UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA

CARRERA DE BIOLOGÍA

CAMBIO CLIMÁTICO
2020-2021
Unidad 1. Fundamentos de Climatología y Técnicas Climatológicas

Tema 1.1. La atmósfera, variables meteorológicas, factores climáticos y

causalidad entre ellos

Ing. Leo Rodríguez Badillo

DOCENTE

lmrodriguezb@gmail.com 0995165199
 Fundamentos de climatología:

La atmósfera, variables meteorológicas,

factores climáticos y causalidad entre ellos
OBJETIVO

 Dar a conocer al estudiante los principales conceptos

relacionados con clima y tiempo

 Enseñar al estudiante la composición de la atmósfera, su

estructura y los fenómenos físicos que operan en ella

 Comprender las relaciones de causalidad entre los

fenómenos meteorológicos y factores del clima en los
patrones climáticos del mundo
Tiempo, clima y atmósfera
 Tiempo atmosférico y clima
Estudio de los fenómenos atmosféricos

Tiempo Clima:
(Atmosférico): Sucesión continua de tiempos
atmosféricos que genera un
Es el estado de la atmósfera patrón característico de
y sus fenómenos físicos en condiciones atmosféricas para
un determinado momento. una zona determinada

Meteorología Climatología
 Meteorología y climatología

• Meteorología: Ciencia que

se encarga del estudio de la
atmósfera y los fenómenos
físicos que ocurren en ella.

• Climatología: Ciencia que

estudia las características
de la atmosfera en función
de su comportamiento
habitual a lo largo de un
tiempo determinado
 Tiempo atmosférico
Se define como el estado de la
atmósfera en un determinado
momento y está caracterizado por
parámetros o variables como:

 Temperatura
 Precipitación
 Humedad (absoluta y relativa)
 Evaporación
 Viento
 Presión atmosférica
 Clima
 Es la sucesión continua de tiempos atmosféricos que tienden a
repetirse en forma anual en una zona determinadas y generan un
patrón característico de condiciones atmosféricas para la misma
 Los valores climáticos solo son susceptibles de ser calculados
eficazmente cuando se disponen de observaciones realizadas por un
lapso superior a los 20 años
 La atmósfera
La Atmósfera es la capa de gases que rodea a la superficie terrestre. En
ella se desarrollan todos los eventos meteorológicos y es un recurso
indispensable para la vida en el planeta debido a las siguientes razones:
 Funciona como fuente de oxígeno y otros gases requeridos en los
procesos vitales
 Regula el clima, volviéndolo apto para la adaptación de las especies
vivas.
 Protege a la biósfera de la radiación solar y cósmica excesiva.
 Favorece la locomoción de especies aéreas.
 Actúa como sumidero de emisiones gaseosas
Composición
de la
Atmosfera
Terrestre

Nitrogeno

Oxigeno

Dioxido de
Carbono
Vapor de Agua

M etano

Ozono

Argon
Estructura de la
Atmosfera
Terrestre

La atmósfera se
estructura en cinco
capas fundamentales:

• Tropósfera
• Estratósfera
• Mesosfera
• Termósfera
• Exosfera
 La Troposfera
 Es la capa inferior (más
próxima a la superficie
terrestre) de la atmósfera
de la Tierra. A medida que
se incrementa la altitud,
disminuye la temperatura
en la troposfera (gradiente
altitudinal)

 En la troposfera suceden los

fenómenos meteorológicos
que componen lo que
llamamos tiempo.
La Estratosfera
 La estratosfera es la
segunda capa de la
atmósfera de la Tierra. A
medida que se incrementa
la altitud, la temperatura en
la estratosfera aumenta.
 Un componente esencial de
la estatósfera es la capa de
ozono
 El ozono provoca que la
temperatura suba ya que
absorbe radiación y la
convierte en calor
 Capa de ozono

• La capa de ozono es un estrato de la

estratósfera situado a aproximadamente 20
a 50 km de la superficie terrestre. Contiene
concentraciones elevadas de Ozono (O3)
respecto al resto de la atmósfera

• Su principal función respecto a los seres

vivos es la de evitar el paso de rayos
ultravioleta solares en cantidades nocivas

• Actualmente la capa de ozono ha

disminuido en su espesor por efecto de
compuestos de Cloro (Cl), Flúor (F) y
Bromo (Br) que destruyen el ozono.

