción estadística, del sistema climático." ^{[ 11 ]}

La Organización Meteorológica Mundial (OMM) describe las " normalidades climáticas " como "puntos de referencia utilizados por los climatólogos para comparar las tendencias climatológicas actuales con las del pasado o lo que se considera típico. Una normal climática se define como el promedio aritmético de un elemento climático (por ejemplo, la temperatura) durante un período de 30 años. Se utiliza un período de 30 años porque 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 a largo plazo". ^{[ 12 ]}

La OMM se originó a partir de la Organización Meteorológica Internacional , que estableció 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 el marco de referencia para las normas estándar climatológicas. En 1982, la OMM acordó actualizar las normas climáticas, y estas se completaron posteriormente sobre la base de datos climáticos del 1 de enero de 1961 al 31 de diciembre de 1990. ^{[ 13 ]} Las normas climáticas de 1961-1990 sirven como período de referencia base. El siguiente conjunto de normas climáticas que publicará la OMM es de 1991 a 2020. ^{[ 14 ]} Además de recopilar las variables atmosféricas más comunes (temperatura del aire, presión, precipitación y viento), también se recopilan otras variables como la humedad, la visibilidad, la cantidad de nubes, la radiación solar, la temperatura del suelo, la tasa de evaporación en tanque, los días con tormenta eléctrica y los días con granizo para medir el cambio en las condiciones climáticas. ^{[ 15 ]}

La diferencia entre clima y tiempo se resume útilmente con la frase popular "El clima es lo que esperas, el tiempo es lo que obtienes". ^{[ 16 ]} A lo largo de periodos históricos , hay una serie de variables casi constantes que determinan el clima, incluyendo la latitud , la altitud, la proporción de tierra a agua y la proximidad a océanos y montañas. Todas estas variables cambian solo en periodos de millones de años debido a procesos como la tectónica de placas . Otros determinantes del clima son más dinámicos: la circulación termohalina del océano conduce a un calentamiento de 5  °C (9  °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 global o al enfriamiento global . Las variables que determinan el clima son numerosas y las interacciones complejas, pero existe un acuerdo general en que se comprenden los aspectos generales, al menos en lo que respecta a los determinantes del cambio climático histórico. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Las clasificaciones climáticas son sistemas que categorizan los climas del mundo. Una clasificación climática puede correlacionarse estrechamente con una clasificación de biomas , ya que el clima influye considerablemente en la vida de una región. Uno de los sistemas más utilizados es el 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 definieron en la Antigua Grecia para describir el tiempo en función de la latitud de una ubicación. Los métodos modernos de clasificación climática se pueden dividir a grandes rasgos 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 meteorológicas sinópticas . Ejemplos de clasificaciones empíricas incluyen zonas climáticas definidas por la resistencia de las plantas , ^{[ 22 ]} la 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 las propiedades climáticas más común en la naturaleza.

La variabilidad climática es el término que describe las variaciones en el estado medio y otras características del clima (como las probabilidades o la posibilidad de fenómenos meteorológicos extremos , etc.) "en todas las escalas espaciales y temporales más allá de la de los eventos meteorológicos individuales". ^{[ 27 ]} Parte de esta variabilidad no parece tener una causa sistemática y ocurre en momentos aleatorios. Dicha variabilidad se denomina 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 factores astronómicos ( cambios en el baricentro , variación solar , flujo de rayos cósmicos , retroalimentación del albedo de las nubes , ciclos de Milanković ), así como con los modos de distribución del calor en el sistema climático océano-atmósfera. En algunos casos, las oscilaciones naturales actuales, históricas y paleoclimatológicas pueden verse enmascaradas por erupciones volcánicas significativas , impactos , irregularidades en los datos indirectos climáticos , procesos de retroalimentación positiva o emisiones antropogénicas de sustancias como los gases de efecto invernadero . ^{[ 29 ]}

