1 Asignatura: Meteorología AgrícolaTema I. “CIENCIA DEL TIEMPO Y EL CLIMA. CONCEPTO DE METEOROLOGÍA”. I.1. Ciencia del tiempo y el clima. Concepto de meteorología. I.2. Tiempo y clima. I.3. La meteorología y su relación con otras disciplinas. I.4. Campos de estudio de la meteorología. I.5. Desarrollo histórico de la meteorología. I.6. Estudio y ramas de la meteorología. I.7. Particularidades de los procesos atmosféricos Métodos de investigación de la atmósfera. I.9. Importancia de la meteorología para la economía y la defensa del país y el bienestar de la población.

2 Objetivos: Que los estudiantes aprendan y comprendan los conceptos de tiempo atmosférico y de clima, y sus diferencias, los métodos de trabajo específicos en los cuales se apoyan la Meteorología y la Climatología, así como la relación que guardan estas ciencias con otras afines. Que conozcan los campos de estudio de la Meteorología, su desarrollo histórico y las ramas en las que se divide.

3 Resultados del Aprendizaje:Al concluir el Capítulo los estudiantes serán capaces de: CONOCER LOS PROCESOS ATMOSFÉRICOS, CONOCER CÓMO APROVECHAR ELEMENTOS TALES COMO LA RADIACIÓN SOLAR, ENERGÍA EÓLICA, AGUA METEÓRICA, ETC., COMO RESGUARDAR AL HOMBRE Y A SUS OBRAS DE LAS FUERZAS DESTRUCTORAS QUE, CON FRECUENCIA, PUEDEN DESATARSE EN LA ATMÓSFERA; MEJORAR LA COMPRENSIÓN QUE TENEMOS ACERCA DE CÓMO EL COMPORTAMIENTO, SALUD Y ACTIVIDADES HUMANADAS ESTÁN RELACIONADAS CON LAS CONDICIONES ATMOSFÉRICAS.

4 Bibliografía: Pierre Pourrut, 1995: “El Agua en el Ecuador”. Corporación Editora Nacional Colección Volumen 7. Ecuador. Fundación española para la ciencia y la tecnología, 2005: “Meteorología y Climatología”. FECYT España. Haltiner y Martin, 1968: “Dynamical and Physical Meteorology”. Editorial. Editorial Ciencia y Técnica. Cuba.

5 Clase 1. I. 1. Ciencia del tiempo y el clima. Concepto de meteorologíaClase 1. I.1. Ciencia del tiempo y el clima. Concepto de meteorología. I.2. Tiempo y clima. I.3. La meteorología y su relación con otras disciplinas. I.4. Campos de estudio de la meteorología. I.5. Desarrollo histórico de la meteorología. I.6. Estudio y ramas de la meteorología. La Meteorología es la ciencia que se ocupa del estudio de los fenómenos que ocurren a corto plazo en las capas bajas de la atmósfera, es decir; donde se desarrolla la vida de los seres humanos, plantas y animales. La meteorología, puede ser considerada como es una rama de la geofísica, otros la incluyen dentro de la geografía física, e incluso, otros dentro de la Física, y se define como la ciencia que tiene por objeto el estudio detallado de la envoltura gaseosa de la Tierra y los fenómenos que en ella ocurren.

6 El tiempo y el clima constituyen factores ambientales relacionados con la dinámica atmosférica y, en mayor o menor grado, influyen sobre todas las actividades humanas. Probablemente, los elementos atmosféricos más importantes para el hombre y todos los seres vivos, estén representados por el aire que respiramos, y la energía solar y la lluvia que sostienen todos los cultivos. Estos aspectos nos resultan tan familiares, que los temas referidos al tiempo y al clima son la base de las más comunes conversaciones cotidianas; quizá, por ser tan obvias y naturales, las relaciones de los seres vivos y los mencionados factores atmosféricos son tratadas, frecuentemente, de una manera superficial y pocas veces se profundiza en su estudio y comprensión.

7 Sin embargo, en los años más recientes los problemas relacionados con el aumento de la población mundial, la contaminación ambiental y la crisis energética, han llevado al surgimiento de un nuevo enfoque de las investigaciones atmosféricas, orientado a concebir la envoltura gaseosa de nuestro planeta como un sistema, en el cual, los procesos de transferencia de energía, así como de masas de aire y de agua, son considerados como recursos naturales potenciales, los cuales, manejados racionalmente, pueden ser fuente de inagotable bienestar para la humanidad.

8 Meteorología y climatología son, entonces, las ciencias fundamentales de la atmósfera.Sin embargo, en la actualidad estos conceptos tan genéricos no son suficientes; el grado de evolución y avance de todas las ciencias ha originado ramas y subramas en la mayoría de ellas; de modo que en la meteorología y climatología modernas pueden diferenciarse varias "especialidades", entre las cuales destacan meteorología sinóptica, dedicada al estudio de los fenómenos atmosféricos a gran escala, por medio de mapas especiales, con el objetivo fundamental de realizar los pronósticos meteorológicos; la meteorología aeronáutica; la meteorología agrícola o agrometeorología, la biometeorología, etc.

9 La palabra climatología tiene su origen en la raíz 'clima', la cual, en principio, se expresó como clina, es decir, inclinación. También en este caso fueron los antiguos griegos los que crearon el término en cuestión. Específicamente el sabio Aristóteles, observó, en las latitudes medias, que las diferentes situaciones meteorológicas promedio se sucedían a lo largo del año en estrecha relación con la variación de la inclinación de los rayos solares, debido al movimiento aparente anual del sol; lo que hoy se conoce como variación anual de la altura del sol. Por esto se denominó climatología al estudio sistemático de esos estados atmosféricos promedio, más constantes o prevalecientes en su sucesión que los fenómenos meteorológicos individuales.

10 Algunos autores consideran a la climatología como una rama más de la meteorología, basándose en el hecho, por demás innegable, de que resulta imposible estudiar el clima de cualquier lugar si previamente no se realizan los estudios meteorológicos correspondientes, es decir, las observaciones meteorológicas. Enfocada desde este punto de vista, la climatología no sería más que una meteorología estadística. Sin embargo, en los últimos decenios, la climatología ha realizado avances hasta cierto punto independientes, superando su tradicional enfoque descriptivo y perfilándose como una ciencia con personalidad propia, basada en la idea de que "el clima es algo más que una sucesión de estados del tiempo", reconociéndose en esta expresión la importancia que tienen factores geográficos como la orografía, las masas oceánicas, etc., en la configuración del concepto de clima.

11 Otro aspecto importante a considerar en las investigaciones atmosféricas es la escala a la cual se aborda el estudio de un determinado fenómeno o situación meteorológica. La escala comprende las dimensiones tiempo y espacio, permitiendo diferenciar tres ramas meteorológicas fundamentales: macrometeorología, mesometeorología y micrometeorología. Sin embargo, es conveniente señalar que a pesar de hablarse de divisiones, ramas y escalas espacio - temporales, la atmósfera es una sola y las masas de aire, actores principales en estos escenarios, no tienen fronteras ni obedecen otras leyes que aquellas que gobiernan a los fluidos y su mecánica.

12 De aquí que para lograr una adecuada observación y vigilancia se haya tenido que organizar un complejo sistema internacional denominado la Vigilancia Meteorológica Mundial, coordinado y supervisado por una agencia especial de las Naciones Unidas, denominada Organización Meteorológica Mundial (OMM - en inglés WMO). La Vigilancia Meteorológica Mundial está integrada por las redes de observación meteorológica de la mayor parte de los países del mundo y se ocupa de recabar los datos atmosféricos por medio de instrumentos especiales situados en las estaciones meteorológicas, las cuales pueden ser de diferentes tipos y categorías, para luego diseminar estas informaciones entre todos los países miembros de la OMM, con la finalidad de que éstos puedan elaborar los pronósticos meteorológicos y realizar distintos tipos de investigaciones acerca del tiempo y del clima. Entre los grandes problemas atmosféricos globales cuya investigación deben abordar los meteorólogos hoy en día, destacan aquellos relacionados con la destrucción de la capa de ozono estratosférico, el efecto invernadero, la acidificación del medio ambiente y las desastrosas sequías e inundaciones asociadas al fenómeno conocido como "El Niño".

13 I.2. Tiempo y clima. La meteorología es la ciencia que se ocupa de los fenómenos que ocurren a corto plazo en las capas bajas de la atmósfera, o sea, donde se desarrolla la vida de plantas y animales. La meteorología estudia los cambios atmosféricos que se producen a cada momento, utilizando parámetros como la temperatura del aire, su humedad, la presión atmosférica, el viento o las precipitaciones. El objetivo de la meteorología es predecir el tiempo que va a hacer en 24 o 48 horas y, en menor medida, elaborar un pronóstico del tiempo a medio plazo. La climatología es la ciencia que estudia el clima y sus variaciones a lo largo del tiempo. Aunque utiliza los mismos parámetros que la meteorología, su objetivo es distinto, ya que no pretende hacer previsiones inmediatas, sino estudiar las características climáticas a largo plazo.

14 El clima es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan las condiciones habituales o más probables de un punto determinado de la superficie terrestre. Es, por tanto, una serie de valores estadísticos. Por ejemplo, aunque en un desierto se pueda producir, eventualmente, una tormenta con precipitación abundante, su clima sigue siendo desértico, ya que la probabilidad de que esto ocurra es muy baja.

15 I.2.1. La predicción del tiempo atmosféricoLa meteorología y la climatología estudian la atmósfera desde varias perspectivas. Por un lado, describen las condiciones generales del tiempo atmosférico en una zona y época concretas. Por otro, investigan el comportamiento de las grandes masas de aire con el fin de establecer leyes generales respecto a su influencia sobre otros factores. Finalmente, analizan cada uno de estos factores particulares (temperatura, presión, humedad,...) con el fin de descubrir las leyes que los gobiernan y poder hacer una previsión del tiempo acertada. La meteorología tiene diversas aplicaciones prácticas, además de las evidentes. Por ejemplo, la meteorología aeronáutica se especializa en todo lo que afecta al tráfico aéreo; la meteorología agraria pretende predecir las condiciones adecuadas para las distintas labores agrícolas; la meteorología médica estudia la influencia de los factores atmosféricos sobre la salud humana.

16 I.2.2. Red de observaciones sinópticasLas estaciones meteorológicas albergan un conjunto de instrumentos destinados a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas como la temperatura del aire, la presión atmosférica, las precipitaciones, la humedad relativa del aire o la velocidad y dirección del viento, entre otras, para diferentes usos entre los que destacan la elaboración de predicciones meteorológicas y el estudio del clima. En la actualidad la mayor parte de las estaciones meteorológicas todavía son manuales, requiriendo la consulta in situ de la información registrada por su instrumental. El bajo coste de esta infraestructura, dado el carácter básico de la tecnología empleada, junto a su pronta implantación en un territorio, han posibilitado la existencia de amplios registros meteorológicos de carácter numérico, así como su conversión a formato digital.

17 También existe un importante número de observatorios meteorológicos automáticos. A pesar del elevado coste de estos dispositivos, la cantidad y calidad de la información generada, así como la inmediatez con que puede consultarse ésta, rentabilizan la observación meteorológica mediante estas estaciones. Las estaciones meteorológicas se encuentran distribuidas por todas las regiones del mundo, agrupadas en distintas redes. Se ubican en determinados lugares, estratégicos desde el punto de vista de la toma de datos según el objetivo final para el que las redes fueron diseñadas. La información puntual que suministran acerca de las distintas variables meteorológicas es gestionada por diferentes organismos y entidades en función de las necesidades que haya en cada caso.

18 En total, se dispone de datos de casi la totalidad de los países del mundo, los cuales son enviados de forma diaria y en períodos mensuales o anuales a los Centros Meteorológicos Principales de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) pertenecientes a diferentes redes, entre las que se incluyen numerosas estaciones pertenecientes a centros y grupos de investigación que han cedido sus datos para su consulta a través de diferentes subsistemas de la OMM. En general, las redes de observación se utilizan para los estudios meteorológicos y climatológicos, las cuales están agrupadas en diferentes grupos:

19 Red de Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA) que ofrecen datos de radiación solar, viento, humedad, temperatura, precipitación y presión atmosférica, e incluso pueden brindar información sobre los niveles de Radiación Ultravioleta y turbidez atmosférica para diferentes longitudes de onda, etc. • Red de Estaciones Principales, combinan sistemas manuales y automáticos. Registran variables como precipitación, temperatura y humedad del aire, temperatura del suelo, radiación solar, insolación y evaporación • Red de Estaciones Secundarias, miden temperatura del aire y / o precipitación

20 Fig. 1. Modelo Numérico de Altitud de la Región Sur de Ecuador con la ubicación de las Estaciones Meteorológicas del INAMHI

21 I.2.3. Los mapas del tiempo El mapa del tiempo que normalmente podemos ver en el periódico o la televisión es el resultado de siglos de experiencia. Inicialmente se trataba de simples anotaciones sobre fenómenos meteorológicos observados en distintos lugares. Con el tiempo se fueron perfeccionando. La invención de diversos aparatos de medición (higrómetro, termómetro, barómetro, anemómetro,...) hizo proliferar la aparición de estaciones meteorológicas y de organismos, a nivel regional, nacional e internacional, encargados de recopilar los datos y organizarlos. El verdadero avance llegó, sin embargo, en el siglo XX, con la puesta en órbita de satélites meteorológicos dotados de instrumentos fotográficos y analíticos cada vez más sofisticados. La informática ha contribuido enormemente a este avance, ya que los ordenadores son capaces de procesar muchos datos en poco tiempo y de elaborar modelos climáticos y de previsiones.