• Estos compuestos están presentes en

gases refrigerantes, propelentes de
aerosoles, plásticos resistentes al calor y
otros productos químicos.
 La Mesosfera

 La mesosfera es la tercera
capa de la atmósfera de la
Tierra. La temperatura
disminuye a medida que se
sube, como sucede en la
troposfera. Puede llegar a ser
hasta de -90° C. Es la zona
más fría de la atmósfera
 La Termosfera

Es la cuarta capa de la atmósfera de

la Tierra. Se encuentra arriba de la
mesosfera. A esta altura, el aire es
muy ténue y la temperatura cambia
con la actividad solar. Si el sol está
activo, las temperaturas en la
termosfera pueden llegar a 1,500° C
y hasta más altas

La ionosfera es una parte de la

termosfera. La comunicación a larga
distancia por radio es posible ya que
las diferentes regiones de la
ionosfera reflejan las ondas radiales
de regreso a la Tierra.

A medida que se asciende en la

ionosfera, la temperatura aumenta.
Aquí es donde suceden las auroras.
 La Exosfera

La última capa de la atmósfera de la

Tierra es la exosfera.

Esta es el área donde los átomos se

escapan hacia el espacio.

No existe un límite definido entre la

misma y el espacio exterior
Variación de
temperatura
media en la
atmósfera
terrestre
 Fenómenos y
variables meteorológicas
Variables meteorológicas
 Los fenómenos meteorológicos son aquellos
procesos ocasionados en la atmósfera debidos a
la variación en sus parámetros físicos
ocasionados principalmente por la radiación
solar y que en un determinado momento,
caracterizan al tiempo atmosférico (lluvia,
viento, nubes, etc.)

 Los parámetros o variables meteorológicas son

las magnitudes utilizadas para describir el
tiempo atmosférico y cuyo registro y uso
estadístico permite además establecer criterios
de carácter climático.

 Las variables meteorológicas son usadas a

diario, en la predicción del tiempo atmosférico y
son también consideradas como factores
fundamentales en agricultura, aeronáutica,
urbanismo, ordenamiento territorial etc.
Variables meteorológicas

 En Ciencias Biológicas, encuentran aplicación

en la comprensión de procesos ecológicos,
fisiológicos, biogeográficos así como de
fenómenos relacionados con las dinámicas a
corto y largo plazo que afecta a la supervivencia
y adaptación de las especies vivas .

 Las variables meteorológicas mas usadas son:

◦ Precipitación (Pluviometría)
◦ Temperatura
◦ Humedad
◦ Evaporación
◦ Radiación Solar
◦ Nubosidad
◦ Vientos
◦ Presión Atmosférica
 Variables meteorológicas
Precipitación
 La pluviometría o precipitación hace referencia al conjunto de
variables que permiten cuantificar y caracterizar la cantidad de agua
que retorna desde la atmósfera a la superficie terrestre. Esta agua
procede de mecanismos de condensación que operan en las nubes,
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. La
precipitación se mide en milímetros (mm)
 Variables meteorológicas
Precipitación
 Para que el agua contenida en la atmósfera se
precipite, se requiere enfriamiento y
aglomeración en torno a núcleos de
condensación que permitan que la gravedad
ejercida sobre las gotas formadas supere la
fuerza de arrastre del aire y estas caigan al suelo

 Dependiendo del tamaño de las gotas que

lleguen al suelo y de cómo éstas se forman, la
precipitación puede manifestarse en estado
líquido, como lluvia, llovizna o en estado sólido,
en forma de nieve o granizo, que tienen lugar
cuando se forman núcleos de condensación en
torno a cristales de hielo a alturas elevadas y
temperaturas muy bajas (-40°C)
 Variables meteorológicas
Temperatura

 La temperatura es una de las variables meteorológicas más utilizadas

para describir el estado de la atmósfera. De hecho, la información
meteorológica que aparece en los medios de comunicación casi siempre
incluye un apartado dedicado a las temperaturas: sabemos que la
temperatura del aire varía entre el día y la noche y entre una época del
año y otra.
 Dentro de esta variable es importante considerar tanto temperaturas
medias como temperatura mínimas y máximas
 Formalmente, la temperatura es una magnitud relacionada con la
rapidez del movimientode las partículas que constituyen la
materia. Cuanta mayor agitación presenten éstas, mayor será la
temperatura.
 La temperatura puede medirse en escalas Farenheit (°F), Celsius (°C)y
Kelvin:
 Variables meteorológicas
Humedad
 Se define genéricamente como humedad atmosférica al contenido
de agua en la atmósfera. Sin embargo, existen varios parámetros o
variables utilizados para definir propiedades del aire relacionadas con
la misma. Los más utilizados son el punto de rocío, la presión de
vapor y la humedad relativa.

