Tema 6 Dinamica de las masas fluidas - Mario Sánchez

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CTM 2º Bachillerato Dinámica de las masas fluidas 
 
 
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departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco –Albacete- 
UNIDAD 6. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS 
 
 
1. INTRODUCCIÓN. 
 
Llamamos capas fluidas de la Tierra a la atmósfera e hidrosfera pues ambas están constituidas 
por fluidos: aire y agua. El que nuestro planeta esté rodeado externamente por dos capas 
fluidas es algo extraordinario pues el resto de planetas del Sistema Solar poseen atmósfera 
más o menos desarrollada pero no hidrosfera. 
 
La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra o mejor dicho, la Tierra en su zona 
externa. Se trata de una capa ligada a la litosfera terrestre por gravedad. Constituye un 
subsistema terrestre complejo y, al igual que el resto de las capas sólidas del planeta, está 
sometida a movimientos de rotación y traslación alrededor del Sol. Es la causante de los 
estados del tiempo meteorológico y del clima. Constituye un eficaz filtro que retiene un 57 % 
de la energía proveniente del Sol, disminuyendo al tiempo la tasa de energía irradiante del 
planeta. 
 
Por otro lado, el agua se halla en la Tierra en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, 
constituyendo un subsistema llamado hidrosfera. Esto es debido a la distancia al Sol. El agua 
de la superficie terrestre procede de la desgasificación del planeta, que tuvo lugar en su mayor 
parte en las primeras etapas de la historia terrestre, alcanzando un volumen similar al actual. 
Algunas teorías proponen que una parte pudo proceder del choque de cometas contra la 
prototierra. Está estrechamente relacionada con otros sistemas terrestres como la geosfera, la 
atmósfera y la biosfera. La existencia de la hidrosfera tiene enorme importancia para el origen 
y desarrollo de la vida ya que el agua es el disolvente universal y el vehículo de circulación de 
nutrientes; las reacciones metabólicas ocurren en presencia de agua; interviene en 
movimientos del protoplasma celular debido a su elevada tensión superficial; es un agente 
regulador de la temperatura, etc. Representa en término medio aproximadamente el 70-75% 
de la masa de los organismos vivos. 
 
El agua ocupa unas ¾ partes de la superficie terrestre. Podemos considerar seis 
compartimentos o sistemas acuáticos: océanos, depósitos de hielo, aguas subterráneas, aguas 
superficiales, atmósfera y biosfera (una parte ínfima en comparación): 
 
 Agua oceánica, en mares y océanos (97%). 
Constituyen la mayor reserva de agua. 
 Agua continental (3%). De este porcentaje, el 
69% es agua en forma de hielo (glaciares), el 
30% agua subterránea y el 0,3% agua 
superficial (ríos, arroyos, lagos). 
 Agua atmosférica, se evapora desde los mares 
y al enfriarse cae en forma de precipitación. Si 
bien la atmósfera no es un importante 
almacenador de agua, es una vía rápida que el 
agua utiliza para moverse por el globo 
terráqueo. Siempre hay agua en la atmósfera y 
su volumen en cualquier momento es de unos 
12.900 kilómetros cúbicos 
 
Ambas capas, atmósfera e hidrosfera, se encuentra en continuo intercambio (el límite entre 
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ambas no es riguroso) a través del ciclo del agua, interacción que determina su 
comportamiento. También constituyen la máquina climática terrestre pues son las capas más 
relevantes en el funcionamiento del clima. 
 
1.1. El ciclo del agua. 
 
El agua existente en la Tierra está en continuo movimiento, experimentando cambios de 
estado y conectando los diferentes sistemas acuáticos mediante el llamado ciclo hidrológico el 
cual puede definirse como el conjunto de procesos mediante los que el agua circula 
describiendo un recorrido cíclico desde la atmósfera hasta la superficie terrestre y de nuevo 
a la atmósfera. Su volumen permanece prácticamente invariable. En distintas fases del ciclo es 
incorporada por los seres vivos ya que es imprescindible para éstos. 
 
