Cartografía climática,502

3. Mapas climáticos

Las fuentes de mapas y gráficos aparecen referidas en la sección de notas

Antonio Vázquez HoehneOctubre 2003

3. Mapas climáticos

3.1. Mapas meteorológicos

3.2. Generación de un mapa climático

3.5. Mapas termométricos.

3.6. Mapas de número de días

3.7. Mapas de coeficientes climáticos

3.8. Mapas de humedad

3.9. Mapas de insolación

3.10. Mapas de radiación

3.11. Mapas de presiones

3.12. Mapas de vientos

3.13. Mapas de localización temporal

3.14. Mapas de clasificaciones climáticas

3.3. Mapas pluviométricos

3.4. Mapas de evapotranspiración

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

1. Mapas meteorológicos

FD

3.1. Mapas meteorológicos (1/3)

De todas formas los mapas meteorológicos también pueden aparecer como cartografía temática en atlas, presentando los valores medios

FD


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

FD


Esquema

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

Instituto Nacional de Meteorología

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

Realidad Series estadísticas Mapas

Tarea compleja Tarea sencilla

2. Generación de un mapa climático

FD

3.2. Generación de un mapa climático (1/8)

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 seinterpola entre ellos. Por ello rara vez los mapas obtenidos a partir de los mismos puntos son iguales.

Objetividad y subjetividad en los mapas climáticos

Realidad Series estadísticas Mapas

Instituto Nacional de Meteorología

+

+

+

+

+

+

== = =

_

_ _

_

En los mapas

conviene señalar los puntos de

información

Posibles curvados

FD


Categorías de las estaciones meteorológicas

Estaciones pluviométricas: sólo registran pluviometríaEstaciones termopluviométricas: registran pluviometría y temperaturasEstaciones completas: todos los datos climáticosEstaciones de registro continuo (SAIH) Servicio Automatizado de Información Hidrológica

FD


Carencia temporal de los datos climatológicos

Estaciones

Años

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

FD


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

FD


( )xxyy2

x

xy −σσ+=

)yx(n

yiΣxiσxy ⋅−⋅=

bxay +=

Recta de regresión

Covarianza

(2) Sistema de reconstrucción mediante interpolación

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

Ejemplo

FD


yx

xyr

σ⋅σσ=

Coeficiente de correlación

(2) Sistema de confección de un patrón de tendencias de datos en una comarca homogénea

Tiempo

Aparte se pondera el porcentaje de años con datos disponibles para cada estación

Se calculan por primera vez las medias generales de las estaciones con los datos disponibles y con ellos la media regional

Relleno de los datos de la estación de acuerdo al patrón de tendencia regional, que exige su confección

Se determina el carácter de la estación según el carácter más lluvioso (o térmico) respecto a la media

MEi

MR=(Σ MEi )/ Número de estaciones

CDi= proporción de años con datos/ total de años considerados

CEi= MEi /MR

FD


Referencias locales

Se confecciona el patrón de tendencia regional...

MEi

MR

CE

1,4

0.8...

CD

1

0,7

0,4

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

Para rellenar los datos incompletos se multiplica la media de la estación por los datos del patrón correspondientes a cada año, expresados en forma relativa.

Si la disponibilidad lo aconseja, con los nuevos datos se pueden volver a recalcular las referencias iniciales

PTRa = ( Σ (Datoi/CEi ) x CDi))/ Σ CDi

Dato incompleto = MEi x PTRa/MR

FD


Esquema

Tiempo

Patrón regional

Referencias locales

3. Mapas pluviométricos

Isocoropletas, asignación de rellenos de color entre isolíneas

(isoyetas)

Unidades de medición

- mm al año o litros/m2

(litros/m3)

Gama adecuada de ordenación de valores

Rojo-naranja-amarillo-verde-azulcon valores crecientes

Sistema de representación de las precipitaciones

FD

3.3. Mapas pluviométricos (1/7)

Sistema empleado

Isocoropletas mediante sistema de tramas

Ordenación de trama adecuada

Trama de intensidad creciente según va creciendo el valor

FD


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

100 mm

300 mm

600 mm

800 mm

1500 mm

Hiperhúmeda

Húmeda

Transición

Seco

Subárido

Hiperárido, desértico FD


21Mar 21Jun 21 Sep 21 Dic

E F Mr Ab My Jn Jl Ag S O N D

Invierno Primavera Verano Otoño

Adaptación de los datos a la organización estacional

La adaptación de los datos mensuales a las estaciones presenta pequeños problemas

