Uno de los temas recurrentes en nuestros días es el del cambio climático y el calentamiento global; términos que normalmente se hacen sinónimos. Se suele afirmar, casi unánimemente, que la causa de todo es la actividad humana. Sin embargo, entre la comunidad científica la cosa no está tan clara.

Para empezar no debemos confundir calentamiento global con cambio climático. El calentamiento global es un hecho demostrado, pero los climas de la Tierra (y el clima de la Tierra) se definen entre unos umbrales máximos y mínimos, y mientras se permanezca dentro de esos umbrales no se produce cambio de clima. Podrá tener unas características más cálidas, más frías, más lluviosas o más secas, pero será el mismo clima. No obstante, cuando se está cerca de rebasar estos umbrales el riesgo de que el clima cambie es patente, y seguramente irreversible.

Es bien sabido que el clima tiende a cambiar en ciclos de miles de años, moviéndose entre épocas muy frías, las edades glaciares, y épocas más cálidas, las épocas interglaciares. El clima de la Tierra se va enfriando y calentando, alternativamente de manera natural. Desde el final de la última glaciación, hace unos 10.000 años, el clima se ha ido calentando de manera paulatina, aunque no constante. Durante la Alta Edad Media las temperaturas eran incluso más cálidas que las actuales; es el llamado Óptimo Climático. A partir del año 1200 de nuestra era, el clima comienza a enfriarse poco a poco, y hacia el año 1650 se da la época más fría, es la llamada Pequeña Edad del Hielo. Desde ese momento, el clima comienza a calentarse de nuevo, y a partir de la década de 1980 ese calentamiento se dispara. A pesar de estas variaciones, la tendencia general del clima es al calentamiento. Los casquetes polares vienen derritiéndose desde el tiempo de los romanos, y esto ha provocado el paulatino ascenso del nivel del mar. En las costas del Mediterráneo existen numerosos puertos romanos, griegos y egipcios que hoy están sumergidos bajo las aguas.

Si el clima tiene, de manera natural, estas variaciones ¿por qué debemos concluir que la actividad humana está modificando las condiciones del clima? Se empezó a hablar de cambio climático a finales de la década de 1970. En aquella época el modelo de catástrofe era el holocausto nuclear, y el modelo de cambio climático era el del invierno nuclear. En esencia, se afirmaba que una explosión masiva de las bombas atómicas levantaría tanto polvo que ocultaría el sol y produciría una nueva glaciación. Sin llegar a tales catástrofes, a comienzos de la década de 1980, las perturbaciones del clima eran palpables; pero en la época se discutía si caminábamos hacia un enfriamiento global o hacia un calentamiento global. Si bien es cierto que la combustión de combustibles fósiles genera grandes cantidades de CO2 y gases de efecto invernadero (lo que provocaría un calentamiento global), la tecnología de combustión de la época provocaba, también, muchos hollines, que ocultaban el brillo del sol, reduciendo el calentamiento (lo que provocaría un enfriamiento global). Estos hollines eran, además, peligrosos contaminantes, que provocaban muchas enfermedades, por lo que la legislación de todos los países desarrollados comenzó a exigir que se colocaran filtros para retenerlos. Estos filtros son muy eficaces con los hollines, pero no lo son tanto con el CO2. A partir de ese momento, retirados de la atmósfera los elementos que ocultaban el brillo del sol, se potenciaron los gases de efecto invernadero, y el calentamiento global comenzó a ser indiscutible.

Las investigaciones de hoy en día se centran en saber si el aumento general de la temperatura es superior al que se produciría de manera natural, por culpa de la actividad humana, y si es suficiente para traspasar los umbrales que definen el clima, provocando un cambio climático. Este es un debate en el que falta serenidad, ya que cualquier anomalía es lanzada por los medios de comunicación como un desastre. No obstante, una cosas sí que está clara: dejar de contaminar haría mucho bien al planeta, y por ende a la economía. Los primeros síntomas del cambio climático se notarán en las zonas de transición entre un clima y otro; que son las que tienen los valores más cerca de los límites.

Una masa de aire, además de por su temperatura, se caracteriza por su humedad. Se distinguen dos tipos de humedad: la humedad absoluta y la humedad relativa. Para entender la diferencia entre ambas pensemos en un tazón de leche al que le queremos añadir azúcar o polvos de chocolate. A poco que observemos, nos daremos cuenta de que cuanto más caliente esté la leche más fácil se disuelve el azúcar, y más azúcar podemos echar para que se disuelva. Pues bien, la relación entre la cantidad de agua de la atmósfera y la temperatura de una masa de aire es similar.