22 Fig. 2. Ejemplo de Mapa del tiempo de América del Sur.

23 I.3. La meteorología y su relación con otras disciplinas.La meteorología es una disciplina que recibe diversas denominaciones asociadas a sus características como las siguientes: • Ciencia geofísica, porque la atmósfera es la envoltura gaseosa de la Tierra. • Disciplina físico-matemática, porque los fenómenos que se producen en la atmósfera son esencialmente de carácter físico, como la temperatura del aire, la presión atmosférica, el viento, etc. El comportamiento de estos fenómenos está sujeto a leyes físicas relacionadas con la termodinámica, mecánica de fluidos, etc., cuyas manifestaciones se expresan por medio de ecuaciones matemáticas. • Ciencia de servicio público, porque su información es útil para toda persona, por la influencia que ejerce en sus actividades y estado de ánimo. • Ciencia del estado del tiempo, porque su objeto formal de estudio lo constituye la caracterización de fenómenos atmosféricos en determinado momento y lugar. • Física del aire, por las estrechas relaciones entre la materia y energía con el fluido gaseoso.

24 Las ciencias mantienen relaciones entre sí, en mayor magnitud cuando presentan cierta afinidad, tal es el caso de la meteorología que tiene vínculos estrechos con las siguientes disciplinas: • Oceanografía: los océanos ocupan aproximadamente el 75% de la superficie total del espacio geográfico. Estos cuerpos de agua tienen elevado calor específico; por su naturaleza fluida líquida absorben grandes cantidades de energía calorífica procedente del sol, que retienen por mucho tiempo, liberándolo continuamente al aire próximo. En este contexto constituyen la fuente más importante de energía calorífica del aire y también la fuente por excelencia de donde proceden enormes cantidades de agua en forma de vapor, que dan lugar a las precipitaciones. Es en el océano cálido donde se originan los ciclones tropicales, de gigantesca acumulación de energía, proveniente del calor latente, contenido en el vapor de agua que se desprende durante la condensación.

25 Climatología: la caracterización del clima de un lugar o región es resultado del valor medio de las manifestaciones sistemáticas de los estados del tiempo, durante un período determinado. La meteorología y climatología son disciplinas afines que comparten el objeto material de estudio, la atmosfera. Geografía: el objeto formal de estudio, de esta disciplina es la dualidad espacio-tiempo y no de los fenómenos naturales y sociales en sí, porque para ellos existen las disciplinas respectivas, como la biología, antropología, economía, geología, etc. Por consiguiente entre la meteorología y geografía las relaciones existen por la influencia recíproca entre el espacio geográfico y los fenómenos atmosféricos. La superficie de la Tierra-Océano es la base que sustenta al fluido gaseoso además constituye la fuente de calor de la baja atmósfera. Las irregularidades espaciales influyen directamente en la magnitud y distribución de las variables atmosféricas especialmente la temperatura y precipitación; a su vez la fisonomía del espacio es resultado de fuerzas internas y externas de la tierra. De estas últimas, buena parte provienen de la radiación solar y los fenómenos atmosféricos, como los cambios térmicos, la humedad, el viento, entre otros.

26 Fig. 3. Imagen Infra Roja (IR) del satélite GOES-E correspondiente a las 12:00Z (07:00 HL) del día 05/04/2016.

27 En la actualidad la meteorología se puede subdividir en diversas ramas, algunas de las cuáles son:• Dinámica: estudio de las causas y naturaleza de los movimientos que tienen lugar en la atmósfera, es decir, la dinámica de todos los fenómenos atmosféricos. • Física: especialidad de la meteorología que estudia las propiedades físicas de la atmósfera. • Experimental: se ocupa del estudio de los procesos y fenómenos atmosféricos mediante experiencias realizadas tanto en el laboratorio como en la propia atmósfera. • Marítima: trata de las complejas interacciones entre los mares y la atmósfera. De gran utilidad para la navegación y la pesca. • Sinóptica: estudia los fenómenos atmosféricos presentes, basándose en las observaciones realizadas a la misma hora y anotadas en mapas geográficos, con el objeto de predecir el estado del tiempo futuro.

28 Fig. 4. Tabla de asentamiento de fenómenos meteorológicos.El tiempo meteorológico es el estado de la atmósfera en un momento determinado, definido por los diversos parámetros meteorológicos. A diferencia, pues, del clima, el tiempo nos muestra la situación atmosférica durante un intervalo más o menos corto. Fig. 4. Tabla de asentamiento de fenómenos meteorológicos. ww.- Tiempo presente; W.- Tiempo pasado; CL.- Tipo de nube baja; CM.- Tipo de nube media; CH.- Tipo de nube alta; C.- Tipo de nube; N.- Cantidad de nube; a.- variación de la presión atmosférica en las últimas 3 horas.

29 I.5. Desarrollo histórico de la meteorología.Como ciencia es relativamente joven si las comparamos con otras ciencias como son las matemáticas o la astronomía, pero desde tiempos inmemoriales siempre ha despertado el interés humano.Pongamos por ejemplos algunas civilizaciones y sus conclusiones: En Mesopotamia el ciclo estacional estaba definido por observaciones astronómicas y meteorológicas. En Egipto, donde la prosperidad material dependía siempre de las crecidas y bajadas del rio Nilo, la aparición periódica de estrellas en determinadas constelaciones, como el nacimiento de Sirio, La Canícula, indicaban las fases cíclicas de inundación y sequía.

30 Uno de los primeros avances meteorológicos, fue comprender que ciertos tipos de tiempo solían seguir a la aparición de determinados fenómenos. De esta forma, del conjunto de presagios, proverbios y dichos populares se fueron extrayendo una serie de signos que se consideraban indicativos de acontecimientos futuros: algunos basados en la mitológica y superstición, otros resumían conceptos sobre el clima fundamentado en cuidadosas observaciones del fenómeno natural como eran el aspecto del cielo, vientos, la migraciones de las aves. Los astrólogos babilonios y caldeos eran los encargados de predecir fenómenos terrestres y astronómicos.

31 Hace más de 3000 años los chinos, eran capaces de vaticinar la llegada de las estaciones mediante las estrellas. En general los pueblos antiguos consideraban los fenómenos naturales como manifestaciones del poder divino. Cualquier intento de explicar los fenómenos atmosféricos por causas naturales estaba condenado y provocaba enfrentamientos entre la religión y la ciencia. En tiempos de Aristóteles, ya habían arraigado con fuerza una aproximación científica a la meteorología. En su tratado Meteorológica se discutían objetivamente la mayoría de los elementos meteorológicos. Sin embargo, la gente estaba más interesada en conocer el tiempo que iba a hacer, que en entender el cómo y el por qué.

32 Los romanos, se encargaron de compilar enciclopedias de ciencias naturales.El enfoque que los árabes le dieron a la meteorología, basado en observaciones astronómicas, fomentó la creencia tradicional de que el tiempo podía predecirse mediante el estudio del movimiento de los cuerpos celestes. En la Edad Media existía un gran interés por la astro-meteorología. Nicole Oresme, creía que el pronóstico del tiempo llegaría a ser posible sólo cuando se hubieran descubierto sus reglas exactas. Durante el periodo comprendido entre los siglos XIII y XVII, se puede comprobar una modificación gradual de las anotaciones que hacían estos astro-meteorólogos, haciéndose menos frecuentes las observaciones astrológicas y más continuas y metódicas las observaciones meteorológicas. El principal corpus de meteorología medieval lo constituye la obra del meteorólogo inglés, William Merle, quien tiene en su haber la distinción de ser el autor del primer registro meteorológico sistemático conocido.

33 William Merle, Consideraciones temperiei

34 Leonardo Da Vinci, liberó a la ciencia de sus represiones medievalesLeonardo Da Vinci, liberó a la ciencia de sus represiones medievales. Poco a poco comenzó a cuestionarse el concepto de la predicción del tiempo, basada en el movimiento de los cuerpos celestes y se fue aceptando que el ciclo anual de las estaciones era controlado por el movimiento de la tierra alrededor del sol. EL GENIO DE LEONARDO DA VINCI El trabajo de Leonardo da Vinci ( ), padre del Renacimiento, artista, científico e ingeniero, despertó un gran interés por desarrollar la comprensión de las fuerzas de la naturaleza, e incitó a muchos de sus contemporáneos a continuar su labor. Leonardo fue pionero en el estudio de ópticas atmosféricas e inventó numerosas máquinas, precursoras de muchos aparatos modernos. Vivió la mayor parte de su vida en Florencia, centro de la investigación científica durante y después del Renacimiento. En los diez años comprendidos entre 1657 y 1667, los científicos de la Accademia del Cimento (Academia de los Experimentos) desarrollaron y perfeccionaron diversos instrumentos para registrar el tiempo.

35 El famoso autorretrato de Leonardo da Vinci está fechado en 1512El famoso autorretrato de Leonardo da Vinci está fechado en La ciencia de Da Vinci se basaba en la observación detallada del mundo natural y en una comprensión intuitiva de sus reglas.

36 Las observaciones meteorológicas instrumentales comenzaron en el siglo XVIII, cuando Galileo Galilei inventó el termómetro y su discípulo Evangelista Torricelli, hizo el barómetro en El barómetro era el instrumento decisivo en el pronóstico del tiempo. Este fresco muestra a Galileo defendiendo la teoría copernicana sobre el Sistema Solar, que sugería que la Tierra giraba alrededor del Sol. Acusado de herejía, Galileo fue condenado a vivir bajo arresto domiciliario.

37 Esta reconstrucción del telescopio de Galileo, que se exhibe en la ciudad italiana de Florencia, conmemora los últimos logros de una de las mentes científicas más brillantes del mundo. Retrato de Galileo, líder de la revolución científica en Italia. Enseñó a estudiantes que se convertirían en los líderes científicos de su tiempo, como Torricelli, Magiotti y Nardi.

38 El primer pronóstico del que hay documentos basados en el comportamiento del barómetro lo realizó Otto Von Guericke de Prusia en 1660, quien predijo una gran tormenta a causa de una caída de presión rápida e intensa en su barómetro dos horas antes del fenómeno.

39 Antoine Lavoisier, presionó para establecer una red de estaciones cubriendo toda Europa e incluso el planeta entero, pensaba que con esta información sería posible pronosticar el tiempo con uno o dos días de anticipación, sin embargo hubo que esperar el desarrollo de las comunicaciones (Siglos XIX y XX) para que la transmisión de la información fuera rápida y los datos fueran analizados de manera significativa.

40 Después de la segunda guerra mundial, con el desarrollo de las computadoras electrónicas de alta velocidad, los servicios meteorológicos dispusieron de una nueva tecnología con la que hacer aún más objetiva la medición del tiempo. A pesar de los avances tecnológicos las predicciones obtenidas por métodos numéricos a partir de los datos procesados automáticos siguen dependiendo, en última instancia, de los pronosticadores humanos. El lanzamiento del Sputnik I en 1957 desde la URSS convirtió la idea de obtener una visión global del tiempo desde el espacio en una posibilidad práctica. En 1960 USA, lanzaba el primer satélite meteorológico completamente equipado.

41 Clase I. 2. - I. 6. Estudio y ramas de la meteorología. I. 7Clase I.2.- I.6. Estudio y ramas de la meteorología. I.7. Particularidades de los procesos atmosféricos. I.6. ESTUDIO Y RAMAS DE LA METEOROLOGÍA La meteorología estudia los cambios atmosféricos que se producen a cada momento, utilizando parámetros como la temperatura del aire, su humedad, la presión atmosférica, el viento o las precipitaciones. El objetivo de la meteorología es predecir el tiempo que va a hacer en 24 o 48 horas y, en menor medida, elaborar un pronóstico del tiempo a medio plazo. Se debe distinguir entre las condiciones actuales y su evolución; llamado tiempo atmosférico y las condiciones medias durante un largo periodo, que se conoce como clima del lugar o región. La meteorología es una ciencia auxiliar de la climatología, ya que los datos atmosféricos obtenidos en múltiples estaciones meteorológicas durante largo tiempo se usan para definir el clima, predecir el tiempo, comprender la interacción de la atmósfera con otros subsistemas.