El ciclo del agua podemos dividirlo en dos etapas: 
 
 Ciclo interno. Muy poco conocido, se origina por el calor interno terrestre. El agua de 
origen magmático (agua juvenil) se origina por reacciones químicas internas y sale a través 
de volcanes, fracturas y dorsales oceánicas. Igualmente, el agua oceánica entra en el 
interior terrestre por las zonas de subducción o formando parte del ciclo de las rocas. 
 
 Ciclo externo. Se origina por la energía solar el cual hace posible los cambios de estado 
que experimenta el agua, y la gravedad la cual es responsable de las precipitaciones y de 
que el agua circule desde las montañas hacia el mar. Los procesos que intervienen en el 
ciclo externo son: 
 
- Evaporación: paso lento y gradual del estado líquido al gaseoso. 
- Transpiración: mecanismo de evaporación de agua de los seres vivos. 
Evapotranspiración es un término que engloba los conceptos anteriores, la 
evaporación como mecanismo físico del paso de agua en forma de vapor desde la 
superficie de masas de agua a la atmósfera; y la transpiración o paso de agua a la 
atmósfera en estado de vapor a través de los seres vivos, principalmente la vegetación. 
- Condensación: cambio de estado de la materia desde vapor a líquido. 
 Precipitación: caída del agua en forma líquida o sólida (hidrometeoro) desde la 
atmósfera a la superficie terrestre. La forma más común es la lluvia, pero también se 
produce en forma de nieve, 
granizo, rocío o escarcha. 
 Infiltración y acumulación: 
penetración del agua que 
precipita o circula por la 
superficie terrestre al subsuelo, 
incorporándose a las aguas 
subterráneas. 
 Escorrentía: proceso por el cual 
el agua discurre a favor de 
pendiente. Puede ser superficial 
(se produce cuando el suelo es 
incapaz de infiltrar toda el agua 
que ha recibido por 
precipitación) o subterránea 
(movimiento horizontal del agua 
subterránea generalmente a 
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escasa velocidad). El caudal de agua de los ríos proviene tanto de la escorrentía 
superficial como de la subterránea. 
 
Los únicos aportes al ciclo externo son los debidos a vapores volcánicos y las dorsales 
oceánicas. Las únicas pérdidas se deben al agua disociada en capas altas de la atmósfera. 
Ambas cantidades no son importantes en comparación al volumen total de agua del sistema. 
 
En el ciclo hidrológico podemos distinguir dos parámetros: 
 
 El tiempo de residencia o permanencia es el tiempo que permanece una molécula en cada 
compartimento de la hidrosfera y es variable. Mientras que en la atmósfera es de 9-10 
días, en los ríos es de 12-20 días, en las aguas subterráneas es de unos 300 años y en los 
océanos llega a ser de miles de años. Sin embargo, el agua subterránea profunda puede 
llegar a tener tiempos de residencia de millones de años, por lo que es llamada “agua fósil” 
ya que se originó en el pasado geológico, con un clima más húmedo. Esta circunstancia 
hace que deba explotarse con precaución porque se trata de acuíferos generalmente no 
recargables. 
 La tasa de renovación es la cantidad de agua que entra o sale de un determinado 
compartimento por unidad de tiempo y volumen de dicho compartimento (mar, lago, 
río…). A mayor tiempo de residencia, menor tasa de renovación. 
 
 
1.2. La máquina climática 
 
La maquina climática es un sistema muy complejo, por lo que su estudio debe realizarse a 
partir de modelos, ya que es la única manera de comprender su intrincado funcionamiento el 
cual se basa en los movimientos generados debido a la existencia de un gradiente o contraste 
entre dos puntos (gradiente es la diferencia existente entre dos puntos en alguno de los 
parámetros atmosféricos). La existencia de un gradiente enlos valores de presión, 
temperatura, humedad o densidad entre dos puntos situados a una cierta distancia en el 
interior de la atmósfera o de la hidrosfera, generará un movimiento de circulación del fluido 
mediante el cual se tiende a amortiguar las diferencias entre un extremo y otro. Cuando existe, 
por ejemplo, un gradiente térmico determinado por una diferencia de temperatura entre dos 
puntos, se producirá un movimiento mediante el cual se transporta calor de un extremo a 
otro. En el caso de la atmósfera, el transporte entre los dos puntos lo realiza el viento; en el de 
la hidrosfera, las corrientes oceánicas. Como es lógico, cuanto mayor sea el gradiente entre 
dos puntos, más vigorosa será la circulación del viento o de las corrientes oceánicas; el flujo 
cesa en el momento en que los parámetros se igualan, con lo que el gradiente se reduce a 
cero. 
 
