3. Mapas climáticos

1. 3. Mapas climáticos Antonio Vázquez Hoehne Enero 2003 Las fuentes de mapas y gráficos aparecen referidas en la sección de notas

2. 1. Mapas meteorológicos 1.Diferenciación entre los mapas climatológicos y meteorológicos Los mapas meteorológicos o mapas sinópticos del tiempo reflejan una situación momentánea de la atmósfera Los mapas climatológicos reflejan variables estables y características de un área y son los empleados en el análisis natural del territorio

3. (1. Mapas meteorológicos) 1. De todas formas los mapas meteorológicos también pueden aparecer como cartografía temática en atlas, presentando los valores medios

4. (1. Mapas meteorológicos) Otra posibilidad es la consideración de una serie de valores-tipo de situaciones sinópticas, que pueden servir de base explicativa a las consecuencias meteorológicas sobre los distintos lugares

5. Realidad Series estadísticas Mapas 2. Generación de un mapa climático Instituto Nacional de Meteorología Tarea compleja Tarea sencilla Los mapas climáticos son peculiares ya que la mayor parte de los datos son de naturaleza estadística. La realidad a representar es sustituida, filtrada por series estadísticas La confección de las series estadísticas exige una organización potente capaz de recoger información dispersa en el espacio y continua en el tiempo, que en España está encomendada al Instituto Nacional de Meteorología Esta labor es la realmente compleja, mientras que la explotación cartográfica de los datos resulta relativamente sencilla

6. (2. Generación de un mapa climático) Instituto Nacional de Meteorología Realidad Series estadísticas Mapas + + + + = = = = _ _ + + _ _ Objetividad y subjetividad en los mapas climáticos Labor fundamentalmente objetiva Componente subjetivo importante en la confección La labor de generación de los mapas climáticos resulta con frecuencia relativamente subjetiva, ya que sólo existen unos puntos determinados con datos de información y el resto de la superficie se interpola entre ellos. Por ello rara vez los mapas obtenidos a partir de los mismos puntos son iguales. Posibles curvados En los mapas conviene señalar los puntos de información

7. (2. Generación de un mapa climático) Categorías de las estaciones meteorológicas Estaciones pluviométricas: sólo registran pluviometría Estaciones termopluviométricas: registran pluviometría y temperaturas Estaciones completas: todos los datos climáticos Estaciones de registro continuo (SAIH) Servicio Automatizado de Información Hidrológica

8. (2. Generación de un mapa climático) Carencia temporal de los datos climatológicos La confección de mapas climáticos presenta el gran problema de la carencia de datos temporales de las estaciones y de la distribución no homogénea de los datos en el espacio Estaciones Años

9. (2. Generación de un mapa climático) Problema de la falta de datos disponibles en zonas elevadas Existe un grave problema, pues por una parte el mapa requiere los valores máximos para poder acotar los valores de las posiciones culminantes, que suelen ser los extremos y por otra parte faltan con frecuencias datos climatológicos de estas estaciones. Para solucionar el problema se interpolan valores de gradientes climáticos/altitud. Los cálculos deben hacerse a nivel regional pues las variaciones de resultados pueden ser notorias

10. (2) Sistema de reconstrucción mediante interpolación (2. Generación de un mapa climático) Ejemplo Establecimiento de las rectas de regresión y del coeficiente de correlación entre 2 estaciones. Reconstrucción de las series con carencias Establecimiento de las rectas de regresión y del coeficiente de correlación múltiple con estaciones vecinas. Reconstrucción de las series en proporción inversa al cuadrado de la distancia

11. (2. Generación de un mapa climático) Tiempo (2) Sistema de confección de un patrón de tendencias de datos en una comarca homogénea Relleno de los datos de la estación de acuerdo al patrón de tendencia regional, que exige su confección Se calculan por primera vez las medias generales de las estaciones con los datos disponibles y con ellos la media regional MEi MR=(S MEi )/ Número de estaciones Se determina el carácter de la estación según el carácter más lluvioso ( o térmico) respecto a la media CE= MEi /MR Aparte se pondera el porcentaje de años con datos disponibles para cada estación CD= proporción de años con datos/ total de años considerados