1.- La humedad absoluta es la cantidad de agua por metro cúbico que contiene el aire, y se mide en gramos por metro cúbico.

2.- La humedad relativa es la capacidad del aire para absorber agua; la relación entre la cantidad de agua que contiene el aire y la que puede contener antes de saturarse. Se mide en tantos por ciento.

Se considera que una masa de aire está saturada cuando la humedad relativa es del 100%. En ese momento, el agua que ya no puede contener el aire comienza a condensarse en las partículas de polvo y otros sólidos que encuentra en el ambiente, formando nubes, gotas de agua que cuando son lo suficientemente grandes precipitan en forma de lluvia. Esta capacidad depende de la temperatura. Para una misma humedad absoluta, la humedad relativa aumenta cuando desciende la temperatura. Las masas de aire pierden temperatura a medida que ascienden y la gana cuando descienden, por lo que sólo puede llover cuando el aire asciende. Una masa de aire saturada, o cercana a la saturación, es una masa de aire húmeda de la que las plantas pueden aprovechar su agua sobrante.

Los efectos de la relación entre temperatura y humedad son trascendentales en los medios de montaña. A medida que una masa de aire, con una humedad absoluta constante, asciende por la ladera de una montaña se va enfriando, y por lo tanto va aumentando su humedad relativa. Llega un momento en que esta humedad alcanza el 100%, forma nubes y termina lloviendo. A este fenómeno se llama efecto barrera, y es el responsable de que esa ladera sea más frondosa y verde que la contraria. Si la masa de aire continuara ascendiendo ya no precipitará, porque se habría desprendido de su cantidad de agua.

Cuando la masa de aire traspasa las cumbres comienza a bajar, calentándose en el camino, reduciendo su ya escasa humedad, y ganando velocidad. Se forma, así, el efecto foehn; y cuando la diferencia entre las cumbres y el fondo del valle es muy importante, genera un viento fuerte, seco y desagradable, capaz de hacer subir la temperatura más de 20 ºC en unas pocas horas.

La atmósfera no es un medio uniforme, sino que en ella encontramos diferencias notables; diferencias que implican movimiento, es decir la generación de viento. En la atmósfera son posibles dos movimientos básicos, uno vertical (ascenso y descenso) y otro horizontal.

La atmósfera pesa. La presión atmosférica es el peso del aire sobre la superficie terrestre. Ejerce una fuerza de 1013 milibares (o hectopascales) de media, al nivel del mar. Pero cuando una masa de aire desciende aumenta la presión, y cuando asciende, disminuye. Los puntos sobre la superficie terrestre que tienen la misma presión se unen con unas líneas llamadas isobaras. Las isobaras nos muestran sobre el mapa dónde están las borrascas y los anticiclones, y cuál es la diferencia de presión entre ellas. Cuanto más juntas observemos las isobaras, mayor es la diferencia de presión. Los vientos van siempre de las altas a las bajas presiones, de los anticiclones a las borrascas, y son tanto más rápidos cuanta mayor sea la diferencia de presión, y cuanto más cerca estén del polo.

Las masas de aire frías y las cálidas no se mezclan. La zona de contacto se llama frente, y es en esa zona donde el aire frío en movimiento se mete, como una cuña, por debajo del aire cálido, obligándole a ascender y produciendo una borrasca y haciendo disminuir la presión.

En principio, los vientos tienden a desplazarse en línea recta, perpendicularmente a las isobaras, pero la Tierra tiene un movimiento de rotación. Cuando un objeto tiende a desplazarse en línea recta sobre una superficie en rotación termina dibujando sobre ella un arco que será tanto más cerrado cuanto más cerca estemos de los polos, hasta adoptar una dirección paralela a las isobaras. Es el conocido como efecto de Coriolis. Fue descrito por el científico francés Gaspard Coriolis en 1835 y en ocasiones se describe como una fuerza. En la Tierra, el efecto se nota cuando los vientos se desplazan en dirección norte-sur y la rotación hace que la masa de aire se desvíe hacia el oeste. De esta manera en un anticiclón del hemisferio Norte los vientos circulan en el sentido de las agujas de reloj (sentido horario) mientras que en una borrasca circulan en el sentido contrario (sentido antihorario). Por el contrario, en el hemisferio Sur los vientos en los anticiclones circulan en sentido antihorario y en los ciclones en sentido horario. Es decir, tanto en el hemisferio Norte como en el hemisferio Sur, por encima de los trópicos, el viento dominante es del oeste.

