Este documento presenta una introducción a la bioclimatología. Explica que la bioclimatología estudia la relación entre el clima y los seres vivos, haciendo referencia a las clasificaciones bioclimáticas existentes en la Tierra basadas en elementos como la temperatura y la precipitación. Además, introduce algunos conceptos clave como los índices y diagramas climáticos y su utilidad para entender el potencial climático para el desarrollo de la vida.

1. Lucio Manrique de Lara Suárez
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA
SELVA
Escuela de Posgrado
Bioclimatología

2. 1. INTRODUCCIÓN
Ciencia ecológica, que estudia las relaciones
entre el clima y los seres vivos haciendo referencia a
las clasificaciones bioclimáticas existentes en la
tierra, las cuales se basan en la temperatura,
precipitación, radiación solar, humedad relativa y
evaporación. Todas ellas se representan por medio
de índices y gráficos que sirven de base para
conocer los potenciales climáticos para el desarrollo
de la vida.

3. Interrogantes centrales
¿Cómo influye el clima en las plantas?
¿Qué es y qué objetivos tiene la bioclimatología?
¿Cuáles son los datos climáticos de mayor interés en
bioclimatología?
¿Dónde podemos obtener datos climáticos de nuestro país?
¿Qué son los índices y los diagramas climáticos y cuál es su
utilidad?

4. El clima determina las condiciones de vida para
las plantas:
✔ Disponibilidad de agua.
✔ Temperaturas.
Influencia del clima en las plantas y la cubierta
vegetal:
✔ Indirecta: actúa sobre la competencia (esta es
la más frecuente).
✔ Directa: condiciones extremas.
1.1. Generalidades

5. ● Bioclimatología: ciencia que estudia la influencia del
clima sobre la distribución de los seres vivos e intenta
definir científicamente unos modelos climáticos en
relación con aquella.
● Conseguidos sus objetivos puede ser de gran valor
predictivo. Las plantas, por su inmovilidad como
individuos, son un material biológico excelente para
detectar los fenómenos climáticos:
✔ Las plantas perennes con órganos aéreos
persistentes, no se mueven y toleran los periodos
desfavorables.
✔ Las plantas anuales y los geófitos (perennes pero sin
órganos aéreos en la época desfavorable) ponen de
manifiesto los periodos favorables.
● Esta línea en la perspectiva vegetal es denominada
Fitoclimatología, pero es aceptable que las plantas y las
comunidades vegetales, por sus características, puedan
representar a todo el conjunto del ecosistema.

6. Conceptos generales
1. Tiempo
Conjunto de
características que definen
el estado momentáneo de la
atmósfera en un
determinado lugar.
Por ejemplo: Ayer fue un
día lluvioso en la ciudad de
Pucallpa, la primera
semana de abril hubo
heladas en Puno.

7. Los datos realmente disponibles a escala mundial
son los que se registran en las estaciones meteorológicas de
cada país.
● En la mayoría sólo se mide la precipitación (estaciones
pluviométricas) a través de registros diarios, semanales o
mensuales (pluviómetros totalizadores).
● Las estaciones termopluviométricas registran diariamente las
temperaturas máximas y mínimas, así como la precipitación.
● Las estaciones completas, que registran otros parámetros
climáticos (humedad, viento, presión, radiación, etc.), son muy
escasas.
● Por norma se usa como temperatura media la semisuma de las
temperaturas máxima y mínima diaria.
1.2. Datos climáticos

8. 2. Clima
Integración de las condiciones del
tiempo atmosférico sobre un área
determinada.
El tiempo varía enormemente de un
momento a otro y de un lugar a otro,
mientras que el clima permanece
prácticamente constante.

9. 3. Meteorología
Estudia la atmósfera y los
fenómenos o procesos que tienen lugar en
ella y que determinan el tiempo
atmosférico, como son la presión, vientos,
temperatura, la lluvia, entre otros,
tratando de determinar las características
físicas y químicas, estableciendo los
principios y leyes que los rigen.

10. 4. Bioclimatología
Variaciones de las condiciones
climatológicas en función a la
inclinación o curvatura de la superficie
de terrestre, radiación solar, latitud y
tipo de atmósfera. Que determinan el
tipo y forma de vida.

12. 1. Elementos
Son las variables físicas utilizadas para indicar el
estado o condición física de la atmósfera, las que
podemos clasificarlos como:
a) Elementos meteorológicos primarios
Son aquellos cuyos orígenes no dependen de
la interacción entre la tierra y la atmósfera, entre ellos
tenemos:
La presión atmosférica y
La radiación solar.

13. b) Elementos meteorológicos secundarios
Originados como consecuencia del intercambio
energético entre la tierra y la atmósfera, entre ellos tenemos:
 Temperatura del aire y
 Humedad Atmosférica
C) Elementos meteorológicos terciarios
Originados por la interacción entre los elementos
primarios y los secundarios, como:
• Vientos o movimientos del aire.
• Nubes.
• Precipitación.

14. 2. Factores
Se refiere a los agentes que modifican la magnitud de los elementos meteorológicos, y
pueden agruparse en:
a) Factores permanentes
. Latitud
. Altitud
. Distribución de continentes y océanos
. Barrera de montañas
. Relieve topográfico
.Movimientos de la tierra: Rotación y Traslación.
b) Factores variables
. Corrientes marinas
. Masas de aire.
. Centros de altas presiones.
. Gases contaminantes y aerosoles.
. Cobertura vegetal y tipo de suelos.