12. (2. Generación de un mapa climático) Se confecciona el patrón de tendencia regional de cada año neutralizando el carácter especial de la estación al dividir por el coeficiente de la estación y ponderando su importancia al multiplicar por el coeficiente de datos disponibles PTRa = ( S (Datoi/CEi ) x CDi) Para rellenar los datos incompletos se multiplica la media de la estación por los datos del patrón correspondientes a cada año. Dato incompleto = MEi x PTRa Si la disponibilidad lo aconseja, con los nuevos datos se pueden volver a recalcular las referencias iniciales

13. 3. Mapas pluviométricos Sistema de representación de las precipitaciones Isocoropletas, asignación de rellenos de color entre isolíneas (isoyetas) Unidades de medición mm al año o litros/m3 Gama adecuada de ordenación de valores Rojo-naranja-amarillo-verde-azul con valores crecientes

14. (3. Mapas pluviométricos) Sistema empleado Isocoropletas mediante sistema de tramas Ordenación de trama adecuada Trama de intensidad creciente según va creciendo el valor

15. (3. Mapas pluviométricos) 1500 mm 800 mm 600 mm 300 mm 100 mm Hiperhúmeda Isoyetas significativas en el territorio español 100 mm límite de referencia para la zona de desiertos 300 mm límite superior de la aridez 600 mm límite entre el ámbito mediterráneo y de transición 800 mm límite entre los ámbitos húmedo y de transición 1500 mm límite entre las zonas húmedas e hiperhúmedas Húmeda Transición Seco Subárido Hiperárido, desértico

16. Adaptación de los datos a la organización estacional (3. Mapas pluviométricos) 21Mar 21 Sep 21 Dic 21Jun E F Mr Ab My Jn Jl Ag S O N D Invierno Primavera Verano Otoño La adaptación de los datos mensuales a las estaciones presentan pequeños problemas

17. (3. Mapas pluviométricos) Aparte de esta referencia media, interesa conocer las referencias de años extremos, especialmente húmedos o secos. Para eso se pueden considera los meses consecutivos de precipitaciones mayores y menores Sobre un mapa de isoyetas se han superpuesto las líneas con precipitaciones de años extremos secos (en rojo) y años extremos húmedos (en azu)

18. (3. Mapas pluviométricos) Además de la cantidad total interesa conocer la cantidad de precipitación en un intervalo corto de tiempo, siendo una medida significativa en 24 horas ( 7h a 7h del día siguiente) En estos mapas aparecen muchos isleos de observaciones puntuales. Es necesario precisar el intervalo de observación

19. (3. Mapas pluviométricos) Cuando la innivación es abundante se especifica la cantidad de precipitación en forma de nieve

20. 4. Mapas de evapotranspiración Los mapas de evapotranspiración indican el agua que vuelve a la atmósfera tanto directamente a través de la evaporación como indirectamente a través de la transpiración de la vegetación Diferenciación entre los tipos de evapotranspiración Evapotranspiración real, la existente Evapotranspiración potencial, la que habría si se garantizase el suministro de agua continuo. La dependencia con la evapotranspiración es grande Los métodos más frecuentes para el cálculo de la evapotranspiración son el de Turc y el de Thorntwaite

21. Fórmula de Thornthwaite (4. Mapas de evapotranspiración) La fórmula empírica fundamental es t=Temperatura media del mes ICA= Índice de calor anual, suma de los 12 índices de calor mensual ICM Etp mensual= cdd 16 ( 10 t/ICA)a ICM= (t/5)1.514 a constituye una expresión empírica, a= 0.492+(0.0179 ICA)- (0.0000771 ICA2) + (0.000000675 ICA3) cdd= coeficiente de duración del día, cuyo valor varía según el mes y la latitud, siendo los valores los correspondientes a la duración del día (ver tabla) dividido entre 12 horas medias de sol La etp anual se obtiene como suma de las 12 mensuales