 Punto de rocío (Td): Variable que indica la humedad y la

temperatura a la cual debe llegar el aire para que se produzca
condensación.
 Presión de Vapor (PV): Establece la cantidad de vapor de agua
presente en la atmósfera en función de la presión que ejerce el
mismo independientemente de los otros gases. La presión total de la
atmósfera es la suma de la presión que ejerce el aire seco más la
presión ejercida por el vapor de agua.
 Humedad relativa (HR) : Indica el porcentaje de vapor de agua en
el aire respecto al total de vapor que puede almacenar el mismo para
llegar al punto de saturación (razón de mezcla de saturación)
 Variables meteorológicas
Radiación solar
 La medición de la radiación solar debe su importancia a ser la fuente de
energía utilizada en la gran mayoría de los procesos en nuestro planeta.
 En este contexto se hace necesario utilizar herramientas para la
generación de datos de irradiación solar en zonas que no disponen de
éstos, recurriendo a diferentes métodos que permitan estimar esta
variable en función de otras variables de más fácil medición, como la
heliofanía.

Heliofanía (n):
Es el tiempo, en horas, durante el cual el sol
tiene un brillo solar efectivo en el que la
energía solar directa alcanza o excede un
valor umbral variable entre 120 y 210
W/m 2. También se le suele denominar
“brillo solar” ó “insolación”.
 Variables meteorológicas
Nubosidad
 Se define como nubosidad a la cobertura
aparente de la esfera celeste por
presencia de nubes desde un punto
determinado

 Generalmente se mide la nubosidad en

octas u octetos, es decir en la porción
de cielo cubierto de nubes determinado
apreciativamente por un observador
experimentado, expresada en octavos.

 De esta manera una nubosidad de 0/8

(cero octetos) implica un cielo
completamente desprovisto de nubes y
una nubosidad de 8/8 (ocho octetos) un
cielo totalmente cubierto.
 Variables meteorológicas
Evaporación
• La evaporación es una variable que mide la incidencia de la radiación
solar sobre la superficie terrestre y concretamente, sobre los cuerpos de
agua, dando lugar al paso de la misma a estado gaseoso
• La evaporación puede definirse también como un proceso de intercambio
energético de los cuerpos con el medio ambiente
 Variables meteorológicas
Vientos
 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 entre dos puntos se establece una cierta
diferencia de presión o de temperatura.
 Variables meteorológicas
Vientos
 En Meteorología se
acostumbra medir la
dirección y velocidad del
viento
 La dirección del viento
viene definida por el punto del
horizonte del observador
desde el cual sopla. En la
actualidad, se usa
internacionalmente la rosa
dividida en 360º. El cálculo se
realiza tomando como origen
el norte y contando los grados
en el sentido de giro del reloj.
 Variables meteorológicas
Presión atmosférica

La presión atmosférica se define

como la fuerza por unidad de área
ejercida en una superficie por el
peso del aire sobre esa superficie
Los mismo puede decirse sobre la
presión que disminuye, donde la
presión en el punto "X" disminuye
si el peso del aire sobre él también
disminuye.

Si el número de las moléculas de

aire sobre una superficie aumenta,
hay más moléculas para ejercer una
fuerza en esa superficie y por lo
tanto, la presión aumenta
 Variables meteorológicas
Presión atmosférica

La presión atmosférica disminuye con la

altura, ya que el número de las
moléculas del aire sobre una superficie
disminuye con la misma.
La mayoría de las moléculas de la
atmósfera son sostenidas cerca de la
superficie de la tierra por la gravedad.
Debido a esto, la presión de aire
disminuye rápidamente al principio,
luego mas lentamente a niveles más
altos.
Ya que mas de la mitad de las moléculas
de la atmósfera están situadas debajo
de una altitud de 5.5 kilómetros, la
presión atmosférica disminuye
bruscamente 50% (alrededor de 500 mb)
dentro de los 5.5 kilómetros más bajos.
Sobre 5.5 kilómetros, la presión continúa
disminuyendo, pero a una rata cada vez
más lenta (cerca de 1 mb en 50
kilómetros).
Instrumentos y estaciones meteorológicas

 Las variables meteorológicas son registradas mediante

instrumentos especializados, los cuales son específicos para cada
parámetro o variable. Así tenemos, termómetros para el registro
de temperaturas, anemómetros para el registro de vientos,
pluviómetros para el registro de precipitación, etc.
 Instrumentos y estaciones
meteorológicas

 Generalmente, los instrumentos meteorológicos se

encuentran agrupados en Estaciones
Meteorológicas, las mismas que pueden ser
manuales o automáticas de acuerdo al tipo de
instrumentos que la contienen y emiten información
de distintas variables meteorológicas del lugar en
donde se encuentran.

