La climatología (del griego κλίμα , klima , "lugar, zona"; y -λογία , -logia ) o ciencia del clima es el estudio científico del clima , definido científicamente como las condiciones meteorológicas promediadas durante un período de tiempo. [1] Este campo de estudio moderno se considera una rama de las ciencias atmosféricas y un subcampo de la geografía física , que es una de las ciencias de la Tierra . La climatología ahora incluye aspectos de oceanografía y biogeoquímica .
Los principales métodos empleados por los climatólogos son el análisis de observaciones y la modelización de las leyes físicas que determinan el clima. Los principales temas de investigación son el estudio de la variabilidad climática , los mecanismos de los cambios climáticos y el cambio climático moderno . El conocimiento básico del clima se puede utilizar en la predicción meteorológica a corto plazo , por ejemplo, sobre ciclos climáticos como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), la Oscilación de Madden-Julian (MJO), la Oscilación del Atlántico Norte (NAO), la Oscilación del Ártico (AO), la oscilación decenal del Pacífico (DOP) y la Oscilación del Pacífico Interdecadal (OPI).
Los modelos climáticos se utilizan para una variedad de propósitos, desde el estudio de la dinámica del tiempo y el sistema climático hasta las proyecciones del clima futuro. El tiempo se conoce como la condición de la atmósfera durante un período de tiempo, mientras que el clima tiene que ver con la condición atmosférica durante un período de tiempo prolongado o indefinido. [2]
Historia [ editar ]
Los griegos comenzaron el estudio formal del clima; de hecho, la palabra clima se deriva de la palabra griega klima, que significa "pendiente", refiriéndose a la pendiente o inclinación del eje de la Tierra. Podría decirse que el texto clásico más influyente sobre el clima fue Sobre los aires, el agua y los lugares [3], escrito por Hipócrates alrededor del 400 a . C. Este trabajo comentó sobre el efecto del clima en la salud humana y las diferencias culturales entre Asia y Europa. [3] Esta idea de que el clima controla qué países sobresalen dependiendo de su clima, o el determinismo climático , siguió siendo influyente a lo largo de la historia. [3] Científico chino Shen Kuo(1031-1095) infirió que los climas cambiaron naturalmente durante un lapso enorme de tiempo, después de observar bambúes petrificados encontrados bajo tierra cerca de Yanzhou (actual Yan'an , provincia de Shaanxi ), un área de clima seco inadecuado para el crecimiento del bambú. [4]
La invención del termómetro y el barómetro durante la Revolución Científica permitió el mantenimiento de registros sistemático, que comenzó ya en 1640-1642 en Inglaterra . [3] Los primeros investigadores del clima incluyen a Edmund Halley , quien publicó un mapa de los vientos alisios en 1686 después de un viaje al hemisferio sur. Benjamin Franklin (1706-1790) trazó por primera vez el mapa del curso de la Corriente del Golfo para usarlo en el envío de correo desde Estados Unidos a Europa . Francis Galton (1822-1911) inventó el término anticiclón . [5] Helmut Landsberg (1906-1985) fomentó el uso del análisis estadístico en climatología, lo que llevó a su evolución hacia una ciencia física.