22. (4. Mapas de evapotranspiración) (4) A partir del dato de la pluviometría y de la evapotranspiración potencial es posible determinar un índice de pluviosidad útil, por simple diferencia. Los valores pueden ser negativos, determinando situaciones de aridez

23. (4) Índice de evapotranspiración de Turc Latitud Declinación solar Datos necesarios Radiación teórica vertical en la atmósfera superior, RTA, 1,94 cal / cm2 Altura del sol IT= 0.1333 arcos (-tan Lat x tan Decl) Radiación teórica en función de la latitud RT = 1.94 x sen (Altura del sol) Por otra parte se calcula la máxima insolación térmica teórica de duración de la insolación, teniendo en cuenta la latitud y la estación del año ( la declinación solar) La radiación incidente se obtiene mediante unos coeficientes que contemplan el efecto de la atmósfera, además de contar con el dato efectivo del número de horas de insolación, de la siguiente forma RI= RTx ( 0.29 cos Lat + 0.52 Número de horas efectivas diarias/ IT) Insolación diaria efectiva Con este valor de radiación y con el de la temperatura media se obtiene un índice mensual de evapotranspiración según la siguiente fórmula ETP= 0.4 ( RI + 50) ( t/ (t+15)) Temperatura media mensual En los casos en los que la humedad relativa sea pequeña, menos del 50%, se multiplican los valores obtenidos por un coeficiente, que corresponde a Humedad relativa 1+ (50-HR)/70 ETP= 0.4 ( RI + 50) ( t/ (t+15) x 1+ (50-HR)/70

24. (5)Mapas termométricos. Los datos de partida para los mapas termométricos son los registros térmicos de la máxima y la mínima del día. A partir de estos datos se obtienen otros muchos valores importantes según tres procedimientos fundamentales: Máxima diaria Si se procede a realizar el promedio diario (máxima- mínima/2) se establece en definitiva la media diaria, que dará lugar a su vez a la media mensual respectiva . Media diaria Media mensual Media anual Mínima diaria A partir de las referencias medias mensuales se calculan los correspondientes valores anuales por promedio, que se puede afinar ponderando en función de la diferente duración de los meses (n/365,25 días, siendo n el número de días del mes). Las referencia cromáticas suelen ser lógicamente colores cálidos para el calor y fríos para las bajas temperaturas

25. (5Mapas termométricos).Los valores medios anuales resultan en cualquier caso menos expresivos que la información muy significativa de las medias del mes más frío o del mes más cálido. Estos valores son muy reveladores, aunque poco conocidos al tratarse de medias, por lo que resulta recomendable conocer el contexto de valores que se producen en la Península Ibérica. Así para el mes más frío de invierno: 12º I señalan los inviernos suaves de la costa 10º I señalan inviernos templados de todo el litoral 5º I corresponden a inviernos fríos del interior de la Depresión del Tajo y del Ebro 3ºI los inviernos muy fríos de la Depresión del Duero

26. (5Mapas termométricos). y para el mes más caluroso, en verano 20º los veranos suaves del litoral Norte peninsular 25º los veranos cálidos del interior de la Meseta y de las costas mediterráneas 28º los veranos tórridos de la Depresión del Guadalquivir

27. (5Mapas termométricos). Un segundo proceso de tratamiento de los valores diarios iniciales consiste en determinar los valores medios de la máxima por mes y los valores medios de la mínima por mes y con ello establecer los valores de máximas medias mensuales y de mínimas medias mensuales. Como en el caso anterior resultan más relevantes los datos correspondientes a los valores del mes más frío y del mes más cálido.

