¿QUÉ FACTORES INFLUYEN EN EL CLIMA DE LA TIERRA?

La distribución de la vida, en particular en los ecosistemas terrestres, es afectada dramáticamente tanto por el clima como por el tiempo. El tiempo se refiere a las fluctuaciones a corto plazo en temperatura, humedad, nubosidad, viento y precipitación en una región durante periodos de horas o días. El clima, en contraste, se refiere a los patrones de tiempo que prevalecen a lo largo de años o siglos en una región particular. El clima de una región está determinado por la cantidad de luz solar, la de agua y por su intervalo de temperaturas.

El Sol determina el clima y el estado del tiempo

Tanto el clima como el tiempo son impulsados por un gran motor termonuclear: el Sol. La energía solar llega a la Tierra en un intervalo de longitudes de onda que van desde los rayos ultravioleta (UV) cortos de alta energía, pasando por la luz visible, hasta las longitudes de onda infrarrojas que experimentamos como calor. Esta energía solar impulsa el viento, las corrientes marinas y el ciclo del agua global. Sin embargo, antes de llegar a la superficie de la Tierra, la atmósfera modifica la luz solar. Una capa parcialmente rica en ozono (O3) se encuentra en la estratosfera (capa de la atmósfera que está sobre la troposfera). Esta capa de ozono absorbe mucha de la radiación UV de alta energía proveniente del Sol, que puede dañar moléculas biológicas.

Las características físicas de la Tierra también influyen en el clima

Muchos factores físicos influyen el clima. Entre los más importantes están la curvatura de la Tierra y su eje inclinado conforme orbita alrededor del Sol. Estos factores provocan un calentamiento desigual de la superficie y cambios estacionales en la dirección de la luz solar al norte y el sur del ecuador. El calentamiento desigual, en conjunción con la rotación de la Tierra, genera corrientes de aire y oceánicas, que a su vez sufren modificaciones por la presencia de masas de tierra con formas irregulares.

La curvatura y la inclinación de la Tierra influyen el ángulo al que golpea la luz solar

La cantidad de luz solar que llega a una región dada determina las temperaturas anuales promedio; a su vez, esta cantidad de luz solar depende de la latitud a la que nos encontremos. La latitud es una medida de la distancia al norte o al sur desde el ecuador, expresada en grados. El ecuador se define como latitud 0º, y los polos están a una latitud de 90º al norte y al sur. La luz solar incide el ecuador de manera relativamente directa a lo largo de todo el año. No obstante, en distancias más al norte o al sur, incide la superficie de la Tierra de manera menos directa, y dispersa la misma cantidad de luz solar sobre un área más grande que en el ecuador, lo que disminuye su intensidad.

Además, la luz solar que llega a la Tierra a latitudes más altas debe recorrer más atmósfera de nuestro planeta, lo que refleja parte de la luz solar de vuelta al espacio y reduce aún más su intensidad. La Tierra está inclinada sobre su eje, de modo que, conforme realiza su viaje de un año alrededor del Sol, las latitudes al norte y sur del ecuador experimentan grandes cambios regulares en el ángulo de la luz solar, lo que resulta en estaciones acentuadas. Cuando la posición de la Tierra en su órbita hace que su hemisferio norte se incline hacia el Sol, este hemisferio recibe más luz solar directa y experimenta verano. Paralelamente, esta inclinación propicia que el hemisferio sur se aleje del Sol y experimente invierno . A lo largo del año, la luz solar incide sobre el ecuador con poca variación estacional, de modo que esta región permanece uniformemente cálida.

Las corrientes de aire producen amplias regiones climáticas

Las corrientes de aire se generan por la rotación de la Tierra y por diferencias en temperatura entre distintas masas de aire. El aire caliente es menos denso que el aire frío, de modo que, conforme los rayos directos del Sol caen sobre el ecuador, el aire caliente se eleva. El aire cálido cerca del ecuador también está cargado con agua evaporada por calor solar. Al mismo tiempo que el aire saturado de agua se eleva, se enfría. El aire frío no puede retener tanta humedad, y por tanto el agua se condensa del aire en elevación y cae como lluvia. Cerca del ecuador, los rayos directos del Sol y grandes cantidades de lluvia crean un clima tropical cálido y húmedo, donde prolifera la selva tropical.

Después de que la humedad cae del aire ecuatorial en elevación, permanece aire más frío y más seco. El continuo ascenso de flujo de aire de la región ecuatorial lleva este aire más frío y más seco al norte y al sur. A medida que el aire se aproxima a las latitudes 30º N y 30º S, se enfría lo suficiente como para descender. A medida desciende, el aire se calienta mediante el calor radiado desde la Tierra. Para cuando llega a la superficie, es caliente y muy seco. No es de extrañarse que los principales desiertos del mundo se encuentren en estas latitudes. Después de llegar a la superficie del desierto, este aire caliente y seco fluye de vuelta hacia el ecuador, y absorbe humedad conforme viaja. Más lejos al norte y sur, este patrón general de circulación se repite, y suelta humedad a alrededor de 60º N y 60º S, lo que crea condiciones extremadamente secas en los polos Norte y Sur.

Las corrientes marinas moderan los climas costeros

Las corrientes marinas son impulsadas por la rotación de la Tierra, por los vientos y por el calentamiento directo del agua por el Sol. Los continentes interrumpen las corrientes rompiéndolas en trayectorias de tipo circular llamados giros, éstos circulan en el sentido de las manecillas del reloj en el Hemisferio Norte y contra las manecillas del reloj en el Hemisferio Sur. Puesto que el agua se calienta y se enfría con mayor lentitud que la tierra o el aire, los océanos tienden a regular las temperaturas extremas. En consecuencia, las áreas costeras por lo general tienen climas menos variables que las áreas cerca del centro de los continentes. Los giros oceánicos modifican aún más los climas costeros al llevar agua cálida desde las regiones ecuatoriales hacia las costas de los continentes tanto al norte como al sur del ecuador. Esto crea climas costeros más cálidos y más húmedos que los que se encuentran tierra adentro.

Continentes y montañas complican clima y tiempo

Si toda la superficie de la Tierra fuese similar entre sí, las zonas climáticas ocurrirían en bandas correspondientes a latitud. La presencia de continentes con forma irregular (que se calientan y enfrían relativamente rápido) entre océanos (que se calientan y enfrían de manera más lenta que las masas terrestres) alteran el flujo de viento y agua, y contribuyen a la distribución irregular de los ecosistemas.

Las variaciones en elevación dentro de los continentes complican aún más la situación. A medida que aumenta la elevación, el aire se vuelve más delgado y frío. La temperatura cae aproximadamente 2 ºC por cada 305 metros de elevación, lo que explica por qué se encuentran montañas con cima nevada incluso en los trópicos.

Las montañas también modifican los patrones de lluvia. Cuando el aire cargado de humedad se ve obligado a elevarse cuando encuentra una montaña, se enfría. El enfriamiento disminuye la capacidad del aire para retener agua, ésta se condensa como lluvia o nieve en el lado de barlovento (parte de donde proviene el viento) de la montaña. El aire frío y seco se calienta nuevamente mientras desciende por la otra ladera de la montaña y absorbe agua de la tierra, lo que crea áreas secas locales llamadas sombra pluvial (o sombra orográfica). Por ejemplo, la cordillera Sierra Nevada al oeste de Estados Unidos exprime humedad de los vientos occidentales que soplan del océano Pacífico, lo que produce el desierto Mojave en la sombra pluvial al este de las montañas.