15. Diferencia entre tiempo y clima: Introducción
El tiempo es el estado físico de la atmósfera en un momento y un lugar
determinado, mientras que el clima es la sucesión de los estados de tiempo.
Mientras que el tiempo atmosférico lo estudia la meteorología (rama de la física),
el clima es el objeto de estudio de la climatología, rama de la geografía física.
Ejemplo: si estuviéramos viendo una película, el tiempo atmosférico vendría
representado por cada filmograma, mientras que el clima sería la sucesión de
filmogramas o lo que es lo mismo, la película entera.

16. TIEMPO Y CLIMA
Temperatura
Precipitación
Humedad
Insolación
Nubosidad
Presión
Vientos
ELEMENTOS
ASTRONÓMICOS
Movimientos de la tierra
FACTORES
DINÁMICOS
Corriente en chorro
Frente polar
Características delas masas de aire
Centros de acción
FACTORES
GEOGRÁFICOS
Influencia Marina
Altitud y Latitud
Orientación y barreras
Distancia al mar, corrientes, suelos y vegetación
FACTORES
Se componen de: Son modificados por:

17. ELEMENTOS CLIMÁTICOS
Los elementos del tiempo o
del clima son aquellas cualidades
físicas de la atmósfera que son
cuantificables y por lo tanto se
pueden medir mediante aparatos
específicos: temperatura,
precipitaciones, humedad, presión,
viento, insolación, humedad, etc.
-Para medir estas variables
se utiliza un sistema normalizado de
aparatos que se localizan en las
estaciones meteorológicas. Para ser
válida la medida y por tanto poder
comparar unos lugares con otros
deben tener las mismas
características (distancia al suelo,
tamaño, localización despejada, etc...)
Fuente: wikimedia

18. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Temperatura
-Es el grado de calor del aire.
-Se mide en grados centígrados (ºC) o grados
Farenheit (ºF).
- Para su medición se utiliza el termómetro.
- Se puede representar mediante mapas de
líneas (isotermas) o mediante mapa de
coropletas (con tintas isométricas).
- Las temperaturas varían debido a:
-Proximidad al mar
-Latitud
-Altitud
- La amplitud térmica es la diferencia entre la
temperatura máxima y la mínima.
- Cuando las temperaturas bajan de 0 ºC se
producen heladas, mayor en el interior que en
la costa.
Fuente: banco de imágenes CNICE

19. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Mapa de temperaturas
Mapa de Isotermas
Mapa de coropletas
Fuente: http://www.proteccioncivil.org/informes/manueltrujillo/inun_ciudadreal_2.htm y http://espanol.weather.com/maps/intleuropa.html

20. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Humedad del aire
-Cantidad de vapor de agua que
contiene el aire.
-Depende de factores como la
proximidad al mar y de la temperatura
(disminuye cuando aumenta la
temperatura).
- El aparato que mide la humedad es el
Higrómetro.
-Se mide en tantos por ciento en
relación con la cantidad de vapor de
agua que pudiera contener la masa de
aire en caso de estar saturado.
Fuente: banco de imágenes CNICE

21. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones
- Es la caída de agua procedente de las nubes.
- Puede ser en forma líquida o sólida.
- Se mide con el pluviómetro en milímetros (mm)
o litros por metro cuadrado (l/m2).
- Se representa en los mapas mediante líneas
(Isoyetas) o mediante tintas isométricas de
todos azules (mapas de coropletas).
- Se originan por la elevación, enfriamiento y
condensación del vapor de agua contenido en el
aire.
- Tipos de lluvia: Orográfica, convectiva y frontal.
Fuente: wikimedia

22. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones, Tipos
Las precipitaciones se producen por
gravedad, cuando el tamaño de la
gotita de agua que compone la nube
aumenta y su peso es mayor que la
fuerza del aire ascendente.
Para que llueva debe haber agua
condensada en la atmósfera (nubes)
y esta se condensa cuando la
masas de aire ascienden y se
enfrían, condensándose el vapor de
agua.
Por lo tanto, cuando hay ascensos
de masas de aire, se pueden
producir precipitaciones, y cuando
se produce lo contrario (el aire
desciende) hay tiempo estable y
soleado.
Elaboración propia

23. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones: Convectiva
El aire asciende y por tanto se condensa formando nubes y precipitaciones cuando
Lluvia Convectiva:
El aire en contacto con una
superficie caliente, se eleva
por el calor, y la humedad que
contiene se condensa
produciéndose precipitaciones
(situación de tormentas de
verano.
1
Elaboración propia

24. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones: Orográficas
El aire asciende y por tanto se condensa formando nubes y precipitaciones cuando
2
Lluvia Orográfica:
Las masas de aire húmedas
se encuentran con una
cordillera viéndose en la
obligación de elevarse para
sobrepasarla. En este
ascenso, el vapor de agua se
condensa, produciéndose
precipitaciones en la ladera de
barlovento, siendo la ladera de
Sotavento un lugar seco, pues
el aire ya baja sin humedad.
Efecto Foëhn
Elaboración propia

25. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones: Frontales
El aire asciende y por tanto se condensa formando nubes y precipitaciones cuando
3
Lluvia Frontal. Frente Frío.
Una masa de aire frío (procedente del norte) avanza sobre una masa de aire
cálido (procedente del sur). El aire cálido es menos denso y se ve obligado a
ascender sobre la masa de aire frío, condensándose en ese ascenso rápido el
vapor de agua.
Elaboración propia

26. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones: Frontales
El aire asciende y por tanto se condensa formando nubes y precipitaciones cuando
3.2
Lluvia Frontal. Frente Cálido.
Una masa de aire cálido (procedente del sur) avanza sobre una masa de aire
frío (procedente del norte). El aire cálido es menos denso y asciende
suavemente sobre la masa de aire frío que actúa como una cuña
condensándose lentamente en nubes del tipo estrato y dejando gran cantidad
de precipitaciones delante del frente.
Elaboración propia

27. El aire asciende y por tanto se condensa formando nubes y precipitaciones cuando
3.3
Lluvia Frontal. Frente Ocluido.
Un frente frío ha alcanzado a un frente cálido, quedando en superficie dos
masas de aire frío (de distintas características) y en altura una masa de aire
cálido.
ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Precipitaciones: Frontales
Elaboración propia

28. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Mapa de precipitaciones
Mapa de Isoyetas
Mapa de Coropletas
Fuente: http://www.inm.es/web/sup/ciencia/divulga/tempoweb/mcr8/isoyetas.htm y
http://hispagua.cedex.es/datos/agua_espana/img/preci.jpg

29. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Insolación
- Es la cantidad de radiación solar recibida por la superficie terrestre.
- Varía con la latitud y la orientación del relieve.
- Se mide con el heliógrafo en número de horas de insolación.
-
Fuente: wikimedia

30. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Nubosidad
-Es el estado de la atmósfera en el que el cielo aparece cubierto de nubes en
mayor o menor grado.
-Se mide en octavos de la bóveda celeste cubiertas por nubes (por observación
directa).
-Para medir la altura de las nubes se utiliza el ceilómetro.
Fuente:Banco de imágenes del CNICE y wikimedia

31. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Presión y vientos
PRESIÓN
- Es el peso del aire sobre la superficie de la tierra.
- Se mide en milibares (mb).
- Se usa el barómetro para su medición.
- En los mapas se representan mediante líneas que unen
puntos con la misma presión.
- Si la presión es mayor de 1013 mb nos encontramos
con un anticiclón. Si es menor con una borrasca.
- Depende de las características de las masas de aire:
Fuente:Banco de imágenes del CNICE y wikimedia

32. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Presión y viento
VIENTO
Los vientos son movimientos horizontales de masas
de aire.
-Se producen como consecuencia de las diferencias
de presión.
-Circulan desde las zonas de alta presión a las
zonas de baja presión, siguiendo aproximadamente
la dirección marcada por las isobaras.
-Para medir la dirección se utiliza la veleta (arriba).
Para medir su velocidad se utiliza el anemómetro
(abajo).
-
Fuente:wikimedia

33. ELEMENTOS CLIMÁTICOS:
Presión y viento
En el hemisferio norte, y debido al efecto de Coriolis, el viento circula en los
centros de baja presión en contra de las agujas del reloj y en los centros de alta
presión según las agujas del reloj.

34. FACTORES CLIMÁTICOS:
Factores dinámicos: Centros de acción
Fuente:wikimedia

35. FACTORES CLIMÁTICOS:
Factores geográficos: influencia marina.
-La proximidad al mar ejerce un efecto termorregulador, suaviza las
temperaturas, diluyéndose su efecto a medida que nos adentramos en el
continente. Las características de las corrientes marinas (frías o cálidas)
también influyen en el clima de las zonas costeras.
- La constitución maciza de la península hace que se noten las diferencias
térmicas entre el interior y la costa.
INVIERNO
VERANO
Fuente:wikimedia y elaboración propia

36. FACTORES CLIMÁTICOS:
Factores geográficos: altitud
-La altitud provoca un descenso de las temperaturas, denominado “gradiente
térmico vertical”, consistente en el descenso de una media de 0,6 ºC por cada
100 m de altitud.
- En la Península Ibérica con una altitud media de 660 m y la presencia de
relieves montañosos que superan los 1000 m el gradiente térmico vertical se
hace patente.
Podemos observar en este mapa de temperaturas
medias anuales, como las menores temperaturas
se dan en las zonas coincidentes con cordilleras,
eso se debe la gradiente térmico vertical.
Fuente: Hispagua

37. FACTORES CLIMÁTICOS:
Factores geográficos: orientación
-La existencia de relieves montañosos dificultan la entrada de masas de aire,
provocando precipitaciones orográficas en la ladera costera (barlovento) y
descenso de las precipitaciones en la ladera interior (sotavento). Esto es conocido
como “efecto foehn” y va acompañado de un aumento de la presión y las
temperaturas en la ladera de sotavento, debido a que la masa de aire ya baja
seca (ha descargado a barlovento)..
-La orientación de los sistemas montañosos con respecto al sol también produce
que haya mayor temperatura en la ladera que recibe mayor insolación (solana) de
la opuesta (umbría)
-La disposición del relieve peninsular bordeando la meseta, provoca un descenso
de las precipitaciones hacia el interior..
Elaboración propia

38. LA ATMOSFERA
 Es la capa de aire que rodea la tierra y donde se desarrollan la
evaporación, precipitación y otras etapas del ciclo hidrológico.
 Cumple las funciones de; Inmenso reservorio de vapor de agua;
Sistema vasto de transporte y reparto del agua; y Colector de calor.
 Para la hidrología solo se considera como atmosfera los primeros 15 o
20 km de aire sobre la superficie del suelo, por ser la zona donde se
realizan los cambios mas importantes del estado del agua.
 El 90% de agua atmosférica se encuentra concentrado en los
primeros cinco (5) km de altura.