Con el paso de los años, las definiciones de variabilidad climática y del término relacionado cambio climático han cambiado. Si bien el término cambio climático ahora implica un cambio a largo plazo y de origen humano, en la década de 1960 se utilizaba para referirse a lo que hoy 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 el 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 ha descubierto 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 el 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 usa con la presunción de causalidad humana, como en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). La CMNUCC utiliza "variabilidad climática" para las variaciones no causadas por el ser humano. ^{[ 38 ]}

La Tierra ha experimentado cambios climáticos periódicos en el pasado, incluyendo cuatro grandes edades de hielo . Estas consisten en períodos glaciales donde las condiciones son más frías de lo normal, separados por períodos interglaciales . La acumulación de nieve y hielo durante un período glacial aumenta el albedo de la superficie , reflejando más energía solar hacia el espacio y manteniendo una temperatura atmosférica más baja. El aumento de los gases de efecto invernadero , como el producido por la actividad volcánica , puede aumentar la temperatura global y generar un período interglacial. Entre las causas sugeridas para los períodos de edad de hielo se incluyen la posición de los continentes , las variaciones en la órbita terrestre, los cambios en la radiación solar y el vulcanismo. ^{[ 39 ]} Sin embargo, estos cambios climáticos de origen natural ocurren en una escala de tiempo mucho más lenta que la tasa de cambio actual, causada por la emisión de gases de efecto invernadero debido a las actividades humanas. ^{[ 40 ]}

Según el Servicio de Cambio Climático Copernicus de la UE, la temperatura media global del aire 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 ]} los océanos , la superficie terrestre y el hielo mediante una serie de ecuaciones físicas. Se utilizan para diversos fines, desde el estudio de la dinámica del sistema meteorológico y climático hasta las proyecciones del clima futuro. Todos los modelos climáticos equilibran, o casi equilibran, la energía entrante en forma de radiación electromagnética de onda corta (incluida la visible) hacia la Tierra con la energía saliente en forma de radiación electromagnética de onda larga (infrarroja) desde la Tierra. Cualquier desequilibrio produce un cambio en la temperatura media de la Tierra.

Existen modelos climáticos con diferentes resoluciones, 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. Ejemplos de ello son ICON ^{[ 43 ]} o datos reducidos mecánicamente, como CHELSA (Climatologías de alta resolución para las áreas de la superficie terrestre). ^{[ 44 ] [ 45 ]}

Las aplicaciones más comentadas de estos modelos en los últimos años han sido su uso para inferir las consecuencias del aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente el dióxido de carbono (véase gas de efecto invernadero ). Estos modelos predicen una tendencia al alza en la temperatura media global de la superficie , proyectándose el incremento 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 a la Tierra como un único punto y promedian la energía saliente. Esto puede expandirse verticalmente (como en los modelos radiativo-convectivos) u horizontalmente. Finalmente, los 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 ]}

• Buchan, Alexander (1878). "Clima"  . Encyclopædia Britannica . Vol.  VI (9.ª  ed.). pp. 1–7 . 
• Reumert, Johannes: "Divisiones climáticas de Vahls. Una explicación" ( Geografisk Tidsskrift , Band 48; 1946)
• El estudio del clima en mundos extraterrestres: la caracterización de atmósferas más allá de nuestro sistema solar está ahora a nuestro alcance. Kevin Heng, julio-agosto de 2012, American Scientist.

• Portal de Servicios Climáticos de la NOAA
• Estado del clima según la NOAA
• Portal de la NASA sobre el cambio climático y el calentamiento global
• Proyecto de predicción climática
• Índice climático e información modal. Archivado el 19/11/2016 en Wayback Machine – Ártico.
• Clima: Datos y gráficos para ubicaciones en todo el mundo y en Estados Unidos.
• Centro de Distribución de Datos del IPCC. Archivado el 19 de mayo de 2016 en Wayback Machine : datos climáticos y orientación sobre su uso.
• HistoricalClimatology.com – Climas pasados, presentes y futuros – 2013.
• Globalclimatemonitor – Contiene información climática desde 1901.
• ClimateCharts : aplicación web para generar gráficos climáticos a partir de datos recientes e históricos.
• Base de datos internacional de desastres
• Conferencia sobre el Clima de París
• Clima de los países, en orden alfabético, Geographic.org