El comportamiento de la atmósfera y de la hidrosfera es distinto debido a sus diferencias en 
cuanto a la densidad, su compresibilidad, su movilidad, su capacidad de almacenar calor y su 
capacidad para conducir el calor. 
 
 Movimientos verticales: Los movimientos verticales ascendentes y descendentes de 
ambos fluidos dependen de la temperatura a la que se encuentren, lo cual, además de 
generar un gradiente térmico vertical, afecta también a su densidad, ya que tanto el agua 
como el aire son más densos cuanto menor sea la temperatura a la que se encuentran. Sin 
embargo, el sentido en el que se inician dichos movimientos dependen de la capacidad 
para conducir el calor, que es muy diferente en ambos fluidos. 
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- El aire es muy mal conductor del calor, por lo que apenas se calienta con 
la radiación solar directa. Se calienta por debajo, gracias al calor irradiado 
desde la superficie terrestre, previamente calentada por el sol. Así el aire 
superficial tenderá a subir, enfriándose a medida que asciende; por su 
parte, el aire de altura, tenderá a bajar, calentándose durante el 
descenso. 
- El agua es mejor conductora del calor, por eso se calienta la parte 
superficial de la hidrosfera (epilimnion), permaneciendo más fría el agua 
del fondo (hipolimnion). En este caso, no puede haber movimientos 
verticales, ya que el agua superficial no tenderá a descender. El 
movimiento vertical solamente será posible en aquellos lugares en los 
que, debido al clima, el agua de la superficie está más fría que la del 
fondo, caso en el cual tenderá a bajar, haciendo que la profunda se 
eleve. 
 
 Movimientos horizontales: El desplazamiento de los vientos, o de las 
corrientes oceánicas impulsadas por ellos, entre dos zonas geográficas 
determinadas se debe al contraste térmico horizontal generado por la 
desigual insolación de la superficie terrestre, que es llevado a cabo por los 
vientos o por las corrientes oceánicas. Gracias a este transporte de calor, se amortiguarán 
las diferencias térmicas entre los polos y el ecuador terrestre. La presencia de las masas 
continentales dificulta este transporte de calor, porque frena y desvía los vientos y las 
corrientes oceánicas. 
 
 
2. COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA. 
 
2.1 Composición. 
 
Hasta unos 80 km de altitud, su composición es bastante uniforme, estando 
constituida por una mezcla de gases que llamamos aire y de partículas en 
suspensión o aerosoles, que forman la homosfera. A partir de ese límite los 
gases no se distribuyen tan uniformemente, constituyendo la heterosfera. El 
99 % de sus componentes se encuentran en los 29 primeros Km. de altura, 
mientras que a 10.000 Km. todavía hay partículas gaseosas ligadas al campo 
gravitatorio terrestre. La atmósfera se prolonga hasta la capa más externa 
de la Tierra, la magnetosfera. 
 
Su composición química es prácticamente constante, aunque la de algunos 
gases puede variar. Los componentes atmosféricos pueden clasificarse en 
mayoritarios (78% N2, 21% O2, 0,9% Ar y 0,037% CO2) y minoritarios, los 
cuales se dividen a su vez en gases reactivos (SO2, O3, NOx, CH4, NH3, etc.) y 
no reactivos (gases nobles, H2, etc.). 
 
Según su permanencia en la atmósfera los componentes pueden clasificarse 
en permanentes (nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases nobles), variables 
(metano, hidrógeno, N2O, ozono) y muy variables (vapor de agua, monóxido 
de carbono, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, etc.). En el grupo de 
muy variables entrarían los contaminantes, pues su proporción en la 
atmósfera está sujeta a la proximidad de núcleos urbanos o industriales, a la 
presencia de corrientes atmosféricas, etc. 
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2.2 Estructura. 
 
Según su comportamiento térmico se distinguen varias capas: troposfera, estratosfera, 
mesosfera y la termosfera. 
 