42 I.6.1. ¿QUÉ ESTUDIA LA METEOROLOGÍA?• Las variaciones diarias de las condiciones atmosféricas a gran escala o a escala sinóptica. • El estudio de los movimientos en la atmósfera y su evolución temporal basada en los principios de la mecánica de fluidos. • El estudio de la estructura y composición de la atmósfera, así como las propiedades eléctricas, ópticas, termodinámicas, radiactivas y otras (Meteorología física). • La variación de los elementos meteorológicos cerca de la Tierra en un área pequeña (Micrometeorología) • El estudio de las capas más altas de la atmósfera, que implica el uso de técnicas y disciplinas especiales llamadas aerología.

43 I.6.2. ¿QUÉ ES LA METEOROLOGÍA APLICADA?Consiste en acopiar constantemente un máximo de datos sobre el estado de la atmósfera y leyes de la meteorología teórica, analizarlos, interpretarlos y obtener deducciones prácticas, especialmente para prever el tiempo con la máxima antelación. Como la atmósfera es una inmensa masa gaseosa sujeta a variaciones constantes, que la mayoría de las veces se producen en el ámbito regional, su estado en un momento dado sólo puede ser conocido si se dispone de una red suficientemente densa de puesto de observación o estaciones meteorológicas, distribuidas por todas las regiones del globo, que a horas fijas efectúan las mismas mediciones y transmiten los resultados a los centros encargados de utilizarlos.

44 I.6.3. OBJETIVOS DEL ESTUDIO METEOROLÓGICO.Su campo de estudio abarca, las repercusiones en la Tierra de los rayos solares, la radiación de energía calorífica por el suelo terrestre, los fenómenos eléctricos que se producen en la ionosfera, los de índole física, química y termodinámica que afectan a la atmósfera, los efectos del tiempo sobre el organismo humano, etc. Los temas de la meteorología teórica se fundan, sobre un conocimiento preciso de las distintas capas de la atmósfera y de los efectos que producen en ella los rayos solares.

45 Los meteorólogos establecen el balance energético que compara la energía solar absorbida por la Tierra con la energía irradiada por ésta y disipada en el espacio interestelar. Todo estudio implica, un conocimiento de las repercusiones que tienen los movimientos de la Tierra sobre el tiempo, los climas, y la sucesión de las estaciones. En la evolución del tiempo, tiene especial importancia el estudio del agua atmosférica en sus tres formas: gaseosa, liquida y sólida, así como las condiciones y circunstancias que rigen sus cambios de estado, (calor latente de evaporación, de fusión, etc.), de la estabilidad e inestabilidad del aire húmedo, de las nubes y las precipitaciones. También es necesario determinar las leyes que rigen la circulación general de la atmósfera, la formación y los movimientos de las masas de aire, el viento y las corrientes en general, la turbulencia del aire, las condiciones en que se forman y mueven los frentes, anticiclones, ciclones y otras perturbaciones, así como los procesos que dan lugar a los meteoros.

46 I.6.4. EQUIPOS E INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOSLa meteorología es una disciplina corta en equipos de laboratorio y amplia en los equipos de observación de campo. Esto puede hacer que simples observaciones se desvíen hacia una afirmación errónea. Una estación meteorológica es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboración de predicciones meteorológicas a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos. Está equipada de instrumentos de medición que son: • Anemómetros, que miden la velocidad del viento. • Veleta, que señala la dirección del viento. • Barómetro que mide la presión atmosférica. • Heliógrafo que mide la insolación recibida en la superficie terrestre. • Higrómetro que mide la humedad. • Piranómetro que mide la radiación solar. • Pluviómetro que mide el agua caída. • Termómetro que mide la temperatura.

47 Los instrumentos que lo requieren, se encuentran protegidos en una casilla ventilada, la cual mantiene la luz solar directa lejos del termómetro y al viento lejos del higrómetro, de modo que no se alteren las mediciones de éstos. Cuanto más numerosas sean las estaciones meteorológicas, más detallada y exactamente se conoce la situación. Hoy en día, gran cantidad de ellas cuentan con personal especializado, aunque también hay un número de estaciones automáticas ubicadas en lugares inaccesibles o remotos. Además existen fragatas meteorológicas, barcos que contienen a bordo una estación meteorológica muy completa y a los cuales se asigna una posición determinada en pleno océano. La mayor parte de las estaciones meteorológicas están actualmente situadas en zonas urbanas, con lo que existe un sesgo introducido por los microclimas urbanos que dan pie para corroborar, de manera errónea, el aumento de las temperaturas a escala mundial. Los satélites meteorológicos son un tipo de satélites artificiales utilizados para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra. Los satélites observan la tierra fijándose en varias longitudes de onda con el fin de identificar una serie de parámetros meteorológicos entre los que se incluyen: nubosidad, niebla y la temperatura máxima de las nubes.

48 Esta herramienta es muy eficiente para monitorizar la formación y el movimiento de las nubes, así como para localizar condiciones meteorológicas severas. En la actualidad se dispone de imágenes de satélite cada 15 minutos en Europa y África, y al menos cada tres horas en el resto del mundo. Las imágenes cuentan con una resolución horizontal de 5 km en el ecuador, siendo éstas de mayor grosor cuanto más cerca de los polos. Se han desarrollado métodos para mejorar las predicciones de radiación a corto plazo. Esta aplicación lleva el nombre de Satélite MOS y utiliza imágenes de satélite visibles en tiempo real y de alta resolución. Las secuencias de satélite se decodifican automáticamente y cambian con la dirección y velocidad reinante del vuelo, obteniendo así una predicción de nubosidad y radiación con varias horas de antelación. Otra fuente importante de información son los sistemas de radares meteorológicos terrestres. Dentro de un radio de 200 km estos sistemas de radares detectan las precipitaciones y la intensidad de la precipitación. Las secuencias de radar normalmente están disponibles cada 15 minutos y, en algunos países, se realizan observaciones cada cinco minutos.

49 Los radares de precipitación comúnmente utilizados, muestran la intensidad y la distribución espacial de la precipitación, pero no el tipo de precipitación (p.ej. lluvia o nieve). Se han desarrollado técnicas para combinar los datos de radar con otras informaciones para que se puedan facilitar imágenes que muestren, tanto el tipo de precipitación, como su intensidad. Esto es sumamente importante en invierno, ya que su uso facilita la gestión por avisos de condiciones meteorológicas adversas. De igual forma se han desarrollado sistemas avanzados de predicción de precipitaciones a muy corto plazo. Las imágenes de radar se extrapolan en el tiempo y se combinan con herramientas de predicción más generales para mejorar la predicción de pluviosidad.

50 I.6.5. LA PREVISIÓN DEL TIEMPO.Varias veces al día y a horas determinadas y fijas, los datos procedentes de cada estación meteorológica, de los barcos y de los satélites llegan a los servicios regionales encargados de centralizarlos, analizarlos y explotarlos, tanto para hacer progresar a la meteorología como para establecer previsiones sobre el tiempo clave que hará en los días venideros. Como las observaciones se repiten cada 3 horas, la sucesión de los mapas y diagramas permiten apreciar la evolución sinóptica; se ve cómo las perturbaciones se forman o se resuelven, si están subiendo o bajando la presión y la temperatura, si aumenta o disminuye la fuerza del viento o si cambia éste de dirección, si las masas de aire que se dirigen hacia tal región son húmedas, frías o cálidas, etc. La atmósfera es una gigantesca masa gaseosa tridimensional, turbulenta y en cuya evolución influyen tantos factores que uno de éstos puede ejercer de modo imprevisible una acción preponderante que trastorne la evolución prevista en toda una región. Así, la previsión del tiempo es tanto menos insegura cuando menor es la anticipación y más reducido el espacio a que se refiere.

51 Por ello la previsión es calificada de micrometeorológica, mesometeorológica o macrometeorológica, según se trate, respectivamente de un espacio de 15 km, 15 a 200 km o más de 200 km. Las previsiones son formuladas en forma de boletines, algunos de los cuales se destinan a la ciudadanía en general y otros a determinados ramos de la actividad humana y navegación aérea y marítima, agrícola, construcción, turismo, deportes, regulación de los cursos de agua, ciertas industrias, prevención de desastre naturales, etc. I.6.7. VARIABLES ATMOSFÉRICAS Las principales variables atmosféricas que son observadas en la mayoría de las estaciones meteorológicas, tanto en las ordinarias como en las automáticas, utilizadas para los pronósticos del tiempo a corto, mediano y largo, plazo, con fines climatológicos o agrometeorológicos, o para estudios de meteorología marina o pronósticos con fines aeronáuticos, son las siguientes:

52 • Temperatura Es de todo conocido que la temperatura es una de las magnitudes más utilizadas para describir el estado de la atmósfera. Sabemos también que la temperatura varía entre el día y la noche, entre una estación y otra, y también entre una ubicación geográfica y otra, en países con cuatro estaciones la temperatura puede bajar en invierno por debajo de 0º c y en Verano puede exceder los 40º C La temperatura es un una magnitud relacionada con la rapidez del movimiento de las partículas que constituyen la materia. Cuanta mayor agitación presenten éstas, mayor será la temperatura. El instrumento que se utiliza para medir la temperatura se llama termómetro y fue inventado por Galileo en Hay muchos tipos de termómetros el modelo más sencillo consiste en un tubo graduado de vidrio con un líquido en su interior que puede ser de alcohol o mercurio, como estos líquidos se expanden más que el vidrio, cuando aumenta la temperatura, asciende por el tubo y cuando disminuya la temperatura se contrae y desciende por el tubo.

53 En los observatorios meteorológicos se emplean los termómetros de mercurio para medir la temperatura máxima, "que es el valor termométrico más alto alcanzado en un día"; y los de alcohol para medir la temperatura mínima o "valor más bajo de la temperatura en una jornada". Las unidades de temperatura más utilizadas son: Escala Celsius (ºC): propuesta en 1742 por el astrónomo Anders Celsius, la temperatura 0º corresponde al punto de congelación del agua y 100º al punto de ebullición de la misma. Se expresa en grados centígrados y es la que utilizamos normalmente. Escala Fahrenheit (ºF): introducida en 1714 por Gabriel Fahrenheit y se utiliza habitualmente en los Estados Unidos. El termómetro se gradúa entre 32º F (correspondiente a los 0º C) y 212º F (correspondientes a los 100ºC). Escala Kelvin (K): introducida por Lord Kelvin en 1848, es la escala más usada por los científicos. El punto de ebullición del agua corresponde a 373 k y el de congelación 273 k, por lo tanto una variación de 1 º en la escala de Kelvin es igual que una variación de un 1 º en la escala de Celsius.

54 Variaciones térmicas Los cambios en la temperatura son debidos, bien al calentamiento de la atmósfera por la acción de la radiación solar sobre la superficie terrestre y sobre la propia atmósfera, bien a la pérdida de este calor. Estas variaciones, que serán en parte las causantes de los distintos movimientos atmosféricos, están en estrecha relación con varios factores, que si nos movemos horizontalmente, serán la latitud y la distribución entre la tierra y el mar, y que si nos desplazamos verticalmente, se tratará de la altitud. VARIACIONES HORIZONTALES: La latitud a la que nos encontramos determina la insolación que se recibe; esto provoca unas distribuciones térmicas cambiantes entre unas partes de la Tierra y otras. Como en la zona ecuatorial el aporte calórico solar es muy constante a lo largo de todas las estaciones del año, unido a que los días y las noches tienen prácticamente la misma duración, nos encontramos con una distribución térmica muy regular. Por el contrario, según nos desplazamos hacia los polos, estos dos factores empiezan a variar notablemente, y por tanto, la distribución se va haciendo cada vez más irregular.