39. Nubes en la Troposfera
La TROPOSFERA es la capa inferior (más
próxima a la superficie terrestre de 10 km de
espesor) de la atmósfera de la Tierra. A
medida que se sube, disminuye la temperatura
en la troposfera llegando a -70°C.
En la troposfera suceden los fenómenos que
componen lo que llamamos tiempo.
La ESTRATOSFERA es la segunda capa de la
atmósfera de la Tierra. A medida que se sube,
la temperatura en la estratosfera aumenta
llegando a 0° C (el ozono provoca que la
temperatura suba ya que absorbe la luz
peligrosa del sol y la convierte en calor).
La estratosfera es de 50 km, solamente viento
vertical de 200 km/hr. Nubes en la estratosfera
Desde el punto de vista de la variación de la temperatura en la atmosfera,
esta se divide en:

40. La Tierra y su atmósfera
La MESOFERA 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.
A veces, se puede distinguir la mesosfera en la orilla de un
planeta (como la banda azul en extremo derecho de la
fotografía).
La TERMOSFERA es la cuarta capa de la
atmósfera de la Tierra. A esta altura, el aire
es muy tenue 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 termosfera de la Tierra también incluye la
región llamada ionosfera.
Los trasbordadores espaciales giran
alrededor de la Tierra en la Termosfera.

41. La última capa de la atmósfera de la Tierra es la
EXOSFERA. Esta es el área donde los átomos
se escapan hacia el espacio. La fotografía
muestra a la Tierra, su atmósfera (las nubes son
de la troposfera y de la estratosfera), el borde del
planeta (la curva azul oscuro y la orilla que
corresponden a la mesosfera y la termosfera),
todo eso terminado por la exosfera (del azul más
oscuro a negro) que se continúa en el espacio.

43.  Constitución del Sol :
70 % H
28 % He
2% átomos Pesados
 La temperatura del sol
disminuye del núcleo a la
superficie:
En la superficie: 6.000 °C
En el centro: 15.000.000 °C
LA RADIACION SOLAR

44. El Sol es la principal fuente de energía para todos
los procesos que ocurren en el sistema tierra -
atmósfera - océano. Más del 99.9 % de la energía
que este sistema recibe proviene del Sol.

45. La radiación solar se divide en tres
bandas (um = micras = 10-6 y nm =
nanómetro = 10-9):
1. Banda ultravioleta (ozono, O2 y H2O)
- Longitud de onda inferior a 0.35 um.
- 7% de la energía.
2. Banda visible
- Longitud de onda entre 0.35 a 0.75 um
- 47% de la energía.
3. Banda infrarroja (O2 y H2O)
- Longitud de onda superior a 0.75 um
- 46% de la energía.

46. Ocurren de un medio a T
alta hacia otro de T mas
baja
Puede ocurrir entre dos
cuerpos separados por un
medio mas frío que ambos
Comparación entre los mecanismos de Transferencia de Calor

47. Objeto
caliente
Cámara
al vacío
Radiación
Temperatura
ambiente
•El objeto se enfriará y llegará a un equilibrio
térmico con el ambiente.
•La transferencia de calor no pudo llevarse a cabo
por conducción o por convección, porque estos
mecanismos no se llevan a cabo en el vacío.
•Implica que se lleva a cabo a través de otro
mecanismo, que comprende la energía interna del
objeto y que no requiere la presencia de un medio
material para llevarse a efecto.
•Este mecanismo es el mas rápido, se ocasiona a la velocidad de la luz y no sufre
atenuación con el vacío.
•Ocurre en sólidos, líquidos y gases.
•La transferencia de calor de un espacio que se le ha hecho vacío, solo puede ocurrir por
radiación.

48. RADIACIÓN:
Es la transferencia de calor por medio de ondas
electromagnéticas. No se requiere de un medio para su
propagación. La energía irradiada se mueve a la velocidad
de la luz. El calor irradiado por el Sol se puede intercambiar
entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin
calentar el espacio de transición.

49. ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
Se denomina espetromagnetico a la distribución energética del conjunto de las
ondas electromagnética o, mas concretamente, a la radiación electromagnética que
emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de emisión) una sustancia. Dicha
radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar.

50. Rayos Gamma: Se producen de las reacciones nucleares
Rayos X: por el bombardeo de metales con electrones.
Ondas de Radio: por la excitación de algunos metales o por el flujo de corriente
alterna por conductores eléctricos.
El tipo de radiación electromagnética que resulta pertinente para la transferencia
de calor es la radiación térmica emitida como resultado de las transiciones
energéticas de las moléculas, los átomos y los electrones de una sustancia.
La radiación térmica es emitida en forma continua por toda la materia cuya
Temperatura esté por arriba del cero absoluto.
También se define como la parte del espectro electromagnético que se extiende
desde alrededor de 0,1 µm hasta 100 µm, dado que la emitida por los cuerpos
debido a su temperatura cae casi por completo en este rango de longitudes de
onda.

51. Un cuerpo que emite radiación en el rango visible recibe el nombre de cuerpo Luminoso.
La radiación solar es la radiación electromagnética emitida por el Sol.
Casi toda cae en la banda de longitudes de onda de 0.3-3 µm. Casi la mitad
de la radiación solar es luz, la restante ultravioleta o infraroja.
La radiación que emiten los cuerpos a temperatura ambiente cae en la región
infrarroja del espectro.
La radiación ultravioleta incluye el extremo de baja longitud de onda del espectro
de radiación térmica.
La región microondas generadas por tubos, llamados magnetrone.

52. La cantidad de energía solar que
fluye hacia y desde la Tierra y la
atmósfera, es 160 veces la energía
de las reservas mundiales de
energía fósil o 15.000 veces la
energía anual usada de los
combustibles fósiles y nucleares y
de las plantas hidráulicas.