FD


Aparte de la referencia media, interesa conocer la de años extremos, especialmente húmedos o secos. Para eso se pueden considerar 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

azul)FD


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

FD


Cuando la innivación es abundante se especifica la cantidad de precipitación en forma de nieve

FD


Esquema

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

4. Mapas de evapotranspiración

Los métodos más frecuentes para el cálculo de la

evapotranspiración son el de Turc y el de Thornthwaite

FD

3.4. Mapas de evapotranspiración (1/4)

Fórmula de Thornthwaite

La fórmula empírica fundamental es

Etp mensual= cdd 16 ( 10 t/ICA)a

t=Temperatura media del mes

ICA= Índice de calor anual, suma de los 12 índices de calor mensual ICM

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

FD


(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

FD


(4) Índice de evapotranspiración de Turc

Radiación teórica vertical en la atmósfera superior,

RTA, 1,94 cal / cm2

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)

IT= 0.1333 arcos (-tan Lat x tan Decl)

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)

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))

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 1+ (50-HR)/70

Temperatura media mensual

Humedad relativa

Insolación diaria efectiva

Latitud Declinación solar

Altura del sol

Datos necesarios

ETP= 0.4 ( RI + 50) ( t/ (t+15)) x 1+ (50-HR)/70

FDEsquema

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 cálculos fundamentales:

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.

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).

Media diaria Media mensual Media anual

Máxima diaria

Mínima diaria

Las referencia cromáticas suelen ser lógicamente colores

cálidos para el calor y fríos para las bajas temperaturas

(5) Mapas termométricos.

FD

3.5. Mapas termométricos (1/8)

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 del Sol10º I señalan inviernos templados de todo el litoral5º I corresponden a inviernos fríos del interior de la Depresión del Tajo y del Ebro3ºI los inviernos muy fríos de la Depresión del Duero

FD



Máxima diaria

Mínima diaria

Valor mayor

Valor menor

y para el mes más caluroso, en verano

20º V los veranos suaves del litoral Norte peninsular

25º V los veranos cálidos del interior de la Meseta y de las costas mediterráneas

28ºV los veranos tórridos de la Depresión del Guadalquivir

FD


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.

FD



Máxima diaria

Mínima diaria

Máxima media mensual

Mínima media mensual

Valor mayor

Valor menor

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.

FD



Máxima diaria

Mínima diaria

Máxima media mensual

Mínima media mensual

Máxima absoluta anual (media)

Mínima absoluta anual (media)

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

FD


La expresión de la continentalidad se expresa mediante las isoamplitudes térmicas entre las medias del mes de verano y de invierno

FD


Otro tipo de oscilaciones son las diarias entre el día y la noche FD


Determinación de la confortabilidad térmica por meses para temperaturas mínimas y máximas (círculo interior y exterior respectivamente)


Esquema

FD

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;

6. Mapas de número de días

- 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

FD

3.6. Mapas de número de días (1/11)

Para la expresión de los elementos climáticos la expresión coroplética es

menos expresiva y natural que la isocoroplética

FD


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 llega 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.

FD


- 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

FD


- Número de días de huracanes o tornados

FD


- 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

FD


En un momento determinado la visibilidad se expresa como distancia de percepción de objetos

- 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.

FD


Los mapas de temperatura de rocío indican la temperatura a la que se produciría la condensación

- 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,

FD

3.6. Mapas de número de días (8/11) Número de días con lluvias

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

FD


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

FD


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

FD


Esquema

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.

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.

7) Mapas de coeficientes.

FD

3.7. Mapas de coeficientes (1/2)

El índice de aridez de Dantín y Revenga considera el cociente entre temperaturas y precipitaciones multiplicado por 100

FD

3.7. Mapas de coeficientes (2/2)

Esquema

La humedad relativa es la expresión de la humedad absoluta entre la teórica de saturación que crece según las 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.