55 b) VARIACIÓN VERTICAL: Todos hemos notado que según ascendemos una montaña la temperatura disminuye, esto se produce porque la troposfera se calienta por abajo, y no desde arriba como podríamos pensar en un primer momento. La temperatura en las capas inferiores y medias de la troposfera disminuye, aproximadamente, 6,4 grados centígrados por kilómetro de ascenso. ESCALAS DE TEMPERATURA Los dos puntos fijos reconocidos internacionalmente son el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua. Las dos escalas que se utilizan más frecuentemente son la de Celsius (centígrado) y la Fahrenheit. En la escala centígrada 0º corresponde al punto de fusión del hielo, mientras que 100º, es el punto de ebullición del agua. En la escala Fahrenheit, el punto de fusión del hielo se establece a 32º C y al de ebullición del agua a 212º F

56 Para obtener el valor de la escala Fahrenheit que corresponde a una temperatura dada en grados centígrados, puede aplicarse la fórmula siguiente: Para obtener el valor de la escala Celsius que corresponde a una temperatura dada en grados Fahrenheit, se puede usar la fórmula siguiente: LA ESCALA KELVIN Para los trabajos científicos se utiliza mucho otra escala de temperaturas llamada Kelvin. La relación entre ésta y la escala centígrada viene dada por la siguiente fórmula:

57 Los líquidos que se utilizan más frecuentemente son el mercurio y el alcohol. El mercurio no se puede emplear como líquido termométrico más que por encima de los -36,0º C ya que su punto de congelación se encuentra precisamente en este valor. Para bajas temperaturas se utiliza el alcohol etílico puro. Estos termómetros se constituyen por un depósito de vidrio, esférico que se prolonga por un tubo capilar también de vidrio. Por el calor, el líquido encerrado en el depósito se dilata y sube a través del tubo.

58 Presión atmosférica El aire que nos rodea aunque no lo notemos, pesa y, por lo tanto, ejerce una fuerza sobre todo los cuerpos, debido a la acción de la gravedad. Esta fuerza por unidad de superficie es denominada presión atmosférica, cuya unidad de medida en el sistema internacional es el Pascal (1 Pascal = 1 N/m2). La presión atmosférica depende de muchísimas variables, sobre todo la altitud. Cuanto más arriba en la atmósfera nos encontremos, la cantidad de aire por encima de nosotros será menor, lo que hará que también sea menor la presión que éste ejerza sobre un cuerpo ubicado allí, el siguiente gráfico muestra los valores promedios de la presión atmosférica en función de la altitud. En él puede apreciarse cómo la presión atmosférica desciende con la altura, mostrando un descrecimiento aproximadamente exponencial.

59 Fig. 5. Variación de la presión atmosférica con la altura

60 Pero a la presión atmosférica, además de la altitud, depende de muchas otras variables. La situación geográfica, la temperatura, la humedad y las condiciones meteorológicas son sus principales condicionantes. La presión debida a la atmósfera puede medirse de una forma relativamente sencilla. Torricelli, un matemático italiano del siglo XVII fabricó lo que fue el primer Barómetro, llevó a cabo un experimento que ha servido de base para la medición y estudio de la presión atmosférica hasta nuestros tiempos.

61 Fig. 6. Experimento de Torricelli

62 Tomó un tubo de vidrio de aproximadamente un metro de longitud y lo llenó de "plata viva" (mercurio). Manteniendo el tubo cerrado con un dedo, lo invirtió e introdujo en una vasija con mercurio. Al retirar el dedo comprobó que el metal descendía hasta formar una columna cuya altura era 14 veces menor que la que se obtenía al realizar el experimento con agua. Como sabía que el mercurio era 14 veces más pesado que el agua, dedujo que ambas columnas de líquido estaban soportadas por igual contrapeso, sospechando que sólo el aire era capaz de realizar dicha fuerza. Sin embargo, el barómetro de Torricelli no siempre media el mismo valor de presión atmosférica. Cuando el tiempo estaba lluvioso, detectaba que la columna de mercurio se situaba por debajo de los 760 mm, cuando el tiempo estaba soleado, la columna subía por encima de su nivel, de estas variaciones dedujo que el tiempo inestable lleva a asociada una disminución de la Presión Atmosférica, y el tiempo estable lleva asociada una subida de la misma.

63 En los Observatorios meteorológicos se utilizan los barómetros de mercurio. Se usa dicho líquido por ser el más denso que se conoce y porque se evapora poco a las temperaturas ordinarias; por ejemplo, si utilizáramos agua, la columna sería unas diez veces más alta que la que se utiliza con el mercurio. Normalmente en nuestras casas tenemos los barómetros llamados aneroides, que no requieren tantos cuidados como los de mercurio, puesto que no contienen ningún tipo de líquido en su interior. El más utilizado consiste en una cápsula metálica de paredes delgadas y acanaladas, para aumentar así su sensibilidad, que va herméticamente cerrada y en cuyo interior se ha hecho el vacío. La presión atmosférica que actúa sobre estas paredes no es contrarrestada por ninguna presión interior y tiende a aplastar la cápsula. Para evitarlo, por lo menos en parte, se le aplica un resorte que tiende a tirar de dichas paredes en contra de la presión atmosférica. Así, pues, cuando la presión exterior aumenta, el resorte cede algo y la cápsula se aplasta; si por el contrario, la presión atmosférica disminuye, el resorte tiene mayor eficacia y la cápsula se abomba. Este barómetro se gradúa por igualdad con uno de mercurio. La instalación del aparato no exige ningún cuidado especial.

64 Fig. 7. Barómetro Aneroide

65 • Viento El viento consiste en el movimiento de aire desde una zona hasta otra. Existen diversas causas que pueden provocar la existencia del viento, pero normalmente se origina cuando dos puntos se establecen una cierta diferencia de presión o de temperatura. En el primer caso, cuando entre dos zonas la presión de aire es distinta, éste tiende a moverse desde la zona de alta presión a la zona de más baja presión. Algo similar a lo que ocurre dentro de un tubo de pasta de dientes cuando presionamos en un extremo para hacer salir el dentífrico. Al apretar, lo que producimos es una diferencia de presión entre ese punto y el extremo abierto, los meteorólogo dirían que se ha producido un gradiente o diferencia de presión entre ambos extremos. En caso de que sea una diferencia térmica el origen del viento, lo que ocurre es que cuando una masa de aire adquiere una temperatura superior a la de su entorno, su volumen aumenta, lo que hace disminuir su densidad, por efecto de la flotación, la masa de aire caliente ascenderá, y su lugar será ocupado por otras masas de aire que en su desplazamiento ocasionaran el viento. Las brisas se producen de esta forma. También éste es el origen de las tormentas estivales y, a mayor escala, de los vientos predominantes en los trópicos.

66 Fig. 8. Un mapa del tiempo atmosférico

67 Cómo se puede medir el viento:Para poder disponer de medidas directas de velocidad y dirección del viento, los meteorólogos utilizan distintos instrumentos de medida: 1.- Medida de la velocidad horizontal del viento: el instrumento más utilizado es el anemómetro de cazoletas, en el que el giro de las mismas es proporcional a la velocidad del viento. La unidad de medida es el m/s o Km/h. Fig. 9. Anemómetro de cazoleta

68 2.- Medida de Dirección: para ello se utilizan las veletas que indican la procedencia geográfica del viento. Hablamos de viento Norte, Noreste, Suroeste, etc. En función de donde provenga éste. Fig. 10. Veleta convencional

69 Anemómetros neumáticos: Miden la presión que ejerce el aire cuando se mueve (presión dinámica) que no es la misma cuando el aire está en calma (presión estática). La diferencia entre ellas depende de su velocidad, forma algo complicada, pero conocida. El mejor aparato de tipo neumático para meteorología es el anemorrumbógrafo y normalmente va acoplados a la veleta a través de un orificio en su contrapeso. Fig. 11. Anemorrumbógrafo acoplado a la veleta a través de un orificio en su contrapeso.

70 La medida de la velocidad del viento puede hacerse en kilómetros por hora, metros por segundo, nudos y grados Beaufort. La Dirección y Fuerza del Viento se calculará, tomándose el promedio de los 10 últimos minutos, a la hora en que se efectúa la Observación. La dirección y fuerza instantánea, está referida solamente, a las que indican las plumillas; la escala graduada o Rosa de los Vientos, que posee el equipo, también, nos permite conocer la dirección del viento momentáneo. El Anemógrafo Dynes, está destinado para conocer, de forma directa o diferencialmente, por medio de la gráfica, la dirección y velocidad del viento.

71 Fig. 12. Anemógrafo de tipo neumático.

72 Fig. 13. Tambor y gráfica del Anemorumbógrafo Dynes.Se señala por la flecha la velocidad máxima del viento.

73 Tipos de vientos: Brisas del mar: Seguro que algún día playa has tenido una agradable brisa del mar al acercarse a la orilla. Su origen es el siguiente: Durante el día la tierra se calienta más rápidamente que la superficie del mar, el calor específico de la tierra es inferior a la del agua de modo que el aire del interior asciende y es ocupado por el aire más fresco procedente del mar. Por la noche, la tierra se enfría más rápidamente que el agua, de modo que el aire situado por encima de la superficie del mar está más caliente y tienden a ascender haciendo que se produzca un flujo del viento de tierra a mar.

74 Fig. 14. Brisa de mar y tierra

75 Fig. 15. Vientos de valle y montaña

76 Vientos generados por Huracanes y Tornados: Es de todos conocido el efecto devastador de un huracán o de un tornado sobre las zonas habitadas que no estas preparadas para soportar la fuerza del viento que éstos pueden desarrollar. Un huracán es un fenómeno meteorológico y violento que se origina en los océanos tropicales. Su origen se encuentra en una masa uniforme de aire caliente y húmedo que asciende rápidamente. En un huracán, el viento puede llegar alcanzar hasta velocidades superiores a 250 Km/h, en el centro del huracán se encuentra el denominado ojo un área sin nubes y de vientos flojos. A veces, puede parecer que el huracán ya ha pasado por una localidad y que ha cesado la tormenta, cuando en realidad lo que está pasando es el ojo del mismo (que puede tardar incluso unas horas). Después de este vendrán vientos muy fuertes e intensas lluvias.

77 Fig. 16. Huracán Tropical

78 Fig. 17. Tornado

79 • Tiempo presente y pasadoSe observan los fenómenos meteorológicos existentes (Hidrometeoros, Litometeoros, Fotometeoros, Electrometeoros); es decir, el Tiempo Presente. De igual forma se anotan estos mismos fenómenos si han ocurrido en la hora anterior (Tiempo Pasado) Los Meteoros, se clasifican en cuatro grupos principales, los cuales son: Litometeoros: Estos, están integrado por un conjunto de partículas, la mayoría de las cuales son sólidas y no acuosas. Dichas partículas se hallan más o menos suspendidas en el aire, o han sido levantadas del suelo por el viento. Los más significativos: Calina. (Bruma óptica) Humo forestal o industrial. Polvo o arena en suspensión

80 Hidrometeoros: Meteoro integrado por un conjunto de partículas de agua, líquida o sólida, en caída o en suspensión en la Atmósfera, levantadas de la superficie de la tierra por el viento, o depositada en los objetos sobre el suelo, o sobre los que se hallan en el aire libre. Los más comunes son: Lluvia líquida o sólida. Niebla o neblina. Rocío. Tromba terrestre o marina.

81 Fotometeoros: Fenómeno luminoso ocasionado por reflexión, refracción, difracción o interferencia de la luz del Sol o de la Luna. Los más comunes son: Halo solar o lunar. Arcoiris. Electrometeoros: Es una manifestación audible o visible de la electricidad atmosférica, tales como: Tormenta eléctrica. Relámpago. Truenos

82 Nubosidad (Tipo, altura y cantidad de nubosidad)Todos en algún momento hemos dirigido la vista al cielo y observado las nubes. Las hemos visto oscuras, blancas, finas, densas, otras que producen truenos, rayos, granizo y hasta imaginamos figuras conocidas. Para un mejor conocimiento de las nubes es necesario recordar que el agua está en constante transformación, pasando por tres procesos importantes: la evaporación, la condensación y la precipitación, los cuales en conjunto se conocen como el ciclo hidrológico. Las nubes son el producto de la condensación del agua cuando -por algún mecanismo- el aire húmedo sube y se enfría. Es importante aclarar que las nubes no están hechas únicamente de vapor de agua como pudiera creerse, sino que además están constituidas por gotitas de agua y/o cristales de hielo que por su tamaño, forma y peso se encuentran suspendidas en el aire.

83 La unidad de medida de la nubosidad se llama OCTA, que corresponde a la octava parte de la bóveda celeste. La escala utilizada para cifrar la nubosidad es la que se muestra a continuación: 0. (0/8): No hay nubes. Cielo completamente despejado. 1. (1/8): Un octa o menos, pero no sin nubes. 2. (2/8): Dos octas de cielo cubierto. 3. (3/8): Tres octas de cielo cubierto. 4. (4/8): Cuatro octas de cielo cubierto. 5. (5/8): Cinco octas de cielo cubierto. 6. (6/8): Seis octas de cielo cubierto. 7. (7/8): Siete octas de cielo cubierto. Cielo casi cubierto aunque no completamente. 8. (8/8): Ocho octas. Cielo cubierto completamente. 9. Cielo oscurecido por niebla, humo o cualquier otra circunstancia que impida discernir la nubosidad presente.