53.  La luminosidad del Sol (el
total de energía que se
irradia de su corona) es de
3.87x1026 watts. La
distancia entre el Sol y la
Tierra (1.5x1011 m), el flujo
de energía que alcanza a
la Tierra se puede calcular
utilizando la ecuación
anterior:
2
211
26
2
W/m1370
m)101.5(4
watts103.87
r)(4
I
1353 W/m2, es la constante solar, es
el total de energía que llega a la tierra.

54. De cada 100 unidades de energía que ingresan en la atmósfera, 51 son
absorbidas por la tierra, 19 por la atmósfera y 30 reflejadas nuevamente al
espacio. Las 70 unidades que absorbe el sistema Tierra-atmósfera (51 + 19
unidades) son irradiadas nuevamente al espacio como una radiación de
onda larga.

55.  La energía recibida del sol, al atravesar la atmosfera de la tierra
calienta el vapor de agua en unas zonas de la atmósfera más que
otras, provocando alteraciones en la densidad de los gases y, por
consiguiente desequilibrios que causan la circulación atmosférica.
Esta energía produce la temperatura en la superficie terrestre y el
efecto de la atmósfera es aumentarla por efecto invernadero y
mitigar la diferencia de temperaturas entre el día y la noche y
entre el polo y el ecuador.
 La mayoría de las fuentes de energía usadas por el hombre
derivan indirectamente del Sol. Los combustibles fósiles
preservan energía solar capturada hace millones de años
mediante fotosíntesis, la energía hidroeléctrica usa la energía
potencial del agua que se condensó en altura después de
haberse evaporado por el calor del Sol, etc.
LA ENERGÍA SOLAR COMO MOTOR DE LA
ATMÓSFERA

56. • Geográficos
– Latitud
– Exposición
– Inclinación del Suelo
• Atmosféricos
– Atmósfera (Nubosidad)
– Partículas en Suspensión (naturales y antrópicas)
• Otros
– Estación del Año
– Hora del Día
FACTORES QUE AFECTAN LA CANTIDAD DE
RADIACIÓN SOLAR

57.  Radiación Global, es la cantidad de energía solar que incide sobre una
superficie entre las 06 de la mañana y las 06 de la tarde y sus valores
oscilan entre 500 y 10.000 W*h/m2 al día. puede ser de 2 formas:
- Radiación Global (Rg) = R. Directa + R. Difusa
- Día despejado = 90% R. Directa + 10% R. Difusa
- Día nublado = 100% R. Difusa
 Radiación Directa, es la que llega a la superficie de la Tierra en forma
de rayos provenientes del Sol sin haber sufrido difusión, ni reflexión
alguna, esta depende de:
a) La Constante solar;
b) La altura del Sol sobre el horizonte y;
c) La transparencia atmosférica en presencia de gases absorbentes,
nubes y niebla.

58.  DISPERSION, la radiación solar
tiene una trayectoria recta pero los
gases y partículas la desvían
cambiando la dirección de su
recorrido. Esta depende de la
longitud de onda, en el sentido de
que cuanto más corta sea ésta,
tanto mayor será la dispersión.
PROCESOS DE ATENUACION DE LA RADIACION
SOLAR

59.  REFLEXION (albedo), la capacidad de
reflexión o fracción de la radiación
reflejada por la superficie de la tierra o
cualquier otra superficie se denomina
albedo, El albedo planetario es en
promedio de un 30%. Esta energía se
pierde y no interviene en el
calentamiento de la atmósfera. El albedo
(A% o α) es la relación entre la radiación
reflejada y la radiación incidente sobre
una superficie horizontal, expresada en
porcentaje

60.  ABSORCION por moléculas de gas y
partículas en suspensión, tiene lugar
cuando la frecuencia de la radiación
electromagnética es similar a la
frecuencia vibracional molecular del gas.
Cuando un gas absorbe energía, esta se
transforma en movimiento molecular
interno que produce un aumento de
temperatura. Los gases que son buenos
absorbedores de radiación solar son
importantes en el calentamiento de la
atmósfera, por ejemplo, la absorción de
radiación solar por el ozono proporciona
la energía que calienta la estratosfera y
la mesosfera.

61.  La transferencia de energía a través de procesos radiación es
diferente de los otros mecanismos, en este proceso no intervienen
moléculas. La Tierra intercambia energía con su ambiente (el
sistema solar) por medio de la radiación.
 El balance de radiación del planeta es un parámetro fundamental ya
que determina nuestro clima (la atmósfera se calienta o se enfría
dependiendo de sí recibe más o menos energía). Este balance
incluye la energía solar, que es la principal fuente de energía para el
planeta, igualmente, la atmósfera y el océano pueden trasladar
excesos de energía de una región a otra diferente en el globo.
 La Tierra tiene una temperatura media constante en el tiempo, por la
existencia del balance entre la cantidad de radiación solar entrante y
la radiación terrestre saliente, sino se calentaría o enfriaría
continuamente. En algunas regiones del planeta reciben mas
radiación solar que otras, pero la radiación terrestre saliente es
aproximadamente la misma en cualquier lugar del planeta.
TRANSFERENCIA DE ENERGIA