A principios del siglo XX, la climatología se centró principalmente en la descripción de los climas regionales. Esta climatología descriptiva era principalmente una ciencia aplicada, brindando a los agricultores y otras personas interesadas estadísticas sobre cuál era el clima normal y qué tan grandes eran las posibilidades de eventos extremos. [6] Para hacer esto, los climatólogos tenían que definir un clima normal , o un promedio de clima y extremos climáticos durante un período típico de 30 años. [7]
A mediados del siglo XX, muchos supuestos en meteorología y climatología consideraban que el clima era aproximadamente constante. Si bien los científicos conocían cambios climáticos pasados, como las edades de hielo , el concepto de clima como invariable fue útil en el desarrollo de una teoría general de lo que determina el clima. Esto comenzó a cambiar en las décadas siguientes, y si bien la historia de la ciencia del cambio climático comenzó antes, el cambio climático solo se convirtió en uno de los temas de estudio más importantes para los climatólogos en los años setenta y en adelante. [8]
Subcampos [ editar ]
Varios subcampos de la climatología estudian diferentes aspectos del clima. Existen diferentes categorizaciones de los campos en climatología. La Sociedad Meteorológica Estadounidense, por ejemplo, identifica la climatología descriptiva, la climatología científica y la climatología aplicada como las tres subcategorías de la climatología, una categorización basada en la complejidad y el propósito de la investigación. [9] Los climatólogos aplicados aplican su experiencia a diferentes industrias como la manufactura y la agricultura . [10]
La paleoclimatología busca reconstruir y comprender los climas pasados mediante el examen de registros como núcleos de hielo y anillos de árboles ( dendroclimatología ). La paleotempestología utiliza estos mismos registros para ayudar a determinar la frecuencia de los huracanes durante milenios. La climatología histórica es el estudio del clima en relación con la historia humana y, por lo tanto, se centra solo en los últimos miles de años.
La climatología de la capa límite se preocupa por los intercambios de agua, energía e impulso cerca de la superficie. [11] Otros subcampos identificados son climatología física, climatología dinámica, climatología de tornados , climatología regional, bioclimatología y climatología sinóptica . El estudio del ciclo hidrológico en escalas de tiempo prolongadas a veces se denomina hidroclimatología, en particular cuando se estudian los efectos del cambio climático en el ciclo del agua. [9]
Métodos [ editar ]
El estudio de los climas contemporáneos incorpora datos meteorológicos acumulados durante muchos años, como registros de precipitaciones, temperatura y composición atmosférica. El conocimiento de la atmósfera y su dinámica también se materializa en modelos , ya sean estadísticos o matemáticos , que ayudan a integrar diferentes observaciones y probar cómo encajan entre sí. El modelado se utiliza para comprender los climas pasados, presentes y potenciales futuros.
La investigación climática se ve dificultada por la gran escala, los largos períodos de tiempo y los complejos procesos que gobiernan el clima. El clima se rige por leyes físicas que pueden expresarse como ecuaciones diferenciales . Estas ecuaciones son acopladas y no lineales, de modo que se obtienen soluciones aproximadas mediante el uso de métodos numéricos para crear modelos climáticos globales . El clima a veces se modela como un proceso estocástico, pero generalmente se acepta como una aproximación a procesos que de otra manera serían demasiado complicados de analizar.
Datos climáticos [ editar ]
La recopilación de un registro extenso de las variables climáticas es esencial para el estudio del clima. La climatología se ocupa de los datos agregados que ha recopilado la meteorología. [12] Los científicos utilizan observaciones directas e indirectas del clima, desde satélites de observación de la Tierra e instrumentación científica, como una red global de termómetros , hasta hielo prehistórico extraído de los glaciares . [13] Dado que la tecnología de medición cambia con el tiempo, los registros de datos no se pueden comparar directamente. Como las ciudades son generalmente más cálidas que las áreas circundantes, la urbanización ha hecho necesario corregir constantemente los datos para este efecto de isla de calor urbano .[14]
Modelos [ editar ]
Climate models use quantitative methods to simulate the interactions of the atmosphere, oceans, land surface, and ice. They are used for a variety of purposes from study of the dynamics of the weather and climate system to projections of future climate. All climate models balance, or very nearly balance, incoming energy as short wave (including visible) electromagnetic radiation to the earth with outgoing energy as long wave (infrared) electromagnetic radiation from the earth. Any unbalance results in a change in the average temperature of the earth. Most climate models include the radiative effects of greenhouse gases such as carbon dioxide. These models predict an upward trend in the surface temperatures, as well as a more rapid increase in temperature at higher latitudes.