84 La nubosidad se cifra "0" solamente en el caso de que el cielo esté completamente despejado, sin rastro alguno de nubes. La cifra "8" se utiliza sólo cuando el cielo está completamente cubierto, es decir sin claros ni discontinuidades en el manto nuboso. Los vestigios, trazas de nubes o estelas de condensación se cifran como 1/8, pero la cantidad de nubes debe ser inferior a 3/8. Los casos en los que el cielo esté cubierto con claros, deben cifrarse como 7/8, es decir, si se observan huecos entre la capa nubosa. La nubosidad deberá estimarse suponiendo que las nubes observadas constituyen una sola capa, sin discontinuidad. Para hacer esta estimación es aconsejable dividir el cielo en cuatro partes iguales, imaginando trazados dos ejes perpendiculares. Se calcula primero la nubosidad de cada un cuarto (1/4) de círculo así dividido y luego se suman las cantidades obtenidas.

85 También es necesario evaluar la cantidad de nubes de forma o género especificado, como por ejemplo las nubes bajas. En este caso la parte del cielo que en el momento de la observación se ve con nubes de forma y género diferente, deberá ser considerada como cielo despejado. En el caso de que el sol o las estrellas puedan verse a través de la niebla, el polvo, humo, etc., y en el que no se ve traza alguna de nube, se utiliza la cifra "0" de la clave. Si las nubes se observan a través de la niebla o de otros fenómenos, la nubosidad debe calcularse en la medida que las circunstancias lo permitan. Al evaluar la cantidad de cielo cubierto por nubes el observador dividirá la bóveda celeste en 8 partes.

86

87 • Visibilidad horizontalSe define como Visibilidad Horizontal a la distancia máxima a la cual un objeto de tamaño especifico, puede ser visto y reconocido contra el horizonte por el Observador. La visibilidad Horizontal, puede ser afectada por la presencia de la totalidad o algún fenómeno aislado de los Hidrometeoros, Litometeoros, Fotometeoros y Electrometeoros. Visibilidad Mínima: Es la más baja medida en cualquier dirección. Visibilidad Predominante: Es la que prevalece sobre la mitad o más del Horizonte. A veces se le conoce como Índice de Visibilidad. • Precipitación Una nube puede estar formada por una gran cantidad de gotitas minúsculas y cristalitos de hielo, procedentes del cambio de estado del vapor de agua de una masa de aire que, al ascender en la atmósfera, se enfría hasta llegar a la saturación. Una vez que se han formado las nubes, ¿Qué es lo que hace que den o no lugar a la lluvia, el granizo o la nieve, es decir a algún tipo de precipitación? Las minúsculas gotitas que forman la nube y que se encuentran en suspensión dentro de ella gracias a la existencia de corrientes ascendentes, empezarán a crecer a expensas de otras gotitas que encuentran en su caída. Sobre cada gotita actúan fundamentalmente dos fuerzas: la debida al arrastre que la corriente de aire ascendente ejerce sobre ella, y el peso de la gotita.

88 Cuando éste es suficientemente grande como para vencer la fuerza de arrastre, la gotita caerá hacia el suelo, produciendo la lluvia. Las gotitas alcanzarán mayor tamaño cuanto más tiempo pasen dentro de la nube ascendiendo y descendiendo y cuanto mayor sea el contenido de agua líquida de la misma. Fig. 19. Formación de las gotas de agua

89 Dependiendo del tamaño de las gotas que lleguen al suelo y de cómo caigan tendremos distintos tipos de precipitación líquida: llovizna (gotas pequeñas que caen uniformemente), lluvia (gotas de mayor tamaño y que caen uniformemente) y chubasco (gotas de mayor tamaño y que caen de forma violenta e intensa), etc. Fig. 20. Movimientos de las gotas de agua en las nubes

90 La precipitación se puede dar también en forma sólidaLa precipitación se puede dar también en forma sólida. El origen de la misma está en la formación de cristales de hielo en las nubes que tienen su tope a grandes alturas y bajísimas temperaturas (-40ºC). Estos cristales pueden crecer a expensas de gotitas de agua a muy baja temperatura que se congelan sobre ellos (siendo el inicio de la formación del granizo) o bien uniéndose a otros cristales para formar los copos de nieve. Cuando alcanzan un tamaño adecuado y debido a la acción de la gravedad, pueden salir de la nube dando lugar a la precipitación sólida en superficie, si las condiciones ambientales son las apropiadas. A veces los copos de nieve o el granizo que salieron de la nube, si encuentran una capa de aire cálida en su caída, se derriten antes de alcanzar el suelo, dando lugar finalmente a precipitación en forma líquida. Ya hemos visto que el tipo de precipitación depende principalmente de cómo sea la nube de la que procede. Las formas más habituales de precipitación son la de tipo frontal, la de tipo orográfico y la de tipo ‘convectivo’ o tormentoso.

91 La precipitación frontal procede de las nubes que van asociadas a los frentes, ya sean de tipo cálido o frío. Un frente frío se forma cuando una masa de aire frío empuja y desplaza hacia arriba a una masa más cálida. En su ascenso, ésta se enfría y da origen a la formación de nubosidad. En el caso de un frente cálido, una masa de aire cálido se desliza sobre otra más fría que ella. Las nubes que se forman en los frentes fríos (normalmente Cumulonimbos, Cb, Altocúmulos, Ac) suelen ser de mayor desarrollo vertical y por tanto producen precipitaciones más intensas y de mayor tamaño de gota que las que se generan en los frentes cálidos, que tienen forma más estratificada (Nimbostratos, Ns, Estratos, St, Estratocúmulos, Sc). Éstas darán lugar normalmente a precipitaciones más suaves, tipo lluvia o llovizna. En el caso de las precipitaciones procedentes de las tormentas, también llamadas ‘sistemas convectivos’, las nubes son de mucho desarrollo vertical (cumulonimbos) por lo que producirán lluvias intensas y de corta duración, muchas veces torrenciales.

92 Fig. 21. Ascenso de masas por los frentes

93 Fig. 22. Pluviómetro

94 El instrumento que se suele utilizar para medir la precipitación caída en un lugar y durante un tiempo determinado se denomina Pluviómetro. Este aparato está formado por una especie de vaso en forma de embudo profundo que envía el agua recogida a un recipiente graduado donde se va acumulando el total de la lluvia caída. Un factor importante es la situación del aparato, pues no debe colocarse cerca de edificios o cualquier otro obstáculo que pueda alterar el ritmo de la precipitación. En las zonas de montaña, donde es frecuente que la precipitación sea en forma sólida (nieve) o que las temperaturas desciendan por debajo del punto de congelación del agua, se suele incluir en el depósito algún tipo de producto (normalmente, cloruro cálcico anhidro) cuya función es reducir el valor de la temperatura a la cual se produciría la solidificación del agua.

95 • Evaporación Son muchos los factores que van a influir sobre el comportamiento de la evapotranspiración. El conocimiento de cuales son y cómo actúan nos va a permitir tomar las medidas para contrarrestar o potenciar las pérdidas de agua por esta vía. Cuando el aire que se encuentra sobre las superficies del suelo y desde las plantas se encuentra saturado de humedad, la intensidad de la evaporación disminuye, al no establecerse un gradiente entre la superficie emisora y el entorno de la superficie. Condiciones de escasa humedad sobre el suelo y las plantas estimula la pérdida de agua por evaporación desde estas superficies. La influencia del viento sobre la evaporación es de mucha importancia, pues las pérdidas de agua por esta vía van a estar en correspondencia directa con la velocidad que tengan los vientos. El aire en movimiento no permite que se acumule humedad sobre las plantas y el suelo, manteniendo el aire seco y por tanto se mantiene la intensidad de la pérdida de agua desde las superficies.

96 Conocer de qué dirección soplan los vientos nos brinda la posibilidad de decidir donde situar la cortina rompevientos y evitar que los vientos azoten directamente los sembrados. La energía presente. El proceso de la evaporación es un proceso endotérmico (que consume energía), por lo que la intensidad de la evaporación es una función de la cantidad de energía presente en el entorno. La energía radiante proveniente del sol y la elevación de la temperatura del aire, serán elementos que determinarán una alta intensidad de la evapotranspiración. En la época de verano, en que la radiación solar es más intensa, sucede la mayor evapotranspiración. La medición de la evaporación se realiza mediante un equipo denominado evaporímetro, entre los cuales se pueden mencionar el Evaporímetro Clase A (recomendado por la OMM), el de Piché y otros.

97 • Humedad atmosférica El agua es unos de los principales componentes de la atmósfera, en la que puede existir como gas, como líquido y como sólido. La presencia de agua en los tres estados de agregación se debe a que las condiciones físicas (Temperatura y presión) necesarias para que se produzcan dichos cambios de estado se dan normalmente en la atmósfera. La humedad es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire. Esa cantidad no es constante, sino que dependerá de los diversos factores, como si ha llovido recientemente, si estamos cerca del mar, si hay plantas, etc. Existen diversas maneras de referirnos al contenido de la humedad en la atmósfera: Humedad absoluta: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en 1m3 de aire seco Humedad específica: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en 1kg de aire. Razón de mezcla: masa de vapor de agua, en gramos que hay en 1Kg de aire seco.

98 Sin embargo, la medida de humedad que más se utiliza es la denominada Humedad relativa que se expresa en tanto % y se calcula según la siguiente expresión: En ella, e representa el contenido de vapor de la masa de aire y E su máxima capacidad de almacenamiento de éste, llamada presión de vapor saturante. Este valor nos Indica la cantidad máxima de vapor de agua que puede contener una masa de aire Antes de transformarse en agua líquida (esto es lo que se conoce como saturación). De alguna forma, la humedad relativa nos da una idea de lo cerca que está una masa de aire de alcanzar la saturación. Una humedad relativa del 100% es indicativa de que esa masa de aire ya no puede almacenar más vapor de agua en su seno, y a partir de ese momento, cualquier cantidad extra de vapor se convertirá en agua líquida o en cristalitos de hielo, según las condiciones ambientales.

99 Fig. 23. Relación de la presión saturante con la temperaturaEn el gráfico adjunto se representa cómo varía la presión de vapor saturante, E, en función de la temperatura, T. Vemos que E crece exponencialmente con la temperatura. Esto significa que cuanto más caliente esté una masa de aire, mayor cantidad de vapor de agua se necesitará para llegar a la saturación y empezar a producirse la condensación del vapor sobrante. Fig. 23. Relación de la presión saturante con la temperatura

100 La humedad se suele medir mediante un instrumento denominado Psicrómetro. Este consiste en dos termómetros iguales, uno de los cuales, llamado “termómetro seco”, sirve sencillamente para obtener la temperatura del aire. El otro, llamado “termómetro húmedo”, tiene el depósito recubierto con una telilla humedecida por medio de una mecha que la pone en contacto con un depósito de agua. El funcionamiento es muy sencillo: el agua que empapa la telilla se evapora y para ello toma el calor del aire que le rodea, cuya temperatura comienza a bajar. Dependiendo de la temperatura y el contenido inicial de vapor de la masa de aire, la cantidad de agua evaporada será mayor o menor y en la misma medida se producirá un mayor o menor descenso de temperatura del termómetro húmedo. En función de estos dos valores se calcula la humedad relativa mediante una fórmula matemática que las relaciona. Para mayor comodidad, con el termómetro se suministran unas tablas de doble entrada que dan directamente el valor de la humedad relativa a partir de las temperaturas de los dos termómetros, sin tener que realizar ningún cálculo.

101 • Radiación Solar Cuando vamos en un día soleado a la playa, notamos como nuestro cuerpo se calienta y eleva su temperatura. Lo que ha ocurrido es que los rayos solares, después de atravesar la atmósfera, han calentado nuestro cuerpo, ¡sin calentar apenas el aire! Algo parecido es lo que le ocurre a la tierra: la atmósfera es casi transparente a la radiación solar, pero la superficie terrestre y otros cuerpos situados sobre ella sí la absorben. La energía transferida del sol a la tierra es lo que se conoce como energía radiante o radiación. Ésta viaja a través del espacio en forma de ondas que llevan asociadas una determinada energía. Según lo energéticas que sean estas ondas se clasifican lo que se conoce como espectro electromagnético. Las ondas más energéticas son las correspondientes al rango del ultra violeta, seguida por la luz visible, infrarroja, y así hasta la menos energética que corresponde a las ondas de radio.

