La meteorología es el estudio del comportamiento "momentáneo" del tiempo. Análisis, pronóstico y observación de la Media y Variabilidad de ciertos parámetros de la temperie, en la escala: Micro escala (10km): Horas. Mesoescala1 (100km): 1 días. Mesoescala2 (300km): 3 días. Sinóptico1 (500km): 5 días. Sinóptico2 (1000-5000km): 10-15 días. Sinóptico3 (10000km): 1-2 meses.

Dependencias de todas las escalas - Condiciones iniciales - Condiciones de contorno (la escala superior) - Climatología (de la propia escala) - Ecuaciones físicas de balance energético (diario o estacional). - Ecuaciones físicas de balance de movimientos: Navier-Stokes. - Parametrización de otros parámetros: nubosidad, etc.

La climatología es el estudio del comportamiento "promedio" del tiempo. Análisis, pronóstico y observación de la Medida y Variabilidad de ciertos parámetros promedios de la temperie, en la escala: Variabilidad climática intrínseca: 2-10 años Climatología térmica: 20-50 años Climatología pluviométrica: 50-100 años Otras climatologías: desde 50 años a millones de años.

Dependencias en cada escala - Climatología local: Depende principalmente de: clima regional, circulaciones regionales, características geográficas locales. - Climatología regional (lo intermedio a local y global): Depende principalmente de: clima global, circulaciones globales, características geográficas regionales. - Climatología global: Depende principalmente de: imput de energía, output de energía, y almacenamiento de energía.

Las únicas variables que determinan el clima global son: - Imput: Energía entrante (solar), modulado por los parámetros orbitorotacionales terrestres, y por la actividad nuclear y magnética del sol. Se caracteriza en una ecuacion que es:

Imput = Output + ∆IImput = K Donde la irradiancia (el flujo de potencia) incide sobre una área πR² Donde R es el radio de la Tierra Donde K es la variable solar = 1366 W/m² + ∆K Donde ∆K simboliza la posible variación de la insolación debido a la modulación por (P) y (S)

Output = A + E Donde la radiancia reflejada y la emitancia, proceden de una área 4πR² Donde A es la radiancia reflejada por el Albedo Terrestre, que a su vez se calcula integrando las reflectividades. Donde E es la emitancia, que a su vez responde a un cuerpo gris. Por tanto: K/4 = A + E + ∆I Por otro lado: T = temperatura de cuerpo gris de la Tierra. K = 1366 W/m² + ∆K A = (0'31+∆a)·K E = εσT4 I = Io + ∆I σ = 5'6704·10-8 Wm-2K-4 ε = 0'96

A partir de esta ecuación se puede obtener una temperatura de cuerpo

gris, media para la Tierra. Sin embargo esa temperatura es diferente según

la capa de la Tierra (techo, troposfera, suelo, ..).

Por tanto, necesitamos un balance más detallado:

Fijaos en el output (solar), input (reflexión y emisión) y almacenamiento

(atmósfera y suelo)

Balance detallado

Vamos a obviar la sumidades por simplicitud: Exterior de la Tierra

Input -> Inciden: 342 = G

Output -> Salen: 342 = G

Reflejados: 107

Emitidos: 235 Superficie de la Tierra

τav = transmisividad atmósfera en el visible

τai = transmisividad atmósfera en el IR-T

τnv = transmisividad de las nubes, visible

τni = transmisividad de las nubes, IR-T

ra = reflectividad atmósfera

rn = reflectividad nubes

r = reflectividad suelo

Ls = Luz solar incidente = G·(1-ra)·τav

Rs = Luz reflejada por el suelo = r·Ls

Fs = Luz IR-T de la atmósfera = Ea·(1-r)

As = Energía absorbida por el suelo = Ls - Rs + Fs =

(1-r)·Ls + Ea·(1-r)

Es = Luz emituda por el suelo

Hs = Calor no radiactivo del suelo (latente y

sensible)

As = Es + Hs

Es = (1-r)·G·(1-ra)·τav + Ea·(1-r) - Hs

Para calcular la temperatura de la superficie

terrestre debemos calcular Es y aplicar Stefan-

Boltzmann. para cuerpo gris.

Balance energético en la atmósfera La = Luz solar incidente = G Ua = Luz solar transmitida = τav·G Ra = Luz reflejada por la atmósfera = ra·G Fa = Luz IR-T del suelo = Es·(1-τai) Aa = Energía absorbida = La - Ra - Ua + Fa = (1-ra-τav)·G + Es·(1-τai) Ea = Luz emituda por la atm. Ha = Calor no radiativo (latente y sensible). Aa = Ea + Ha Ea = (1-ra-τav)·G + Es·(1-τai) - Ha

Fa = Luz IR-T del suelo = Es·(1-τai) Fs = Luz IR-T de la atmósfera = Ea·(1-r) Eso es la capturación de energía IR-T procedente del suelo, que iba a ser emitida al espacio. Ese término está continuamente siendo emitido de la atmósfera hacia el suelo, y por tanto es un almacén de energía. Fijaos que por culpa de ese término, Ea depende de Es y viceversa. se crea un cículo vicioso que es convergente pero a costa de subir mucho la temperatura de emisión. Gracias a esos términos, la Tierra no es una bola de hielo, y por tanto la vida es tal y como la conocemos ahora.

Anotaciones interesantes: - Si modificamos la transmisividad de la atmósfera respecto la luz IRT, τai, estamos modificando la capacidad de efectto invernadero. Cambiando la composición atmosférica podemos cambiar τai - Si modificamos las reflecitividades, r y ra, cambiaremos la luz reflejada, y por tanto la absorbida. - Si modificamos τav, por ejemplo añadiendo aerosoles, entonces cambiamos la luz solar que llega a la superficie terrestre, lo que es lo mismo, estamos modificando el albedo planetario (reflexión) y la absorción de energía por parte de la atmósfera.