El efecto de Coriolis es el responsable de la estructura circular de ciclones y anticiclones. Esa estructura circular es la responsable de que, localmente, la dirección de los vientos no sea siempre del oeste. El centro de una borrasca sí se desplaza siempre de oeste a este, pero el viento dentro de ella (y en los anticiclones), al desplazarse en círculos, adopta una componente sur (viene del sur), una componente este, y por fin una componente norte. Además, en las latitudes bajas de los anticiclones los vientos siempre adoptan una componente este, con vientos flojos y constantes. Son los alisios. Como ciclones y anticiclones son células de gran radio, cuando el viento tiene una componente bien oeste, bien este, las temperaturas son más o menos iguales a las que caracterizan a la masa de aire, pero cuando tienen una componente sur suben un poco y cuando tienen una componente norte bajan. Los vientos en superficie son más lentos que en altura, ya que tiene un rozamiento con la superficie de la tierra. En altura la velocidad máxima se alcanza en la Corriente en chorro, que circula por encima del Frente Polar.

El efecto de Coriolis se presenta también en las corrientes oceánicas y los remolinos, no obstante, si el remolino es muy pequeño, como el que se produce en un lavabo, puede haber múltiples distorsiones que modifique la trayectoria de los líquidos.

Una forma de comprobar las características del efecto de Coriolis es tratar de dibujar una línea recta, sobre una superficie en rotación. Para ello podremos utilizar un papel, que pondremos sobre un plato, y trataremos de dibujar una línea lo más recta posible, incluso con la ayuda de una regla. Podemos ver qué sucede cuando modificamos la velocidad con la que dibujamos la línea, o con la que damos vueltas al plato.

Sabemos que el clima es la sucesión de tipos de tiempo que tienden a repetirse con regularidad; y que los tipos de tiempo son inducidos por los centros de acción; pero ¿qué son los centros de acción del clima?

Llamamos centros de acción a las regiones en las que se generan las masas de aire que definen el tiempo atmosférico. Masas de aire cálidas o frías, secas o húmedas. Existen, en el conjunto del planeta, una serie de altas y bajas presiones donde se concentran la mayor parte de los centros de acción. Son los centros de acción permanentes. Otros tienen un carácter temporal. Estas regiones son: las bajas presiones ecuatoriales o Zona de Convergencia Intertropical, las altas presiones subtropicales que por su estabilidad tienen nombre: como los anticiclones de las Azores, Hawai, Índico, del Pacífico Sur o del Atlántico Sur; las bajas presiones polares que definen el Frente Polar; y las altas presiones polares, que también tienen nombre, como los anticiclones ártico, antártico, canadiense o siberiano.

Los centros de acción no son estáticos sino que se desplazan de norte a sur en verano y en invierno, con el desplazamiento aparente del sol, en el llamado balanceo estacional. Además, existen, otros centros de acción secundarios que afectan a lugares concretos y en determinadas estaciones, y que provocan tipos de tiempo específicos, como las borrascas del mar de Liguria o la de Sonora (México).

Pero ¿qué son los ciclones y los anticiclones? Se denominan ciclones a las masas de aire que ascienden y anticiclones a las masas de aire que descienden. Una masa de aire puede ascender por dos razones, o porque está más caliente que el entorno, o porque se ve empujada hacia arriba. Una masa de aire puede descender por dos razones, o porque está más fría que el entorno o porque se ve empujada hacia abajo. De esta manera tenemos dos tipos de borrascas (o ciclones) y dos tipos de anticiclones.

1.- Ciclón térmico; que es la masa de aire que asciende porque está más caliente que el entorno. Es típica de las regiones tropicales y conlleva un tiempo nuboso, lluvioso y cálido. Cuando la diferencia con el entorno es muy grande, como sucede sobre los mares tropicales tras el calentamiento del verano, se producen huracanes, y tormentas tropicales, con vientos muy fuertes. Ciclones térmicos son también las tormentas de verano, aunque estas tiene un carácter muy local.

2.- Ciclón dinámico; que es la masa de aire cálida que asciende porque se ve empujada hacia arriba por el aire polar en movimiento. Forma el llamado Frente Polar y conlleva un tipo de tiempo nuboso, lluvioso y frío. Puede llegar a ser muy potente y tener asociados vientos que van desde flojos a fuertes, pero raramente llegan a ser huracanados.