102 Fig. 25. Espectro electromagnético

103 Todos los cuerpos emiten radiación en función de su temperatura.Igualmente se refleja radiación. La cantidad de radiación que se refleja por un cuerpo respecto a la radicación incidente se le conoce con el nombre de albedo. Por tanto, tenemos que decir que el sistema tierra atmósfera tiene un albedo. La nieve recién caída o algunos cumulonimbos de gran desarrollo vertical, presenta un albedo cercano al 90%, mientras que los desiertos tienen cerca del 25% y los océanos, alrededor de un 10% (absorben casi toda la radiación que les llega). Fig. 26. Diferente valores de albedo de acuerdo a la superficie

104 El instrumento más usado para medir la radiación solar es el Piranómetro. Mide la radiación semiesférica directa y difusa (global) que se mide sobre una superficie horizontal en un ángulo de 180 grados, obtenida a través de la diferencia de calentamiento de dos sectores pintados alternativamente de blanco y negro en un pequeño disco plano. Fig. 27. Piranómetro

105 Cuando el aparato es expuesto a la radiación solar, los sectores negros se vuelven más cálidos que los blancos. Esta diferencia de temperatura se puede detectar electrónicamente generándose un voltaje eléctrico proporcional a la radiación solar incidente. En la variación de la temperatura puede intervenir el viento, la lluvia y las pérdidas térmicas de la radiación al ambiente. Por lo tanto, el piranómetro tiene instalado una cúpula de vidrio óptico transparente que protege el detector, permite la transmisión isotrópica del componente solar y sirve para filtrar la radiación entre las longitudes de onda que oscilan aproximadamente entre 280 y nm. Un piranómetro acondicionado con una banda o disco parasol, que suprime la radiación directa, puede medir la radiación difusa.

106 • Temperaturas de sueloLas plantas desarrollan una parte de su fisonomía en el subsuelo y son las condiciones de micro climáticas vigentes en este nivel las que determinarán su crecimiento y desarrollo. Son específicos los límites de las temperaturas que las plantas requieren para un eficiente desarrollo. Desde períodos muy tempranos las plantas inician sus exigencias de las condiciones de la temperatura del suelo en la fase de germinación, la cual será muy sensible a su comportamiento. En el caso de plantas que se cultivan por la obtención de sus tubérculos, estarán más dependientes del comportamiento de las temperaturas del suelo. Generalmente, la absorción de nutrientes por las raíces se manifiesta adecuadamente bajo determinadas condiciones térmicas que deberán ser consideradas si se quiere obtener buenos resultados productivos. Estas temperaturas están en el rango entre 18 y 24 oC. Las condiciones de la humedad del suelo van a ser importantes en la influencia que puede tener la temperatura en la absorción de nutrientes. En la siguiente tabla se presentan las temperaturas que exigen algunos cultivos para la germinación:

107 Tabla.1. Rango de temperatura para la germinación de las semillas de algunas plantas de interés agrícola. Temperaturas (oC) Cultivo Mínimas Máxima Cebada, avena, centeno, trigo 0 - 5 Girasol 5 - 10 Maíz 8 - 10 Arroz 10 – 12,5 Calabaza Melón de castilla, pepino

108 Si la temperatura aumenta, cuando el suelo se encuentra a capacidad de campo, se beneficia la absorción de nutrientes, lo contrario de si aumenta la temperatura cuando las condiciones de humedad son insuficientes, donde la eficacia de los fertilizantes se reducirá. Las condiciones de la temperatura del suelo también van a tener influencia sobre la absorción del agua presente en el suelo, de modo que cuando la temperatura es alta, la absorción se realiza con mayor intensidad, contribuyendo a que se realice un mayor gasto de agua en estas condiciones. ¿Qué es una estación meteorológica? Una estación meteorológica es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboración de predicciones meteorológicas a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos. Los instrumentos comunes y variables que se miden en una estación meteorológica incluyen:

109 • Termómetro, medida de temperaturas, en diversas horas del día.• Termómetros de subsuelo, para medir la temperatura a 5, 10, 20, 50 y 100 cm de profundidad. • Termómetro de mínima junto al suelo, mide la temperatura mínima a una distancia de 15 cm sobre el suelo. • Termógrafo, mide la fluctuación de la temperatura. • Barómetro, medida de presión atmosférica en superficie. • Pluviómetro, medida de la cantidad de precipitación. • Psicrómetro o Higrómetro, medida de la humedad relativa del aire y la temperatura del punto de rocío. • Piranómetro, medida de la radiación solar global (directa + difusa). • Heliógrafo, medida de las horas de luz solar. • Anemómetro, medida de la velocidad del viento • Veleta, que indica la dirección del viento. • Ceilómetro, medida de la altura de las nubes, pero sólo en el punto donde éste se encuentre colocado.

110 La mayor parte de las estaciones meteorológicas están automatizadas (ELa mayor parte de las estaciones meteorológicas están automatizadas (E.M.A.) requiriendo un mantenimiento ocasional. Además, existen observatorios meteorológicos sinópticos, que sí cuentan con personal (observadores meteorológicos), de forma que además de los datos anteriormente señalados se pueden recoger aquellos relativos a nubes (cantidad, altura, tipo), visibilidad y tiempo presente y pasado. La recogida de estos datos se denomina observación sinóptica. Para la medida de variables en mares y océanos se utilizan sistemas especiales dispuestos en boyas meteorológicas. Otras instalaciones meteorológicas menos comunes disponen de instrumental de sondeo remoto como radar meteorológico para medir la turbulencia atmosférica y la actividad de tormentas, perfiladores de viento y sistemas acústicos de sondeo de la estructura vertical de temperaturas. Alternativamente, estas y otras variables pueden obtenerse mediante el uso de globos sonda. En todo caso la distribución irregular de estaciones meteorológicas y la falta de ellas en grandes regiones, como mares y desiertos, dificulta la introducción de los datos en modelos meteorológicos y complica las predicciones de mayor alcance temporal.

111 I.7. PARTICULARIDADES DE LOS PROCESOS ATMOSFÉRICOS.Se pueden resumir todos los procesos que se producen en la atmósfera en cuatro tipos: a. procesos de balances de energía. b. fenómenos climáticos c. procesos de transporte. d. procesos bioquímicos. Estos procesos se pueden producir a diferentes escalas: a. Escala global: cuando el proceso tiene un radio de acción superior a los km. b. Escala sinóptica: la influencia del proceso tiene un radio de 100 a km. c. Mesoescala: se clasifican así los procesos cuyo radio de acción se encuentran en un intervalo entre 10 a 100 km. d. Microescala: son los procesos atmosféricos de orden local, cuyo rango va de 10 m. a 10 km.

112 I.7.1. BALANCE DE ENERGÍA Casi toda la energía que ponen en juego los procesos atmosféricos, especialmente a escalas global y sinóptica, provienen del aporte de la irradiación solar. El sol transmite energía a la atmósfera terrestre por medio de ondas electromagnéticas en todas las frecuencias, pero las que más interactúan con la atmósfera son las correspondientes al espectro infrarrojo, visible y ultravioleta, como se puede apreciar en la figura I Por su estructura molecular, el O3 y O2 son grandes absorbentes de radiación ultravioleta, produciéndose este proceso de absorción en la estratósfera, zona donde estos elementos se encuentran en abundancia. De la misma forma, el CO2 y el vapor de agua son absorbentes del espectro infrarrojo. El panorama lo completan las nubes que reflejan una parte importante de la energía radiante en el espectro visible que les llega. En promedio, del total de la energía solar radiante que llega a la superficie de la atmósfera, el 30% es reflejado al espacio exterior con el siguiente detalle: 7% debido al aire atmosférico, 17% por las nubes y un 6% se debe a la superficie de la Tierra. Un 26% de la radiación solar que llega es absorbida por la atmósfera, donde el 22% lo absorbe el propio aire atmosférico y un 4% las nubes.

113 Un 26% de la radiación solar que llega es absorbida por la atmósfera, donde el 22% lo absorbe el propio aire atmosférico y un 4% las nubes. Figura 28. Esquema del espectro de radiación solar que llega a la atmósfera y su intercambio.

114 Finalmente, un 44% de la energía radiante es absorbida por la superficie terrestre, casi toda en el espectro infrarrojo; las mediciones realizadas al respecto aseguran que en promedio, la intensidad de energía que llega a la superficie de la Tierra es de 25 W/m2; aunque la variabilidad es muy alta para distintos lugares del planeta. I.7.3. FENÓMENOS CLIMÁTICOS Estos tipos de procesos son de gran interés, y están muy influenciados por la radiación solar, a tal punto que la temperatura atmosférica de cualquier punto de la Tierra depende fuertemente de ella y, como consecuencia lógica de este hecho, se puede apreciar que el clima también depende en una alta medida de la nubosidad existente en cada región del planeta. Es importante tener en cuenta la gran estratificación que presenta la atmósfera; esto se debe principalmente a los procesos de restauración del equilibrio: cuando por algún motivo alguna perturbación produce desequilibrio de alguna de sus componentes o variables, la atmósfera reacciona y se ponen en marcha aquellos mecanismos tendientes a restaurar el equilibrio perdido, provocando vientos, nubes, etc. que influyen directamente sobre el clima y la meteorología.

115 Fig. 29. Balance de radiación solar y terrestre en el sistema océano – tierra – atmósfera.

116 I.7.4. PROCESOS DE TRANSPORTE EN EL SISTEMA TIERRA-OCÉANO-ATMÓSFERAExisten diferentes procesos de transporte de masa y energía en el sistema Océano – Tierra – Atmósfera. A continuación detallaremos los principales. El principal de todos los sistemas de intercambio de energía se produce entre el Sol y la Tierra.. Con la entrada de la radiación solar (ondas cortas del orden de m  0,48 µm) ingresa la energía que posteriormente será absorbida, transformada y emitida en forma de radiación de onda larga (m  µm), conducida hacia el interior de la tierra y los océanos y mares. A medida que las superficies de las tierras y los océanos se calientan, el aire inmediatamente en contacto con ellas también se calienta y comienza el proceso de convección debido a la disminución de su densidad, comenzando a elevarse la parcela de aire y llevando con ella no solamente la energía sino también polvo, polen, vapor de agua, por lo cual se produce un intercambio entre esa parcela y el aire circundante, de forma que tanto la energía como la sustancia que arrastra la misma continúa su ascenso y el intercambio continúa produciéndose por encima del nivel original.

117 Fig. 30. Procesos de intercambio de energía y sustancia.

118 Fig. 31. Proceso de convección natural.

119 Fig. 32. Procesos de ascenso y descenso de masas de aire.

120 Ahora bien, la radiación solar no se reparte equitativamente en toda la superficie del globo terrestre, debido a diferentes factores entre los cuales se pueden citar: • La forma esférica de la Tierra, • El ángulo que forma el eje de la Tierra con la Eclíptica, • La rotación de la Tierra, • El movimiento de la Tierra alrededor del Sol, • Los sistemas nubosos, etc. Lo anterior implica que las zonas de ascenso y descenso de las masas de aire formen cinturones de Bajas y Altas presiones, las cuales van a dar lugar a la formación de corrientes de masas de aire en sentido horizontal y vertical, con el consiguiente transporte de energía y sustancia. En la figura siguiente se `presentan los sistemas planetarios de vientos, así como sus movimientos.

121 Fig. 33. Sistemas de vientos planetarios.

122 Fig. 34. Esquema del Ciclo del Agua en el sistema Océano – Tierra – Atmósfera.

123 Fig. 35. Ciclo del agua en la atmósfera.

124 Al igual que sucede en la atmósfera, ocurre en los océanos, comenzando por el ciclo del agua, cuyo movimiento también acarrea transporte de masa, sustancia y energía (Fig y ). Estos procesos también son debidos a la energía procedente del Sol y cumple con principios físicos y químicos similares. I.7.5. PROCESOS BIOQUÍMICOS Carbono en la atmósfera El carbono existe en la atmósfera de la Tierra principalmente en forma de gas dióxido de carbono (CO2). En la atmósfera hay 750 gigatoneladas de carbono. La concentración de CO2 es de 381 ml/m³, que corresponde a una cantidad de aproximadamente 800 gigatoneladas de carbono. Es aproximadamente el 0,001% del carbono total global. Por tanto, la atmósfera es el almacén de carbono más pequeño, y reacciona de forma más sensible a los cambios. Por el contrario, la atmósfera tiene el mayor porcentaje de circulación de carbono a causa de procesos bioquímicos.

125 Fig. 36. Incremento del contenido de CO2 en la atmósfera.

126 Aunque es una parte muy pequeña de la atmósfera (aproximadamente el 0Aunque es una parte muy pequeña de la atmósfera (aproximadamente el 0.04% en una base molar, pero está elevándose), desempeña un papel importante en el sustento de la vida. Otros gases que contienen carbono en la atmósfera son el metano y los clorofluorocarbonos (completamente antropogénicos). La concentración atmosférica total de estos gases de invernadero ha estado aumentando en décadas recientes, contribuyendo al calentamiento global. El carbono es tomado de la atmósfera de varios modos: Cuando el sol brilla, las plantas realizan la fotosíntesis para convertir dióxido de carbono en carbohidratos, liberando oxígeno en el proceso. Este proceso es más prolífico en bosques relativamente nuevos, donde el crecimiento del árbol es todavía rápido. En la superficie de los océanos, cerca de los polos, el agua del mar actúa como refrigerador y se forma más ácido carbónico cuando el CO2 se hace más soluble. Esto está conectado con la circulación termohalina del océano, que transporta el agua superficial densa al interior del océano.

