El clima se define como las condiciones meteorológicas medias que caracterizan a un lugar determinado. Es una síntesis del tiempo atmosférico, obtenida a partir de estadísticas a largo plazo. Los elementos meteorológicos a tomar en cuenta son la temperatura, la presión, el viento, la humedad y la precipitación.
El clima difiere del tiempo meteorológico en que la meteorología solo describe las condiciones de corto plazo de estas variables en una región dada. Así, el clima de un lugar o una región está constituido por los datos estadísticos de la meteorología de dicho lugar o región analizados a lo largo de un plazo relativamente largo, de 30 años o más, como señala F. J. Monkhouse (1978). Los componentes meteorológicos que suelen tomarse como elementos climáticos son cinco, como ya se ha indicado arriba.
El clima de una ubicación está afectado por su latitud, altitud, orientación del relieve, distancia al mar y corrientes marinas, que constituyen lo que se conoce como factores modificadores del clima. Los climas pueden clasificarse según la media y las gamas típicas de los cinco elementos señalados, principalmente temperatura y precipitación. El esquema de clasificación más utilizado la clasificación climática de Köppen, originalmente desarrollada por Wladimir Köppen, es la utilizada en el mapa que acompaña esta introducción con datos actuales de 1980 a 2016. El sistema Thornthwaite, en uso desde 1948, incorpora la evapotranspiración junto con la información de temperatura y precipitación y se utiliza en el estudio de la diversidad biológica y los efectos potenciales de cambios de clima sobre ella. Los sistemas de clasificación de Bergeron y Spatial Synoptic se centran en el origen de las masas de aire que definen el clima de una región.
La paleoclimatología es el estudio de los climas antiguos. Ya que no se dispone de observaciones directas del tiempo antes del siglo XIX, los paleoclimas se infieren a partir de variables (indicadores paleoclimáticos) que incluye pruebas no bióticas como los sedimentos encontrados en lechos lacustres y núcleos de hielo, y prueba biótica como los anillos de árbol y coral. Los modelos climáticos son modelos matemáticos de climas del pasado, presente y futuro. Un cambio climático puede ocurrir durante periodos largos y cortos a partir de una variedad de factores; el calentamiento reciente se trata en Calentamiento global. El calentamiento global produce redistribuciones. Por ejemplo, «un cambio de 3 °C en la temperatura media anual corresponde a un cambio en las isotermas en aproximadamente 300-400 km en latitud (en la zona térmica) o 500 m en elevación. Por lo tanto, se prevé que las especies se muevan hacia arriba en elevación o hacia los polos en latitud en respuesta a los cambios de las zonas climáticas».
Para el estudio del clima hay que analizar los elementos del tiempo meteorológico: la temperatura, la humedad, la presión, los vientos, la precipitación, nubosidad, brillo y visibilidad. De ellos, las temperaturas medias mensuales y los montos pluviométricos mensuales a lo largo de una serie bastante larga de años son los datos más importantes que normalmente aparecen en los gráficos climáticos.
Hay una serie de factores que pueden influir sobre estos elementos: la latitud geográfica, la altitud del lugar, la orientación del relieve con respecto a la incidencia de los rayos solares (vertientes o laderas de solana y umbría) o a la de los vientos predominantes (Sotavento y barlovento), las corrientes oceánicas y la continentalidad (que es la mayor o menor lejanía de una región respecto del océano o del mar).
Estudio del tiempo atmosférico
Hay muchas clases de tiempo: cálido o frío, húmedo o seco, despejado o tormentoso, las cuales resultan de diferentes combinaciones de las variables atmosféricas de temperatura, presión, viento, humedad y precipitación. El tiempo siempre ejerció poderosa influencia sobre las actividades humanas, y durante siglos el hombre ha estudiado la atmósfera, tratando de comprender su comportamiento.
La meteorología es la rama de la ciencia que estudia esta envoltura de aire en torno de nuestro planeta.
Las variaciones a corto plazo de la atmósfera (que llamamos tiempo meteorológico), se relacionan con nuestra vida cotidiana. La lluvia que riega nuestras cosechas y llena nuestros embalses es parte del tiempo, lo mismo que los huracanes y tornados que dañan nuestras ciudades y el rayo que puede fulminarnos en un segundo.
En un principio, los hombres simplemente observaban el tiempo; luego trataron de emplear sus observaciones como base para la predicción y anticipación de las condiciones meteorológicas; finalmente aprendieron que no podían pronosticarlas con mucho éxito sin comprender su funcionamiento. Y cuando finalmente se consiguió cierto conocimiento de los procesos atmosféricos, se comenzó a pensar en el intento de alterarlos. Estos son los tópicos que consideramos aquí: los esfuerzos humanos para observar, predecir, entender y aminorar los efectos negativos del tiempo atmosférico.
Los elementos constituyentes del clima son: temperatura, presión, viento, humedad y precipitación. Tener un registro durante muchos años de los valores correspondientes a dichos elementos en un lugar determinado, nos sirve para poder definir cómo es el clima de ese lugar. De estos cinco elementos, los más importantes son la temperatura y la precipitación, porque en gran parte, los otros tres elementos o rasgos del clima están estrechamente relacionados con los dos que se han citado. Ello significa que una mayor o menor temperatura da origen a una menor o mayor presión atmosférica, respectivamente, ya que el aire caliente tiene menor densidad y por ello se eleva (ciclón o zona de baja presión), mientras que el aire frío tiene mayor densidad y tiene tendencia a descender (zona de alta presión o anticiclón). A su vez, estas diferencias de presión dan origen a los vientos (de los anticiclones a los ciclones), los cuales transportan la humedad y las nubes y, por lo tanto, dan origen a la repartición de las lluvias sobre la superficie terrestre.
Se refiere al grado de calor específico del aire en un lugar y momento determinados. El clima depende de la manera en que la energía de la radiación solar se reparte entre la atmósfera y la superficie terrestre. El clima es más cálido donde llega más energía a la superficie, y más frío donde menos.
Esta insolación depende de dos tipos de factores:
Factores planetarios: el movimiento de rotación terrestre (que origina el día y la noche, con las diferencias térmicas que ello conlleva) y el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, que da origen a las estaciones (épocas de mayor o menor exposición de la radiación solar debido a la inclinación del eje terrestre con respecto a la eclíptica u órbita terrestre).
Factores geográficos. Son aquellos que dependen de las condiciones específicas del lugar con respecto a las características térmicas del aire en dicho lugar. Son: la latitud (que explica la mayor o menor radiación solar en función de la inclinación del eje terrestre a lo largo del año); la altitud, que da origen a la diferenciación térmica de la atmósfera dando origen a lo que se conoce como pisos térmicos, aspecto fundamental en el estudio del clima; la mayor o menor distancia al mar que afecta la mayor o menor oscilación o amplitud térmica del aire, respectivamente; la orientación del relieve de acuerdo a la insolación (vertientes o laderas de solana, más cálidas, y de umbría, más frías, ambas consideradas a una altitud y latitud equivalentes) y las corrientes marinas, que proporcionan una forma muy importante de trasladar calor de la zona intertropical a las zonas templadas y polares, haciendo más suave el clima en estas últimas zonas geoastronómicas.
Estos cinco factores no afectan solamente a la temperatura atmosférica, sino también al resto de los elementos del clima: la presión atmosférica, los vientos, la humedad y la precipitación.