3.- Anticiclón térmico; que es la masa de aire que desciende porque está más fría que el entorno. Es típica de las regiones polares y el interior los grandes continentes como Siberia y Canadá. Conlleva un tiempo seco, soleado y muy frío. En el interior de masas continentales lo suficientemente grandes aparecen, en invierno, anticiclones térmicos locales, con un tiempo seco, soleado y frío, con nieblas que pueden ser bien matutinas, bien vespertinas o bien persistentes. En general, a medida que desciende el aire se va calentando, pero cuando el suelo está muy frío se puede formar una inversión térmica, en la que las capas superiores de la atmósfera están más calientes que las inferiores.

4.- Anticiclón dinámico; que es la masa de aire que desciende porque se ve empujada hacia abajo por el choque en altura del aire frío del Frente Polar y el aire tropical. A medida que desciende se va calentando y secando, por lo que conllevan un tiempo seco, soleado y caluroso, con vientos flojos y calmas. Son características de los grandes desiertos de arena, y las que afectan en verano a las latitudes medias.

Uno de los temas que ha ocupado desde sus inicios a la Geografía ha sido el del clima. El tiempo atmosférico, sus variantes y sus regularidades es tema de conversación cotidiano, e incluso de noticia informativa. Son innumerables las actividades humanas condicionadas por el tiempo y el clima; desde los lugares de vacaciones de sol y playa, o esquí, a la agricultura o la construcción de viviendas. Los ordenadores más potentes del mundo están dedicados a la predicción del tiempo. Muchas veces oímos decir: mañana tendremos una «climatología adversa», pero ¿es lo mismo tiempo y clima?

Se entiende por tiempo meteorológico al estado de la atmósfera en un momento dado. Se tienen en cuenta las condiciones de temperatura, humedad, precipitaciones de lluvia, nieve o granizo, viento, nieblas, y cualquier otro meteoro. A la combinación de estos factores se le llama tipo de tiempo. Así, podremos tener un tipo de tiempo seco, soleado y caluroso con vientos flojos o calmas, que es típico del verano, o un tipo de tiempo seco, soleado y frío con nieblas matutinas, que es típico del interior de las masas continentales en invierno, o un tipo de tiempo con lluvias intermitentes vientos moderados del oeste y temperaturas inferiores a lo normal que es típico del paso de un frente. Los tipos de tiempo son inducidos por los llamados «centros de acción».

El clima, por el contrario, es más difícil de determinar. Hasta la década de 1980 el clima se definía como el estado medio de la atmósfera. Los valores medios de temperatura y precipitaciones, esencialmente, eran los que daban carácter al clima. En la década de 1930 Vladímir Köppen elaboró un complicado código para definir, según ciertos valores, todos los climas de la Tierra. Pero esta concepción del clima presenta un problema: no tiene en cuenta cómo se distribuyen los meteoros a lo largo del año. Así, en la clasificación Köppen tenían el mismo clima el centro de la cuenda del Ebro o del Duero, en España, que el sur de Siberia. Sin embargo, aquellas son las mejores zonas del mundo para producir vino mientras que el sur de Siberia es una de las peores, y es que el viñedo necesita un verano seco y caluroso, y ésta es la época lluviosa en Siberia.

En la concepción moderna el clima se define como: la sucesión de tipos de tiempo, inducidos por los centros de acción, que tienden a repetirse con regularidad. La regularidad principal se da en ciclos anuales, pero dependiendo del carácter del clima existen climas regulares: en los que tendremos los mismos tipos de tiempo y con intensidad muy similar aproximadamente en las misma fechas siempre; y climas irregulares: en los que los tipos de tiempo de cada estación varían de forma importante de un año a otro, aunque se repitan con periodicidades de cuatro, siete, o diez años. Es significativo el refrán español que dice: cuando marzo mayea, mayo marzea.

Así como el tiempo tiende a variar de un tipo a otro en el lapso de unas horas, los climas tienden a permanecer invariables durante miles de años, aunque con pequeñas alteraciones. Los climas se mueven entre un umbral máximo y un umbral mínimo característico, acercándose a uno u otro alternativamente, pero sin perder su carácter. No obstante, de vez en cuando, se traspasan esos umbrales y el clima cambia. Los climas de la Tierra tienden a cambiar en ciclos de cientos de miles de años, moviéndose entre épocas frías (las glaciaciones) y épocas cálidas (los interglaciares). En la actualidad, parece que la actividad humana está empujando los valores de los climas de la Tierra hacia sus umbrales y hay riesgo cierto de que se traspasen, provocando un cambio climático irreversible.