127 En áreas superiores del océano con alta productividad biológica, los organismos convierten el carbono reducido en tejidos, y los carbonatos en partes del cuerpo duras como conchas y caparazones. Éstos compuestos son, respectivamente, oxidados (bomba de tejidos) y disueltos de nuevo (bomba de carbonato) en niveles medios del océano inferiores a donde se formaron, causando un flujo hacia abajo del carbono. La erosión de rocas de silicato. El ácido carbónico reacciona con la roca erosionada para producir iones de bicarbonato. Los iones de bicarbonato producidos son transportados al océano, donde se usan para hacer carbonatos marinos. A diferencia del CO2 disuelto en equilibrio o en los tejidos muertos, la erosión no mueve el carbono a un reservorio del cual pueda volver fácilmente a la atmósfera.

128 El carbono puede ser liberado a la atmósfera de muchos modos diferentes:Por la respiración realizada por plantas y animales. Esta es una reacción exotérmica e implica la ruptura de glucosa (u otras moléculas orgánicas) en dióxido de carbono y agua. Por tejidos muertos de animales y vegetales. Los hongos y las bacterias dividen los compuestos de carbono de los animales muertos y las plantas, y convierten el carbono a dióxido de carbono si hay oxígeno presente, o bien a metano si no lo hay. Por la combustión de material orgánico, que oxida el carbono que contiene, produciendo dióxido de carbono (y otros productos, como vapor de agua). Quemando combustibles fósiles como carbón, productos del petróleo y gas natural, se libera el carbono que ha sido almacenado en la geosfera durante millones de años. Producción de cemento. El dióxido de carbono se libera cuando la piedra caliza (carbonato de calcio) se calienta para producir la cal (óxido de calcio), un componente del cemento. En la superficie de los océanos, donde el agua es más cálida, el dióxido de carbono disuelto se libera de vuelta a la atmósfera

129 Las erupciones volcánicas y el metamorfismo liberan gases en la atmósfera. Los gases volcánicos son, principalmente, vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre. El dióxido de carbono liberado es aproximadamente igual a la cantidad de silicato eliminada por erosión; ambos procesos, que son el reverso químico uno de otro, suman casi cero, y no afectan al nivel de dióxido de carbono atmosférico en escalas de tiempo menores de unos años. Más excepcionalmente, el carbono puede provenir del impacto de un meteorito importante sobre la Tierra. Según la violencia de este acontecimiento, la cantidad de materia expulsada y las consecuencias pueden variar considerablemente. Mientras que la actividad volcánica normal hace aumentar la tasa atmosférica de los gases de efecto de invernadero, la caída de un cuerpo pesado o una erupción excepcionalmente poderosa propagan en la alta atmósfera grandes cantidades de polvo que reducen el flujo del brillo solar, lo que provoca una disminución de la temperatura que puede ir hasta varias decenas de grados en unas semanas. Un cataclismo de este tipo es tal vez la causa de la desaparición de los dinosaurios. Ciclos del carbón, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo.

130 En todo ecosistema, ya sea en mayor o menor cantidad, se encuentran diversos elementos químicos. Esto ocurre porque todo organismo vivo está constituido en diferentes grados por sustancias como el carbono, el oxígeno o el nitrógeno, entre muchos otros más. También en la naturaleza no viva es posible encontrar verdaderos depósitos químicos, como en el caso de la atmósfera, importante reservorio de dióxido de carbono y de oxígeno, o también, en el suelo y las rocas, donde es común encontrar minerales, nitratos y fosfatos. La principal característica común de todos estos elementos es que se encuentran en permanente transformación e intercambio entre todos los organismos que componen un ecosistema. Con la aparición de la vida microscópica se iniciaron procesos bioquímicos interesantísimos para el futuro de nuestra atmósfera y de nuestra vida. La fotosíntesis incorporaba por vez primera dióxido de carbono de la atmósfera y devolvía oxígeno, acumulándose cada vez más. Por último y tras la aparición de los seres vegetales fotosintéticos pudieron aparecer los seres vivos animales que eran capaces de respirar este gas.

131 Ciclos del carbono Todas las moléculas orgánicas están compuestas por cadenas de carbono enlazadas entre sí. De allí la importancia de este vital elemento y su rol en el equilibrio ecosistémico. Las plantas lo absorben desde el aire a través de las hojas y, en su interior, lo procesan hasta transformarlo en una sustancia vegetal, durante la fotosíntesis. Una pequeña parte es devuelta hacia la atmósfera a través de la respiración vegetal, mientras la otra porción restante llega hasta los animales que se alimentan con las plantas. De ahí continúa el viaje hasta los animales carnívoros, que depredan a los herbívoros. Así, el carbono forma parte, en ambos casos, de la materia que constituye a estos seres vivos (músculos, huesos, etc.). Durante su vida, tanto herbívoros como carnívoros también devuelven dióxido de carbono a la atmósfera por medio de la respiración (Fig. 37). Una vez muertos, tanto vegetales como animales son reducidos a una cantidad de materia orgánica mínima, gracias a la acción de los organismos descomponedores (bacterias, hongos, protozoos, entre otros), que también liberan dióxido de carbono al aire y hacia las raíces de las plantas, que nuevamente lo captan y procesan.

132 Fig. 37. Ciclo del carbono en el planeta.

133 Un componente que ha llegado a tener una gran importancia en el ciclo del carbono se muestra igualmente en la figura 37, relacionada con los combustibles fósiles, su descomposición y posterior uso como combustibles que, al quemarse, incrementan extraordinariamente las cantidades de este gas en la atmósfera aumentando el calentamiento de la atmósfera.

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135 Ciclo del nitrógeno Protagonista de importantes procesos, como la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, el nitrógeno corresponde a un elemento cuya disponibilidad está limitada en todos los ecosistemas. Su reserva fundamental es la atmósfera, donde se encuentra como N2. Si bien es un compuesto utilizado por todo ser vivo, no puede ser captado de manera directa en su forma gaseosa. Por ello, necesita cambiar su composición y transformarse en nitratos (NO3) y amoníaco (NH3), gracias a la acción de las bacterias nitrificantes. Estas poseen forma de bastoncillo, su tamaño alcanza los 0,4 a 0,6 micras y, para realizar su eficiente trabajo, necesitan de la presencia de oxígeno. Estos pequeños microorganismos permiten que el nitrógeno se incorpore tanto a las células vegetales como a las animales, ya que el nitrógeno fijado al suelo pasa a las plantas y a los diferentes tipos de animales a través de la alimentación. El retorno se produce gracias al depósito en la superficie de los residuos orgánicos y los excrementos, que las plantas también pueden reutilizar como abono.

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137 Ciclo del oxígeno La reserva fundamental de oxígeno está en la atmósfera. El ciclo de este vital elemento está ligado fuertemente al del carbono, ya que tanto en la respiración animal como en la vegetal (fotosíntesis) se traspasa constantemente junto a este elemento entre la atmósfera y los seres vivos. Existen organismos que lo consumen para obtener energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta cantidad, son más bien productores (plantas). El ciclo del oxígeno, además, implica otro importante proceso, que ocurre cuando algunas moléculas de O2 se rompen en átomos libres y reaccionan con otras de O2, formando ozono (O3). El ozono es una sustancia presente en nuestra atmósfera, que protege a la Tierra de un tipo muy dañino de radiación ultravioleta. Cada vez que absorbe estos peligrosos rayos, vuelve a su estado natural y se convierte en O2.

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139 Ciclos del azufre y fósforoEl azufre y el fósforo son elementos que, si bien se encuentran en pequeñas cantidades de forma natural, desempeñan importantes funciones a nivel orgánico. El primero es uno de los más destacados constituyentes de los aminoácidos, mientras el fósforo participa activamente en las relaciones energéticas que ocurren al interior de los organismos, forma parte de los fosfolípidos de las membranas celulares e integra las materias primas de huesos y dientes de los seres vivos. El azufre es captado en forma de sustratos desde las raíces (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuáticos) por las plantas (terrestres y acuáticas), las que pasan a ser alimentos de los animales. Tras la muerte de estos, el azufre retorna al suelo induciendo un nuevo ciclo. En cuanto al fósforo, es necesario mencionar que la principal reserva de este elemento es la corteza terrestre. Por medio de los procesos de meteorización de las rocas o por la expulsión de cenizas volcánicas se libera, pudiendo ser utilizado por las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar, donde una porción importante sedimenta el fondo y forma rocas. Todas ellas tardarán millones de años en volver a emerger y liberar, paulatinamente, sales de fósforo.

140 La contaminación atmosférica como una variable en la ecuación del transporte de sustancia.La liberación a la atmósfera de sustancias o partículas puede provocar daños directos (contaminación atmosférica), alterar su composición o funcionalidad (efecto invernadero) o daños indirectos (deterioro de la capa de ozono) (Fig. 38) Fig. 38. Procesos físico-químicos y transformaciones de los contaminantes primarios y secundarios en un ecosistema.

141 El deterioro de la capa de ozono permite que una mayor cantidad de radiación ultravioleta B alcance la superficie de la tierra. Niveles mayores de esa radiación suponen un aumento del riesgo de daños importantes para la salud humana (aumento en los casos con enfermedades en los ojos, cáncer de piel, daños al sistema inmunitario) y poniendo también en peligro las cosechas, los bosques, las plantas, y en general los ecosistemas marinos terrestres. El “efecto invernadero” consiste en el aumento de la temperatura media del planeta debido a la acumulación de gases contaminantes en las capas altas de la atmósfera, lo que provoca cambios en la climatología a escala regional y planetaria. Entre los efectos más visibles se incluyen el incremento de la frecuencia e intensidad de las situaciones extremas: inundaciones y las sequías, retroceso en la extensión de la nieve o los glaciares, subida del nivel del mar, diferencias extremas de temperaturas verano- invierno, la reducción de la productividad agrícola en determinadas regiones terrestres o alteraciones en los sistemas naturales.

142 El cambio climático y la destrucción de la capa de ozono son problemas ambientales muy graves que alteran la estabilidad de los ecosistemas y afectan a la estructura social humana. Los contaminantes atmosféricos son tan numerosos que resulta difícil agruparlos para su estudio. Siguiendo una agrupación bastante frecuente los incluiremos en los siguientes grupos: • Óxidos de carbono • Óxidos de azufre • Óxidos de nitrógeno • Compuestos orgánicos volátiles • Partículas y aerosoles • Oxidantes • Substancias radiactivas • Calor • Ruido • Otros contaminantes Estos procesos de contaminación provocan nuevos procesos de transporte de sustancia.

143 1. 8. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN DE LA ATMÓSFERA. I. 91.8. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN DE LA ATMÓSFERA. I.9. IMPORTANCIA DE LA METEOROLOGÍA PARA LA ECONOMÍA Y LA DEFENSA DEL PAÍS Y EL BIENESTAR DE LA POBLACIÓN. 1.8. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN DE LA ATMÓSFERA. Desde la más remota antigüedad se tiene constancia de la observación de los cambios en la atmósfera y de otros componentes asociados con el movimiento de los astros, con las estaciones del año y con fenómenos relacionados. Los antiguos egipcios asociaban los ciclos de crecida del Nilo con los movimientos de las estrellas, mientras que los babilonios predecían el tiempo guiándose por el aspecto del cielo. Pero el término «meteorología» proviene de Meteorológica, título del libro escrito alrededor del año 340 A. C. por Aristóteles, quien presenta observaciones mixtas y especulaciones sobre el origen de los fenómenos atmosféricos y celestes. Una obra similar, titulada Libro de las señas, fue publicada por Teofrasto, un alumno de Aristóteles; se centraba en la observación misma de los fenómenos más que en la previsión del tiempo.