Los modelos pueden variar de relativamente simples a complejos:
- Un modelo simple de transferencia de calor radiante que trata la tierra como un solo punto y promedia la energía saliente
- esto se puede expandir verticalmente (modelos radiativos-convectivos) u horizontalmente
- Los modelos climáticos globales de atmósfera-océano- hielo acoplados discretizan y resuelven las ecuaciones completas para la transferencia de masa y energía y el intercambio radiante.
- Los modelos del sistema terrestre incluyen además la biosfera.
Temas de investigación [ editar ]
Los temas que estudian los climatólogos se dividen aproximadamente en tres categorías: variabilidad climática , mecanismos del cambio climático y cambio climático moderno . [15]
Procesos climatológicos [ editar ]
Varios factores impactan el estado promedio de la atmósfera en un lugar en particular. Por ejemplo, las latitudes medias tendrán un ciclo estacional pronunciado de temperatura, mientras que las regiones tropicales muestran poca variación de temperatura durante el año. [16] Otro control importante en el clima es la continentalidad: la distancia a los principales cuerpos de agua como los océanos . Los océanos actúan como un factor moderador, por lo que las tierras cercanas a él suelen tener inviernos suaves y veranos moderados. [17] La atmósfera interactúa con otras esferas del sistema climático , y los vientos generan corrientes oceánicas que transportan el calor por todo el mundo. [18]
Clasificación climática [ editar ]
La clasificación es un aspecto importante de muchas ciencias como herramienta para simplificar procesos complicados. Se han desarrollado diferentes clasificaciones climáticas a lo largo de los siglos, siendo las primeras en la Antigua Grecia . La forma en que se clasifican los climas depende de cuál sea la aplicación. Un productor de energía eólica necesitará información diferente (viento) en la clasificación que alguien interesado en la agricultura, para quien la precipitación y la temperatura son más importantes. [19] La clasificación más utilizada, la clasificación climática de Köppen , se desarrolló a finales del siglo XIX y se basa en la vegetación. Utiliza datos mensuales de temperatura y precipitación . [20]
Variabilidad climática [ editar ]
Hay diferentes modos de variabilidad: patrones recurrentes de temperatura u otras variables climáticas. Se cuantifican con diferentes índices. De la misma manera que el Dow Jones Industrial Average , que se basa en los precios de las acciones de 30 empresas, se usa para representar las fluctuaciones en el mercado de valores en su conjunto, los índices climáticos se usan para representar los elementos esenciales del clima. Los índices climáticos generalmente se diseñan con el doble objetivo de simplicidad e integridad, y cada índice generalmente representa el estado y el momento del factor climático que representa. Por su propia naturaleza, los índices son simples y combinan muchos detalles en una descripción general y general de la atmósfera o el océano que se puede utilizar para caracterizar los factores que impactan el sistema climático global.
El Niño – Oscilación del Sur (ENOS) es un fenómeno acoplado océano-atmósfera en el Océano Pacífico responsable de la mayor parte de la variabilidad global de temperatura, [18] y tiene un ciclo entre dos y siete años. [21] La oscilación del Atlántico Norte es un modo de variabilidad que está contenido principalmente en la atmósfera inferior, la troposfera . La capa de atmósfera que se encuentra arriba, la estratosfera, también es capaz de crear su propia variabilidad, sobre todo en la oscilación Madden-Julian (MJO), que tiene un ciclo de aproximadamente 30-60 días. La oscilación interdecadal del Pacífico puede crear cambios en el Océano Pacífico y la atmósfera inferior en escalas de tiempo decenales.