62. 1. Balance de energía total tierra/atmósfera.
La cantidad de energía que llega a la superficie de la Tierra desde el
Sol y desde la atmósfera, tiene que ser igual a la cantidad de energía
que se refleja desde la superficie, más la que emite la Tierra al
espacio.
2. Balance de energía entre diferentes zonas del planeta.
En promedio la zona latitudinal entre 35º N y 35º S recibe más energía
que la que pierde y lo contrario ocurre en zonas polares.
Es conocido que las zonas centradas en el ecuador son las regiones
más cálidas del planeta, lo contrario se produce en altas latitudes,
donde se pierde mas calor por emisión de radiación de onda larga que
la recibida en onda corta del Sol. Pero estas zonas no se calientan ni
enfrían continuamente, por lo que existe un transporte de calor desde
las regiones con exceso a las regiones con déficit de calor.
Es un transporte desde el ecuador hacia los polos y viceversa, que lo
realizan la atmósfera y los océanos a través de los vientos y las
corrientes.
POR LO TANTO, EL BALANCE DE CALOR, DEBE
PRODUCIRSE EN DOS FORMAS:

63.  La velocidad de calentamiento de la tierra es diferente al de las aguas
Esto se debe a:
Océanos Suelos
- Superficie en movimiento - Superficie Inmóvil
- Superficie transparente - Superficie Opaca
- Mayor penetración de Rg - Rg solo en superficie
- Transmisión de calor de - Transmisión de calor por
advectiva y convectiva conducción
- Mayor calor especifico - Menor calor especifico

64.  Calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los
suelos
T° + Regular
Menor oscilación térmica
 En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación térmica.
Predominan
climas terrestres
Predominan
climas con
influencia
oceánica

65. Irradiancia
Irradiancia instantánea
La irradiancía en el exterior de la atmósfera depende de la
constante solar, distancia al Sol y del ángulo cenital (época del
año, latitud y hora del día); es decir:
I = IoEocosz Iocosz
z= (sen sen + cos cos cosh)
Siendo z el ángulo cenital, el ángulo de declinación el ángulo
latitudinal y h el ángulo horario.
La radiación solar es cero cuando el Sol se encuentra en el
horizonte matutino, se incrementa progresivamente a medida que
el Sol se eleva, alcanzando su máximo al medio día, cuando el
ángulo cenital es mínimo, a partir de este instante, la intensidad
comienza disminuir hasta que vuelve a ser igual a cero en el
momento en que el Sol se oculta.
Irradiancia diaria
La irradiancia diaria, es la integración de la irradiancia
instantánea, desde que el sol sale hasta que se oculta.

66. Balance de radiación solar
Balance de radiación solar
El balance de la radiación solar se refiere a la
contabilidad de los ingresos y egresos de energía,
Convencionalmente, se acepta que, cuando un cuerpo
recibe energía, ésta se computa como siendo positiva, y
cuando pierde, como negativa.
A la sumatoria algebraica de las cantidades de
energía que llegan y salen de la superficie se denomina
balance de energía o radiación neta.
La distribución estacional y geográfica de la
radiación solar es ahora marcadamente diferente a la
que llega al exterior de la atmósfera, en ausencia de la
atenuación debida a los gases atmosféricos y a los
aerosoles. Por lo tanto se observa lo siguiente:

67. A. La insolación diaria es considerablemente reducida
en todas las latitudes si se compara con los valores no
atenuados.
B.El máximo hemisférico es desplazado hasta alrededor
de 35º de latitud. El más estival en los polos desaparece
ya que la absorción es grande debido a la baja
elevación del sol y, por tanto, a la gran masa óptica que
tiene que atravesar el rayo solar.
Para facilitar el conocimiento de las
ganancias y pérdidas de energía en la superficie, se
considera el balance de la radiación (Qn), de onda corta
(Qc) y el de onda larga (Ql); es decir,
Qn = Qc + QI

68. Balance de Radiación de Onda Corta
El balance de radiación de onda corta (Qc),
está dado por la diferencia entre la radiación
global incidente (Qg) y la radiación reflejada (R)
desde la superficie, por tanto:
Qc = Q – R
Qc = Qg (1 - r) onda corta

69. Duración del brillo solar; Una consecuencia de las
estaciones del año es la variación del período diurno;
es decir, el fotoperiodo.
El fotoperiodo, se refiere a la duración del día
(N), definido por el tiempo que tarda el Sol en recorrer
la parte visible de la esfera celeste, desde el naciente
hasta el poniente, definidos por los ángulos horarios
respectivos: -H y H, teniendo en cuenta que la
velocidad angular de la tierra es de 15º / h, se tiene:
N = 2H / 15 horas

71. La
tempeqatuqa
, es a
pqopiedad
de os
sistemas rue
deteqmina si

72. La sensación de calor o frío al
tocar una sustancia depende de
su temperatura, de la capacidad
de la sustancia para conducir el
calor y de otros factores.

73. El concepto de temperatura se
deriva de la idea de medir el
grado de caliente o frío relativo y
de la observación de las
variaciones de calor sobre un
cuerpo producen una variación
de su temperatura

74. Cuando se aporta calor a una sustancia,
se eleva su temperatura, así los
conceptos de temperatura y calor,
aunque están relacionados, son
diferentes:
r La temperatura es una propiedad de
un cuerpo.
r El calor es un flujo de energía
producido por las diferencias de
temperatura.

75. La temperatura es una de las
variables básicas del tiempo y
clima. Cuando preguntamos
como está el tiempo afuera, casi
siempre decimos algo sobre la
temperatura, como hace frío o
hace calor.

76. El principal factor que produce
cambios de la temperatura del aire
sobre el planeta es la variación en el
ángulo de incidencia de los rayos
solares, que depende de la latitud.
Este factor hace, por ejemplo, que
las zonas tropicales sean cálidas y
que la temperatura disminuya hacia
los polos.