144 Los progresos posteriores en el campo meteorológico se centraron en que nuevos instrumentos, más precisos, se desarrollaran y pusieran a disposición. Galileo construyó un termómetro en 1607, seguido de la invención del barómetro por parte de Evangelista Torricelli en 1643. El primer descubrimiento de la dependencia de la presión atmosférica en relación a la altitud fue realizado por Blaise Pascal y René Descartes; la idea fue profundizada luego por Edmund Halley. El anemómetro, que mide la velocidad del viento, fue construido en 1667 por Robert Hooke, mientras que Horace de Saussure completa el elenco del desarrollo de los más importantes instrumentos meteorológicos en 1780 con el higrómetro a cabello, que mide la humedad del aire. Otros progresos tecnológicos, que son conocidos principalmente como parte del progreso de la física, fueron la investigación de la dependencia del volumen del gas sobre la presión, que conduce a la termodinámica, y el experimento de Benjamín Franklin con el volantín y el rayo. Franklin fue asimismo el primero en registrar de modo preciso y detallado las condiciones del tiempo en base diaria, así como en efectuar previsiones del tiempo sobre esa base.

145 El primero en definir de modo correcto la circulación atmosférica global fue George Hadley, con un estudio sobre los alisios efectuado en En los inicios, ésta fue una comprensión parcial de cómo la rotación terrestre influye en la cinemática de los flujos de aire. Más tarde (en el siglo XIX), fue comprendida la plena extensión de la interacción a larga escala tras la fuerza del gradiente de presión y la deflexión causada por la fuerza de Coriolis, que causa el movimiento de las masas de aire a lo largo de las isobaras. La fuerza de deflexión debe este nombre en los primeros años del siglo XIX, con referencia a una publicación de Gaspard-Gustave Coriolis en 1835, que describía los resultados de un estudio sobre la energía producida por la máquina con partes en rotación, como la ruta del agua de los molinos. En 1856, William Ferrel planteó la hipótesis de la existencia de una «célula de circulación» a latitudes intermedias, en las cuales el aire se deflecta por la fuerza de Coriolis creando los principales vientos occidentales. La observación sinóptica del tiempo atmosférico era aún compleja por la dificultad de clasificar ciertas características climáticas como las nubes y los vientos. Este problema fue resuelto cuando Luke Howard y Francis Beaufort introdujeron un sistema de clasificación de las nubes (1802) y de la fuerza del viento (1806), respectivamente. El verdadero punto de cambio fue la invención del telégrafo en 1843 que permitía intercambiar información sobre el clima a velocidades inigualables.

146 A inicios del siglo XX, los progresos en la comprensión de la dinámica atmosférica llevaron a la creación de la moderna previsión del tiempo calculada en base matemática. En 1922, Lewis Fry Richardson publicó Weather prediction by numerical process, que describía cómo eliminar las variantes menos importantes de las ecuaciones de la dinámica de fluidos que regulaban los fluidos atmosféricos para permitir encontrar fácilmente soluciones numéricas, pero el número de los cálculos necesarios era muy grande. En el mismo periodo, un grupo de meteorólogos noruegos conducido por Vilhelm Bjerknes desarrolló un modelo para explicar la generación, la intensificación y la disolución de los ciclones a media altura, introduciendo la idea del frente meteorológico y de las subdivisiones de las masas de aire. El grupo incluía a Carl-Gustaf Rossby (que fue el primero en explicar el flujo atmosférico a gran escala en términos de dinámica de fluidos), Tor Bergeron (el primero en comprender el mecanismo de formación de la lluvia) y Jacob Bjerknes. En los años 1950, los experimentos de cálculo numérico con computador mostraron ser factibles. La primera previsión del tiempo realizada con este método usaba modelos baroscópicos (es decir, con un único nivel vertical) y podía prever con éxito los movimientos a gran escala de las ondas de Rossby, o sea, de las zonas de baja presión a alta presión.

147 En los años 1960, la naturaleza caótica de la atmósfera fue comprendida por Edward Lorenz, fundador del campo de la teoría del caos. Los avances matemáticos obtenidos en este campo fueron retomados por la meteorología y contribuyeron a estabilizar el límite de predictibilidad del modelo atmosférico. Esto es conocido como efecto mariposa: la evolución de los disturbios del tiempo significa un efecto en otra zona. En 1960, el lanzamiento del TIROS-1 (Fig. 39), primer satélite meteorológico en funcionar, significó el inicio de una era de difusión global de las informaciones climáticas. Los satélites meteorológicos, junto a otros satélites de observación múltiple llegaron a ser instrumentos indispensables para el estudio de una gran variedad de fenómenos, incluyendo incendios forestales y el fenómeno de El Niño.

148 Fig. 39. La primera imagen televisiva de la Tierra desde el espacio, desde el satélite TIROS-1.

149 En los años recientes, se han estado desarrollando modelos climáticos a alta resolución, usados para estudiar los cambios a largo plazo, sobre todo el actual cambio climático. La meteorología incluye el estudio (descripción, análisis y predicción) de las variaciones diarias de las condiciones atmosféricas a gran escala o Meteorología sinóptica, el estudio de los movimientos en la atmósfera involucrados en la dinámica atmosférica y su evolución temporal basada en los principios de la mecánica de fluidos (Meteorología dinámica, muy relacionada actualmente con la meteorología sinóptica), del estudio de la estructura y composición de la atmósfera, así como las propiedades eléctricas, ópticas, termodinámicas, radiactivas y otras (Meteorología física), la variación de los elementos meteorológicos cerca de la Tierra en un área pequeña (Micrometeorología), el estudio específico de los fenómenos meteorológicos de la zona intertropical (Meteorología tropical) y otros muchos fenómenos.

150 El estudio de las capas más altas de la atmósfera (superiores a los 20 ó 25 km) acostumbra a implicar el uso de técnicas y disciplinas especiales, y recibe el nombre de aeronomía. El término aerología se aplica al estudio de las condiciones atmosféricas a cualquier altura. La meteorología aplicada tiene por objeto acopiar constantemente un máximo de datos sobre el estado de la atmósfera y, a la luz de los conocimientos y leyes de la meteorología teórica, analizarlos, interpretarlos y obtener deducciones prácticas, especialmente para prever el tiempo con la máxima antelación. Como la atmósfera es una inmensa masa gaseosa sujeta a variaciones constantes, que la mayoría de las veces se producen en el ámbito regional, su estado en un momento dado sólo puede ser conocido si se dispone de una red suficientemente densa de puestos de observación o estaciones meteorológicas, distribuidas por todas las regiones del globo, que a horas fijas efectúan las mismas mediciones (temperatura, presión, humedad, viento, precipitaciones, nubosidad, etc.) y transmiten los resultados a los centros encargados de utilizarlos.

151 Los concernientes a la climatología y la previsión del tiempoLos concernientes a la climatología y la previsión del tiempo. Su campo de estudios abarca, por ejemplo, las repercusiones en la Tierra de los rayos solares, la radiación de energía calorífica por el suelo terrestre, los fenómenos eléctricos que se producen en la ionosfera, los de índole física, química y termodinámica que afectan a la atmósfera, los efectos del tiempo sobre el organismo humano, etc. Los temas de la meteorología teórica se fundan, en primer lugar, sobre un conocimiento preciso de las distintas capas de la atmósfera y de los efectos que producen en ella los rayos solares. En particular, los meteorólogos establecen el balance energético que compara la energía solar absorbida por la Tierra con la energía irradiada por ésta y disipada en el espacio interestelar.

152 Todo estudio ulterior implica, por lo demás, un conocimiento de las repercusiones que tienen los movimientos de la Tierra sobre el tiempo, los climas, la sucesión de las estaciones. También dan lugar a profundos estudios teóricos los dos parámetros principales relativos al aire atmosférico: la presión y la temperatura, cuyos gradientes y variaciones han de ser conocidos con la mayor precisión. En lo concerniente a la evolución del tiempo, tiene especial importancia el estudio del agua atmosférica en sus tres formas: (gaseosa, líquida y sólida), así como las condiciones y circunstancias que rigen sus cambios de estado (calor latente de evaporación, de fusión, etc.), de la estabilidad e inestabilidad del aire húmedo, de las nubes y las precipitaciones.

153 Otra rama fundamental se esfuerza en determinar las leyes que rigen la circulación general de la atmósfera, la formación y los movimientos de las masas de aire, el viento y las corrientes en general, la turbulencia del aire, las condiciones en que se forman y mueven los frentes, anticiclones, ciclones y otras perturbaciones, así como los procesos que dan lugar a los meteoros. Los satélites meteorológicos son un tipo de satélite artificial utilizados para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra, aunque también son capaces de ver las luces de la ciudad, incendios forestales, contaminación, auroras, tormentas de arena y polvo, corrientes del océano, etc. Otros satélites pueden detectar cambios en la vegetación de la Tierra, el estado del mar, el color del océano y las zonas nevadas.

154 El fenómeno de El Niño y sus efectos son registrados diariamente en imágenes satelitales. El agujero de ozono de la Antártida es dibujado a partir de los datos obtenidos por los satélites meteorológicos. De forma agrupada, los satélites meteorológicos de China, Estados Unidos, Europa, Canadá, India, Japón y Rusia proporcionan una observación casi continua del estado global de la atmósfera, aunque a una escala muy detallada en la que pueden identificarse los patrones nubosos y la circulación de los vientos, así como los flujos de energía que generan los fenómenos meteorológicos.

155 I.9. IMPORTANCIA DE LA METEOROLOGÍA PARA LA ECONOMÍA Y LA DEFENSA DEL PAÍS Y EL BIENESTAR DE LA POBLACIÓN. El tiempo atmosférico es un sistema de ciclos y fuerzas que afecta y actúa en el interior de la atmósfera terrestre. El causante principal de todos estos cambios, el ente que continuamente está ejerciendo una influencia directa sobre la tierra y su atmósfera es el Sol. A pesar de la actuación continua de la atmósfera en su intento por restablecer el equilibrio, no dejan de existir resquicios de esta mudanza continua, que difieren entre si además por su posición geográfica. Es de esta manera como se da lugar a lo que se conoce como los climas del mundo o las zonas climáticas, definidas entre otros, por parámetros como el viento, la temperatura a nivel del mar o los regímenes pluviométricos.

156 Analicemos las consecuencias de la gran variedad de patrones meteorológicos:Desde siempre, la humanidad ha realizado un gran esfuerzo por predecir el tiempo, el clima, por saber interpretar alguna de las señales visuales o sonoras que desde la atmósfera se emiten. El hombre es consciente de la relación existente entre todo lo que ocurre en la atmósfera, y es por ello que sabe la dependencia entre la predicción del tiempo y la cooperación entre países. La atmósfera es indispensable para el desarrollo de la vida sobre el planeta. Ésta, determinó su formación e influye de manera continua en su mantenimiento y en la mayoría de las actividades básicas que forman parte de la vida en el planeta.

157 La meteorología y la climatología, son ciencias que se dedican al estudio de la atmósfera, con el objetivo de conocer todos los procesos que en ella ocurren, y su interrelación con otros sistemas. Ambas, se basan en la investigación pero cada una con unos objetivos diferentes. El conocimiento de las condiciones meteorológicas es indispensable para la mayoría de las actividades y servicios de los seres humanos ya que se encuentran en relación directa. Ejemplos de esto son el tipo de cultivos que se pueden dar en determinados climas, la localización de fábricas para evitar o minimizar la dispersión de contaminantes, el tipo de energía renovable que se puede dar en función en función de las condiciones climáticas, etc.

158 Como la atmósfera es el medio en el que se liberan los contaminantes, el transporte y la dispersión de estas descargas depende en gran medida de parámetros meteorológicos. Para realizar actividades relativas a la planificación de la calidad del aire es imprescindible comprender la meteorología de la contaminación del aire y su influencia en la dispersión de las sustancias contaminantes. Los planificadores emplean este conocimiento para ayudar a localizar las estaciones de monitoreo de contaminación del aire y para desarrollar planes de implementación orientados al cumplimiento de los estándares de calidad del aire en exteriores. La meteorología se usa para predecir el impacto ambiental de una nueva fuente de contaminación del aire y para determinar el efecto de las modificaciones de las fuentes existentes en la calidad del aire.

159 La información agrometeorológica es utilizada en diferentes fines técnicos o de dirección administrativa y puede ser clasificada en sentido general como: • diaria • periódica (década, mensual, períodos fenológicos, etc. • finales de campaña • periódicas especiales La información diaria es generalmente brindada al nivel de la estación agrometeorológica, según las posibilidades de la estación y es usada fundamentalmente por los especialistas de la sanidad vegetal, el riego o los encargados de las atenciones culturales desde la preparación del suelo hasta la cosecha.

160 Los boletines agrometeorológicos son elaborados a nivel territorial o nacional con el objetivo de brindar información a los órganos de dirección relacionados con la agricultura sobre las condiciones agrometeorológicas de realización de los trabajos de campo y pastoreo del ganado. La atmosfera constituye el principal elemento del medio ambiente donde el hombre habita, proporcionándole los componentes necesarios para que la vida se desarrolle y evolucione, como es el oxígeno y el agua. Los países que desconocen la importancia de la meteorología no han logrado desarrollarse.