8. Mapas de humedad

FD

3.8. Mapas de humedad (1/1)

Esquema

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.

9. Mapas de insolación

FD

3.9. Mapas de insolación (1/1)

Esquema

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

10. Mapas de radiación

FD

3.7. Mapas de radiación (1/1)

Esquema

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.

11. Mapas de presiones

Se consideran mapas de presiones a su cota y mapas de presiones reducidas a nivel del mar según gradientes de presión/altitud

FD

3.11. Mapas de presiones (1/1)

Esquema

Los mapas de isobaras medias sirven de base para la representación de los mapas de vientos dominantes

12. Mapas de vientos

FD

3.12. Mapas de vientos (1/5)

La representación de los vientos se basa en un alargamiento según direcciones FD


La cartografía de los vientos es de difícil representación de un modo continuo, por lo que lo más habitual es la inclusión de una serie de gráficos en los que se adjunta este fenómeno, en definitiva, la inclusión de una cartograma.

En los gráficos de vientos se pretende conjugar la representación de tres características, la dirección de los vientos, la frecuencia de su acción y la velocidad del viento.

a) las direcciones cardinales se expresan directamente a través de la rosa de los vientos,en base a 8 o a 16 indicaciones cardinales. Se plantea el problema de la consideración de los ejes

- de forma individualizada (lo que altera la realidad continua en cuanto a la incidencia de direcciones)

- o por la unión de los ejes mediante un polígono (que es de lectura menos fácil).

b) la frecuencia se presenta por la longitud de los diferentes ejes radiales

FD


Es especialmente interesante la referencia que se proporciona en los mapas de los vientos dominantes en los días de lluvia (vientos en definitiva portadores de lluvias) y en los períodos de máxima precipitación.

12. Mapas de vientos c) la velocidad se estandariza de distintas formas: -en primer lugar individualizando las situaciones de calma, normalmente en la zona central del diagrama.

- la adición de colores diferenciadores o de signos añadidos, como la serie de flechas (barbas) que marcan la velocidad en intervalos normalmente de Km/h o de nudos (millas/hora). Así podemos encontrara flecha corta para 5 nudos, la flecha larga para 10 y un triángulo para indicar 50 nudos

FD


Resulta expresivo señalar, especialmente en áreas litorales la diferenciación de vientos entre mañana y tarde

Representación de las brisas

FD


Esquema

Los mapas de localización temporal a lo largo del año de los fenómenos climáticos significativos como los máximos de lluvias

13. Mapas de localización temporal

FD

3.13. Mapas de localización temporal (1/3)

Resultan significativos los mapas que indican fechas de inicio de una actividad significativa, como la de de migraciones

de aves o la de la floración de las plantas

FD


También se puede referir a la entrada de un periodo climático, como el verano o invierno climático

FD


Esquema

14. Mapas de clasificaciones climáticas Los mapas de clasificaciones climáticas presentan dos tipos de problemas fundamentales:

- Uno deriva del propio sistema de clasificación, cuyo mecanismo y funcionamiento conviene conocer, no sólo para poder establecer la correspondiente clasificación, sino también para poder darse cuenta de problemas de nomenclatura, errores, etc.

- un segundo tipo de problema es de tipo cartográfico, ya que se pretende realizar un mapa a partir de una serie de puntos, entre los que normalmente la clasificación establece una ordenación cualitativa y no cuantitativa, por lo que resulta difícil establecer una interpolación. Siendo cualitativa faltan además las referencias espaciales concretas, como las de un afloramiento geológico que se pueda detectar cartográficamente.

Por ello se establece una interpolación aproximada, donde el límite de la unidad está situado a mitad de segmento entre las diversas estaciones, salvo que el cartógrafo conozca las referencias de continuidad climática y prefiera seguir otro límite a su juicio más sensato (como por ejemplo una cadena montañosa, una determinada cota de altitud, etc...).

FD

3.14. Mapas de clasificaciones climáticas (1/3)

A nivel mundial el sistema más empleado de clasificación climática es el de Köppen FD


Como adaptación del sistema de Köppen se ha realizado una versión española por A. López Gómez

EsquemaEsquema

FT


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