 En el Ecuador, la institución encargada del registro,

almacenamiento y procesamiento de información
meteorológica es el INAMHI (Instituto Nacional de
Meteorología e hidrología), el cual regenta
alrededor de 200 estaciones meteorológicas e
hidrológicas en todo el país y administra dicha
información para fines de uso público. Sin embargo,
otras instituciones como la Dirección de Aviación
Civil (DAC) mantienen también estaciones
meteorológicas parecidas.

 A nivel mundial, el INAMHI es miembro de la

Organización Meteorológica Mundial OMM.
Factores climáticos
 Factores climáticos
El clima en la tierra esta regido por la situación astronómica de
nuestro planeta, especialmente en su relación con el sol y su
radiación. Esta circunstancia ha regido y moldeado la vida terrestre
desde su aparición y continúa regulándola hasta nuestros días
mediante un conjunto de factores interrelacionados que se exponen
a continuación
 Factores climáticos
Radiación solar
La tierra recibe del sol aproximadamente 342 W m-2. Gran parte de
esta energía es dispersada en la atmósfera dando lugar a intercambios de
energía que ocasionan los fenómenos meteorológicos antes expuestos
Factores climáticos
Radiación solar

Debido a la forma esférica de la

Tierra, y su inclinación de su eje
respecto a su órbita, las regiones
polares reciben menos energía
solar por unidad de área que las
regiones ecuatoriales. La
inclinación además ocasiona que
esta distribución dispareja varíe a
lo largo del año en los fenómenos
estacionales
 Factores climáticos
Radiación solar: efectos en la atmósfera

La disparidad entre la recepción de la energía solar ocasiona dinámicas en la

atmósfera, y en los océanos. En la atmósfera, Se originan patrones
principales de masas de aire circulante (células ó celdas) que originan zonas
de alta y bajapresión
 Factores climáticos
Vientos y patrones de circulación

1) La mayor incidencia de radiación en las

4 regiones ecuatoriales ocasiona
calentamiento del aire en esas latitudes
y por tanto, la formación de corrientes
alta presión ascendentes. (zona de baja presión)
2) Estas corrientes se enfrían al llegar a la
parte elevada de la tropósfera y
2 descienden a una latitud de 30| N y S
ocasionando corrientes descendentes
3 (zona de alta presión)
3) Las zonas de alta presión, al recibir
corrientes de vientos fríos y secos
provenientes de la parte alta de la
atmósfera, desplazan el aire de zonas
1 inferiores hacia las zonas de baja
presión
4) En las latitudes cercanas a 60° se
observa también un fenómeno similar a
baja presión
las regiones ecuatoriales
 Factores climáticos
Vientos y patrones de circulación
Rotación solar y efecto Coriolis
 Factores climáticos
Corrientes oceánicas
Un efecto similar al observado en la dinámica atmosférica ocurre en el océano,
en donde se verifica de manera muy notoria el efecto mecánico debido a la
rotación terrestre (efecto Coriolis).
 Factores climáticos
Corrientes oceánicas
Las corrientes oceánicas, pueden ser cálidas o frías debido a la incidencia irregular de la
radiación solar a lo largo de su recorrido. Es así que generan diferentes patrones de
evaporación en función de dicha condición, aportando gran cantidad de humedad a la
atmósfera en el caso de las corrientes cálidas y muy poca en el caso de las corrientes frías.
Estas masas de aire, transportadas por los vientos, modifica el clima en los continentes
 Factores
climáticos
Efectos de los vientos y
el Relieve

• La incidencia de
vientos húmedos o
secos hacia regiones
continentales genera
efectos climáticos
por la interposición
de cadenas
montañosas. Las
elevaciones detienen
la humedad de
aquellos generando
condensación y por
tanto, precipitaciones
 Factores climáticos
Algunos patrones climáticos resultantes

Influencia de los factores climáticos en los Biomas del Mundo

Factores climáticos
Patrones climáticos
resultantes

Variación de patrones de
humedad en la costa del
Pacífico sudamericano
Factores climáticos
Algunos patrones
climáticos resultantes:

Humedad concentrada en
la Amazonía

Aridez en el nordeste
brasileño y costas del
caribe

Diagonal árida
sudamericana
 Factores climáticos
Algunos patrones climáticos resultantes

Influencia del clima en los ecosistemas del Ecuador