78.  En meteorología, la temperatura se registra en las
estaciones meteorológicas, de las que existen miles en todo
el mundo. En estas estaciones se miden, por ejemplo, datos
de temperatura a determinadas horas fijas, valores de
temperaturas máximas y mínimas o se toman registros
continuos en el tiempo, llamados termogramas.

79. Con estas mediciones se pueden hacer los cálculos
estadísticos para descripciones climatológicas
generales, tales como:
• Temperaturas medias diarias, mensuales,
estaciónales o anuales
• Valores extremos (máximas y mínimas)
• Amplitudes térmicas, que es la diferencia
entre el valor máximo y mínimo
• Desviaciones estándar, etc.

80. Factores que influyen en
la temperatura del aire

81.  El principal factor que produce cambios de la
temperatura del aire sobre el planeta es la
variación en el ángulo de incidencia de los rayos
solares, que depende de la latitud.

82. Otros factores que influyen en la distribución de
temperaturas de algún lugar determinado.
 Calentamiento diferencial de tierras y aguas.
 Corrientes oceánicas.
 Altura sobre el nivel del mar.
 Posición geográfica.
 Cobertura nubosa y albedo.

83.  Ya sabemos que el aire es calentado desde
la superficie terrestre.
 Por lo tanto para entender las variaciones
en la temperatura del aire debemos
conocer las variaciones en las propiedades
del calentamiento de los diferentes tipos
de superficie que se exponen al Sol: tierra,
agua, bosques, arenas, hielo, etc.

85.  Las aguas son transparentes, por lo tanto la
radiación solar puede penetrar a varios metros de
profundidad. En cambio los suelos sólidos son
opacos, por lo que el calor es absorbido solo por la
superficie y se calientan o enfrían mucho más que
las aguas.
 El calor específico (que se define como el calor
necesario para elevar la temperatura de un gramo
de sustancia en 1ºC, entre 14.5 y 15.5ºC) es casi
tres veces mayor para el agua que para tierras
(cagua =1 cal/g K, cagua = 3ctierra).

86. La evaporación (que es un proceso de
enfriamiento) desde las superficies
de aguas es, obviamente, mayor que
desde suelos, por lo tanto la
temperatura del aire de la superficie
del agua se calientan menos que las
de suelo sólido.

87. Variación anual de temperatura
C
Latitud HS HN
0 0 0
15 4 3
30 7 13
45 6 23
60 11 30
75 26 32
90 31 40
Tabla de Variación anual de temperatura en ambos hemisferios

88. Zonas de clima solar
a. Zona tropical
Comprendida entre los trópicos, se caracteriza
por presentar dos máximos y dos mínimos de radiación,
correspondiente a los equinoccios y los solsticios. Dos
veces al año se observa que la radiación del brillo
solar en el Ecuador es siempre de 12 horas y en los
trópicos oscila entre 10,5 horas en invierno y 13,5
horas, en verano.
b. Zonas templadas
Se encuentra en ambos hemisferios, entre los
trópicos y el círculo polar. Anualmente existe un
máximo y un mínimo de radiación solar: la duración del
brillo solar astronómicamente posible oscila entre 0 y
24 horas a lo largo del círculo polar y entre 10.5 y 13.5
horas en los trópicos. El ángulo de elevación solar
disminuye en dirección a los polos.

89. c. Zonas polares
Se encuentra en ambos hemisferios, se
extienden desde el círculo polar (66º33º N y S) hasta los
polos. La oscilación anual de la duración del brillo solar
astronómicamente posible aumenta en dirección a los
polos, donde existe medio año de día y medio año de
noche.
Las zonas de clima solar dan la base para la
distribución de los climas sobre la tierra, pero la
distribución de la radiación en la superficie terrestre
depende de otros factores, tales como los elementos
astronómicos, la nubosidad, el albedo, la distribución de
océanos y continentes, del intercambio de calor con la
atmósfera.

90. Corrientes oceánicas
 Un esquema de las grandes corrientes oceánicas se ve. Las
corrientes superficiales son la base oceánica de los vientos.
En las superficies de aguas, se transfiere energía desde los
movimientos del aire al agua por fricción.

91. Altura sobre el nivel del
mar
 La temperatura disminuye 6.5ºC/Km en la
troposfera, por lo tanto debería esperarse
que los lugares más altos tengan menores
temperaturas. Pero la disminución no es en
esa cantidad, ya que la superficie también
se calienta, haciendo que en las tierras altas
la disminución de temperatura sea menor.

92. Por lo tanto los lugares más altos
generalmente tienen una mayor amplitud
diaria de temperatura del aire que las tierras
más bajas.

93. Ubicación geográfica
 Las regiones costeras sienten el efecto
moderador del mar: cuando el viento sopla
desde el mar hacia la costa, las regiones
costeras tienen regímenes de temperatura con
amplitudes diarias y anuales menores que las
regiones continentales a la misma latitud. Si el
viento sopla desde el continente hacia el mar en
zonas costeras el efecto no es notorio ya que el
aire se mueve sobre una superficie común.

94. Cubierta de nubes y albedo
 Las observaciones de satélites revelan que casi la
mitad del planeta está cubierto de nubes en
cualquier instante (figura), entonces la cobertura
nubosa tiene un efecto sobre la distribución de
temperatura de un lugar.

95. Las nubes pueden tener un alto
albedo y reflejar una gran cantidad
de radiación solar incidente, esto
reduce la cantidad de radiación solar
que llega a la superficie,
disminuyendo la temperatura de las
capas bajas durante el día.