Cambio climático [ editar ]
El cambio climático ocurre cuando los cambios en el sistema climático de la Tierra dan como resultado nuevos patrones climáticos que permanecen en su lugar durante un período prolongado. Este período de tiempo puede ser desde unas pocas décadas hasta millones de años. El sistema climático recibe casi toda su energía del sol. El sistema climático también emite energía al espacio exterior . El equilibrio de la energía entrante y saliente, y el paso de la energía a través del sistema climático, determina el presupuesto energético de la Tierra.. Cuando la energía entrante es mayor que la energía saliente, el balance energético de la tierra es positivo y el sistema climático se está calentando. Si sale más energía, el balance energético es negativo y la tierra experimenta un enfriamiento. El cambio climático también influye en el nivel medio del mar .
El cambio climático moderno es impulsado por las emisiones humanas de gases de efecto invernadero provenientes de la quema de combustibles fósiles que elevan la temperatura media global de la superficie . Sin embargo, el aumento de las temperaturas es solo un aspecto del cambio climático moderno, que incluye cambios observados en las precipitaciones , la trayectoria de las tormentas y la nubosidad. Las temperaturas más cálidas están impulsando más cambios en el sistema climático , como el derretimiento generalizado de los glaciares , el aumento del nivel del mar y los cambios en la flora y la fauna. [22]
Diferencias con la meteorología [ editar ]
A diferencia de la meteorología , que se centra en los sistemas meteorológicos a corto plazo que duran hasta unas pocas semanas, la climatología estudia la frecuencia y las tendencias de esos sistemas. Estudia la periodicidad de los eventos meteorológicos durante años a milenios, así como los cambios en los patrones climáticos promedio a largo plazo, en relación con las condiciones atmosféricas. Los climatólogos estudian tanto la naturaleza de los climas (local, regional o global) como los factores naturales o inducidos por el hombre que provocan el cambio climático. La climatología considera el pasado y puede ayudar a predecir el cambio climático futuro .
Phenomena of climatological interest include the atmospheric boundary layer, circulation patterns, heat transfer (radiative, convective and latent), interactions between the atmosphere and the oceans and land surface (particularly vegetation, land use and topography), and the chemical and physical composition of the atmosphere.
Use in weather forecasting[edit]
Una forma más complicada de hacer un pronóstico, la técnica analógica requiere recordar un evento meteorológico anterior que se espera que sea imitado por un evento próximo. Lo que hace que sea una técnica difícil de usar es que rara vez existe un análogo perfecto para un evento en el futuro. [23] Algunos llaman a este tipo de reconocimiento de patrones de pronóstico, que sigue siendo un método útil para observar la lluvia sobre vacíos de datos como océanos con conocimiento de cómo las imágenes de satélite se relacionan con las tasas de precipitación sobre la tierra, [24] así como el pronóstico de las cantidades de precipitación y distribución en el futuro. Una variación de este tema se utiliza en la previsión de rango medio, que se conoce como teleconexiones., cuando se utilizan sistemas en otras ubicaciones para ayudar a precisar la ubicación de un sistema dentro del régimen circundante. [25] Un método de utilizar las teleconexiones es mediante el uso de índices climáticos como los fenómenos relacionados con ENSO. [26]
Ver también [ editar ]
- Biogeoquímica
- El clima como redes complejas
- Geomorfología climática
- Reanálisis climático
- Geofísica
- Climatología de lluvias ciclónicas tropicales
- Climatología urbana
Referencias [ editar ]
- ^ Centro de predicción climática. Glosario climático. Archivado el 6 de octubre de 2006 en Wayback Machine. Recuperado el 23 de noviembre de 2006.
- ^ "What is Climatology?". drought.unl.edu. Retrieved 27 February 2017.
- ^ a b c d Heymann, Matthias (2010). "The evolution of climate ideas and knowledge". Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change. 1 (4): 581–597. doi:10.1002/wcc.61. ISSN 1757-7799.
- ^ A. J. Bowden; Cynthia V. Burek; C. V. Burek; Richard Wilding (2005). History of palaeobotany: selected essays. Geological Society. p. 293. ISBN 978-1-86239-174-1. Retrieved 3 April 2013.