28. (5Mapas termométricos). Por último, si en lugar de establecer las medias se seleccionan los valores extremos se obtienen los mapas de temperaturas mínimas o máximas absolutas, las máximas absolutas mensuales y las mínimas absolutas mensuales.

29. (5Mapas termométricos). En cualquier caso, y en líneas generales en cuanto a las temperaturas conviene tanto resaltar las diferencias específicas entre los distintos ámbitos como indicar temperaturas y valores críticos. Temperaturas de junio a agosto, importantes para la maduración de frutos o para el veraneo junto al mar

30. (5Mapas termométricos). La expresión de la continentalidad se expresa mediante las isoamplitudes térmicas entre las medias del mes de verano y de invierno

31. (5Mapas termométricos). Otro tipo de oscilaciones son las diarias entre el día y la noche

32. 6. Mapas de número de días Un gran número de mapas contabilizan el número de días en que se produce un determinado fenómeno a lo largo de un determinado periodo, un año o una estación. Los problemas de representación son sencillos, pues se trata de mapas de hasta 366/4 o 365,25 días, con intensidad creciente en cuanto a su representación. La lógica plantea una distribución equitativa de isovalores entre 5 a 10 intervalos homogéneos destacándose los valores absolutos (máximos o mínimos) de alguna forma especial. Lo significativo en cuanto a la interpretación es el conocimiento de las referencias del contexto espacial, para poder evaluar si los valores son grandes o pequeños. - número de días de granizo, valores ya muy altos son 25 días al año para España; • número de días con tormenta, valores máximos de 45 días al año en España. Hay que desconfiar de aquellas estaciones que no registran ningún día de granizo o de tormenta, que hace sospechar que lo que realmente ha ocurrido es que no se ha registrado. • La referencia es más precisa por horas acumuladas

33. (6. Mapas de número de días) Para la expresión de los elementos climáticos la expresión coroplética es menos expresiva y natural que la isocoroplética

34. (6. Mapas de número de días) Según este patrón se plantean los mapas de fenómenos excepcionales: - la nieve presenta dos tratamientos distintos: - el de los días en los que existen fenómenos de nieve, nevadas • número de días de nieve que llegue a cubrir el suelo, para lo que conviene especificar una referencia de recubrimiento, (al menos en la mitad de la superficie). • Los datos se extienden desde los valores nulos hasta la nieve perpetua de los reductos glaciares de los Pirineos; normalmente en España las zonas muy innivadas son las que superan valores por encima de 60 días, dos meses con nieve.

35. (6. Mapas de número de días) - Número de días con hielo, crucial para las plantas. Aunque los valores más importantes para las plantas corresponden a las heladas tempanas y a las heladas tardías

36. (6. Mapas de número de días) - Número de días de huracanes o tornados

37. (6. Mapas de número de días) - el término de número de días con niebla está operativizado como no visibilidad a 1Km, y la neblina como no visibilidad a 2 Km; el término de calima se plantea como turbiedad de ambiente a 1Km de distancia

38. (6. Mapas de número de días) - el número de días de rocío es una caso en que están desatendidas las referencias, lo que se traduce normalmente en disparidades que se sabe que no corresponden a la realidad. - el número de días de escarcha tiene la propiedad de indicar la situación de la superficie del aire a ras del suelo, lo cual no siempre coincide con la observada a la preceptiva altura de las estaciones meteorológicas de 1,5 m.