96. ULTIMOS ESTUDIOS DE LA
TEMPERATURA EN LA TIERRA

97.  El clima de la tierra se ha venido calentando
a lo largo de los últimos 50 años, y la pasada
década fue la más calurosa de la historia,
de acuerdo a un informe elaborado
recientemente por la Asociación Nacional
Oceánica y Atmosférica de los Estados
Unidos (NOAA). Este estudio del clima,
titulado State of the Climate in 2009, fue
publicado el 28 de Julio y se basa en las
aportaciones de más de 300 científicos de
160 grupos de investigación en 48 países.

98.  El informe examina 10 indicadores clave del
clima, que indican que el mundo se está
calentando. Siete indicadores van en
aumento: la temperatura del aire sobre la
tierra, las temperaturas superficiales del
mar, las temperaturas del aire sobre los
océanos, nivel del mar, el contenido de calor
del océano, la humedad y las temperaturas
en la troposfera, la capa de tiempo activo de
la atmósfera que está más cerca de la
superficie de la Tierra.

99.  La temperatura del aire constituye una de
las variables meteorológicas importantes
en le estudio del tiempo y el clima. Desde
el punto de vista ecológico, la
temperatura, junto con la humedad
controla el crecimiento y la distribución
de los organismos sobre la superficie
terrestre.

100. Desiertos áridos pueden convertirse en
productivos mediante la irrigación, pero el
inconveniente de una temperatura
excesivamente alta o baja no puede ser
controlado eficientemente, excepto en
pequeñas extensiones, por eso es que se
considera a la temperatura del aire como el
elemento climatológico más importante y se
dedica especial atención y cuidado en su
determinación.

101. El calentamiento y enfriamiento del aire que
se encuentra inmediatamente sobre el suelo
es el resultado de los intercambios de calor
que tiene lugar entre estas dos masas, que
se produce básicamente a través de los
fenómenos de conducción y convección.

102. Conducción
Cuando el balance de radiación es positivo, la
superficie del suelo esta más caliente que el aire
y el calor disponible se trasmite por contacto,
del suelo a las moléculas de la sub capa laminar
del aire.

103. Cuando el balance de radiación
comienza a disminuir, se establece un
flujo de calor por conducción desde el
aire hacia la superficie, produciendo un
enfriamiento del aire iniciándose por
las capas que se encuentran en contacto
con el suelo.

104. Factores que intervienen en la
temperatura del aire
La temperatura del aire, que se mide
con el termómetro de mercurio o el
termógrafo, sufre variaciones
dependiendo de diversos factores, entre
los que podemos destacar los
siguientes:

105. Variación diurna
Se define como el cambio de temperatura entre el día
y la noche, producido por la rotación de la Tierra.
Durante el día la radiación solar es, en general, mayor
que la terrestre, por lo tanto la superficie de la Tierra
se torna más caliente.

106. Dicho enfriamiento continúa hasta la
salida del sol. Por lo tanto, la
temperatura mínima ocurre
generalmente poco antes de la salida
del sol.

107. Variación estacional
 Esta variación se debe a la inclinación del eje
terrestre y el movimiento de traslación de la
Tierra alrededor del sol. El ángulo de incidencia
de los rayos solares varía, estacionalmente, en
forma diferente para los dos hemisferios.
 Esta variación se debe a la inclinación del eje
terrestre y el movimiento de traslación de la
Tierra alrededor del sol. El ángulo de incidencia
de los rayos solares varía, estacionalmente, en
forma diferente para los dos hemisferios.

108. Variación con la latitud
La mayor inclinación de los rayos solares en altas
latitudes, hace que éstos entreguen menor energía
solar sobre estas regiones, siendo mínima dicha
entrega en los polos. Sin embargo, en el Ecuador los
rayos solares llegan perpendiculares, siendo allí
máxima la entrega energética.

109. Variaciones con el tipo de superficie
 En primer lugar la distribución de continentes y
océanos produce un efecto muy importante en la
variación de la temperatura, debido a sus diferentes
capacidades de absorción y emisión de la radiación.

110. Variaciones con la altura
 A través de la primera parte de la atmósfera, llamada troposfera, la
temperatura decrece con la altura. Este decrecimiento se define como
Gradiente vertical de Temperatura es en promedio de 6,5ºC/1000m.

111.  A mayor altitud menor temperatura.
 -A mayor altitud menor humedad (baja higrometría).
 A mayor altitud menor protección contra la radiación
solar.
 A mayor altitud menor resguardo contra el viento.
 A mayor altitud menor contaminación.
 -A mayor altitud menos población.
 -A mayor altitud mas silencio.

113.  Sin embargo, ocurre a menudo que se
registra un aumento de la temperatura con la
altura: Inversión de temperatura. Durante la
noche la Tierra irradia (pierde calor) y se
enfría mucho más rápido que el aire que la
circunda; entonces, el aire en contacto con
ella será más frío mientras que por encima la
temperatura será mayor.

114. Magnitud de la variación diaria de
temperatura.
 La magnitud de los cambios diarios de
temperatura es variable y está influenciada
por la ubicación de la estación o por
condiciones locales del tiempo o ambas.

115. Las nubes regulan el cambio diario de
temperatura disminuyendo la amplitud
térmica respecto a días despejados, ya
que durante el día reducen el
calentamiento al no dejar pasar la
radiación solar y en la noche evitan la
pérdida de radiación desde el suelo y el
aire y la reemiten hacia la superficie,
reduciendo el grado de enfriamiento.