- ^ Life Stories. Francis Galton. Retrieved on 19 April 2007.
- ^ Weart, Spencer (2008). "Climatology as a Profession". history.aip.org. American Institute of Physics. Retrieved 25 October 2019.
- ^ Robinson & Henderson-Sellers 1999, pp. 4-5.
- ^ Robinson & Henderson-Sellers 1999, pp. 5-6.
- ^ a b Collins, Jennifer M. (25 October 2018). "Climatology - Geography - Oxford Bibliographies - obo". doi:10.1093/obo/9780199874002-0096. Retrieved 25 October 2019.
- ^ Wang & Gillies 2012, p. IX.
- ^ Rohli & Vega 2018, p. 6
- ^ "How do weather observations become climate data? | NOAA Climate.gov". www.climate.gov. Retrieved 13 January 2020.
- ^ "What kinds of data do scientists use to study climate?". Climate Change: Vital Signs of the Planet. Retrieved 13 January 2020.
- ^ Rohli & Vega 2011, p. 8.
- ^ Oblack, Rachelle; McDougal, Holt; weather. (3 July 2019). "How Climatology Is Different From Meteorology". ThoughtCo. Retrieved 23 October 2019.
- ^ Rohli & Vega 2018, p. 25.
- ^ Rohli & Vega 2018.
- ^ a b Rohli & Vega 2018, p. 54.
- ^ Rohli & Vega 2018, p. 159.
- ^ Rohli & Vega 2018, p. 160.
- ^ Climate Prediction Center (19 December 2005). "ENSO FAQ: How often do El Niño and La Niña typically occur?". National Centers for Environmental Prediction. Archived from the original on 27 August 2009. Retrieved 26 July 2009.
- ^ "Global Warming Effects". National Geographic. 14 January 2019. Retrieved 2 January 2020.
- ^ Other Forecasting Methods: climatology, analogue and numerical weather prediction. Retrieved on 16 February 2006.
- ^ Kenneth C. Allen. Pattern Recognition Techniques Applied to the NASA-ACTS Order-Wire Problem. Archived 14 July 2007 at the Wayback Machine Retrieved on 16 February 2007.
- ^ Weather Associates, Inc. The Role of Teleconnections & Ensemble Forecasting in Extended- to Medium-Range Forecasting. Retrieved on 16 February 2007.
- ^ Thinkquest.org. Teleconnections: Linking El Niño with Other Places. Archived 20 April 2007 at the Wayback Machine Retrieved on 16 February 2007.
Books[edit]
- Robinson, Peter J. Robinson; Henderson-Sellers, Ann (1999). Contemporary Climatology. Harlow, England: Pearson Prentice Hall. ISBN 0582276314.
- Rohli, Robert. V.; Vega, Anthony J. (2018). Climatology (fourth ed.). Jones & Bartlett Learning. ISBN 9781284126563.
- Rohli, Robert. V.; Vega, Anthony J. (2011). Climatology (second ed.). Jones & Bartlett Learning.
- Wang, Shih-Yu; Gillies, Robert R., eds. (2012). Modern Climatology. Rijeka, Croatia: InTech. ISBN 978-953-51-0095-9.
Further reading[edit]
- Jenny Uglow, "What the Weather Is" (review of Sarah Dry, Waters of the World: The Story of the Scientists Who Unraveled the Mysteries of Our Oceans, Atmosphere, and Ice Sheets and Made the Planet Whole, University of Chicago Press, 2019, 332 pp.), The New York Review of Books, vol. LXVI, no. 20 (19 December 2019), pp. 56–58.
External links[edit]
- Climate Science Special Report – U.S. Global Change Research Program
- KNMI Climate Explorer The Royal Netherlands Meteorological Institute's Climate Explorer graphs climatological relationships of spatial and temporal data.
- Climatology as a Profession Amer. Inst. of Physics account of the history of the discipline of climatology in the 20th century
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