39. (6. Mapas de número de días) - número de días con lluvia viene a ser una expresión sintética de los días en los que se ha producido un fenómeno lluvioso, aunque sea inapreciable. Una consideración importante es que según instrucciones de relleno de datos, los días que se contabilicen como de nieve o de granizo no se consideran como días de lluvia. (De Nicolás) - número de días con lluvia apreciable (>0,1 mm) e inapreciable (<0,1 mm); - número de días con lluvia superior a 1 mm de precipitación, incluye la lluvia débil; - número de días con lluvia superior a 10 mm de precipitación corresponde a la lluvia ya copiosa; - número de días con lluvia superior a 30 mm de precipitación, corresponde ya a lluvias abundantes,

40. (6. Mapas de número de días) Lo mismo que ocurre con las precipitaciones resultan interesantes las referencias al número de días no alcanzan o superan determinados umbrales de temperatura. Así se diferencian número de días si consideramos las temperaturas mínimas: - con temperaturas absolutas inferiores a -5º - con temperaturas absolutas inferiores a 0ºC, lo que implica una helada en definitiva. Aunque los valores no sean los correspondientes a las heladas, que precisan temperaturas más bajas, sin embargo también es verdad que las temperaturas se miden a 1,5 m del suelo y que la temperatura correspondiente a la superficie del suelo alcanza valores más bajos. - es también interesante el que la temperatura mínima sea menor de 20ºC pues implica en definitiva un índice de soportabilidad nocturna

41. (6. Mapas de número de días) • a partir de las referencias de las máximas se plantean el número de días con calor, establecido en dos niveles: • días con valores de 30ºC • días con valores de 25ºC

42. (6. Mapas de número de días) Otra referencia relativa al número de días contabiliza el tiempo transcurrido entre acontecimiento climáticos clave, como la última y la primera helada del año que determinan el periodo de crecimiento para muchas especies

43. 7) Mapas de coeficientes. En este tipo de mapas se plantea un importante problema en la determinación de los intervalos, que generalmente no pueden seguir un crecimiento progresivo, lo que obliga a plantear intervalos cada vez más amplios según aumenta la irregularidad. Así por ejemplo se presentan grandes problemas en sectores áridos e hiperáridos, porque los valores nulos o casi pueden disparar los coeficientes. Otra modalidad de mapas en cuanto a los valores representados lo constituyen los mapas de coeficientes. Estos tratan de expresar de una forma directa un concepto climático más complejo. Por ello los mapas resultan variados y la categoría del coeficiente condiciona ya las modalidades de representación. Una serie de coeficientes muy empleados son los referidos a las irregularidades. Es importante diferenciar la expresión de la irregularidad interanual de la intraanual. La irregularidad interanual expresa las variaciones de precipitaciones en los distintos años de un periodo de observación determinado. La irregularidad intraanual expresa las variaciones mensuales dentro de los distintos períodos de un año.

44. (7. Mapas de coeficientes). El índice de aridez de Dantín y Revenga considera el cociente entre temperaturas y precipitaciones multiplicado por 100

45. 8. Mapas de humedad La humedad relativa es la expresión de la humedad absoluta por la que teórica de saturación que crece según la temperaturas. Los valores de media anual en el territorio español se mueven en un margen del 45% al 90%, pudiendo ser más extremados para intervalos temporales menores.

46. 9. Mapas de insolación Los parámetros de insolación se expresan en horas al año o periodo de cómputo. En España las referencias se establecen entre los 1600 horas y las 2800 horas anuales . Este dato es importante para las necesidades de la vegetación, pero suele dejar algo indiferente a la persona que no tenga estas referencias asumidas. Por ello resulta aclarador, aunque no es normal, expresar estos valores o bien en horas/día o en % respecto al valor posible, que es de 4383 horas al año, o bien 12 horas al día.

47. 10. Mapas de radiación La radiación se expresa en Kwh/m2 y los valores son de 2,8 a 5,8 en nuestro territorio

48. 11. Mapas de presiones Las presiones se expresan en mb, siendo 1013 a 1024 el rango habitual anual, que alcanza valores más extremos cuando la consideración se realiza por períodos estacionales. Se consideran mapas de presiones a su cota y mapas de presiones reducidas a nivel del mar según gradientes de presión/altitud

49. 12. Mapas de vientos Los mapas de isobaras medias sirven de base para la representación de los mapas de vientos dominantes

50. (12. Mapas de vientos) La representación de los vientos se basa en un alargamiento según direcciones