 TROPOSFERA. La parte más baja, se extiende 
desde la superficie hasta los 12 km. Su límite es 
muy variable dependiendo de la altitud y la 
estación del año considerada. En el Ecuador 
llega a los 16-18 km y en los Polos a los 7-8 km. 
En invierno tiene un espesor medio de 12 km y 
en verano de 15 km. La temperatura desciende 
gradualmente a medida que aumenta la altitud 
a razón de 6,5ºC/km lo que se conoce como 
gradiente vertical de temperatura (GVT). Según 
esto en el límite superior toma valores de –45ºC 
en los Polos y de –80ºC en el Ecuador. El límite 
superior de la troposfera es la tropopausa, a 
partir de la cual se produce una estabilización 
de la temperatura e incluso un aumento. 
 
En virtud de la compresibilidad de los gases, en 
la troposfera se concentran el 80% (por debajo 
de los 6 km el 50%). La mayor concentración en 
los primeros kilómetros hace que la presión 
atmosférica descienda desde unos 1013 milibares o 1 atm en la superficie hasta unos 200 
milibares en la tropopausa. 
 
De gran importancia para los procesos atmosféricos es el CO2 de manera que si su 
porcentaje baja hasta el 0,015% la temperatura del planeta descendería 5ºC. Y es que esta 
molécula absorbe la radiación infrarroja procedente del Sol y de la superficie terrestre, 
aumentando su energía cinética lo que se traduce en un aumento de temperatura en la 
parte baja de la atmósfera, lo que se conoce como efecto invernadero natural. 
 
El polvo y las partículas sólidas presentes en la troposfera contribuyen a la tonalidad de los 
colores al amanecer y al ponerse el sol. Al tiempo son núcleos de condensación de vapor 
de agua para formar nubes. Las partículas sólidas provienen de la industria, desiertos, 
incendios forestales, erupciones volcánicas, etc. concentrándose en los primeros 500 
metros y constituyendo la llamada capa sucia. 
 
Es en la troposfera donde ocurren los fenómenos meteorológicos que caracterizan las 
diferentes zonas climáticas de la Tierra, existiendo importantes y activos flujos convectivos 
verticales y horizontales (vientos) generados por los gradientes de presión y temperatura 
existentes entre unos zonas y otras, y que responsables de la formación de nubes, 
precipitaciones… por lo que la troposfera es conocida como la capa del clima. 
 
 ESTRATOSFERA. Desde la tropopausa hasta unos 50 Km de altura. Desde los 12 a los 30 Km 
la temperatura aumenta muy poco y de los 30 a los 50 Km aumenta a un ritmo constante 
hasta alcanzar los 80ºC. En esa altura se localiza la estratopausa. En estas capas sólo 
existen movimientos horizontales de aire (vientos estratosféricos) que pueden alcanzar 
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200 km/hora. Carece de nubes, salvo en zonas polares donde existen una nubes muy 
tenues formadaspor hielo denominadas NEP o nubes estratosféricas polares y que, como 
estudiaremos, están implicadas en el crecimiento del “agujero” de la capa de ozono. 
 
Entre los 12 y 40 Km de altura, dependiendo de la latitud y de 
la época del año, se encuentra la capa de ozono u ozonosfera 
(O3). Se trata de un gas inestable formado por la acción de los 
rayos ultravioletas y que no existía en las primeras etapas de 
vida del planeta, por lo que la radiación penetraba hasta la 
superficie terrestre. Su formación transcurre en dos fases. En 
la primera, la luz ultravioleta disocia el oxígeno 
molecular (O2) originando oxígeno atómico (O). En 
la segunda el oxígeno atómico reacciona con el 
molecular, formándose O3. Al mismo tiempo, de nuevo la radiación ultravioleta, 
esta vez de onda un poco más larga, rompe nuevamente la molécula de ozono. 
 
 MESOSFERA. Hasta los 80 Km de altura. La temperatura desciende desde los 
80ºC hasta los –100ºC a ritmo constante. Aquí se encuentra la mesopausa. 
Algunos investigadores, debido a la existencia de vapores de sodio a 70 km de 
altura la denominan “sodiosfera”. En esta capa se originan las estrellas fugaces, 
meteoritos que caen a la Tierra y que al atravesar la atmósfera, debido a la 
fricción, generan luz. 
 
 TERMOSFERA O IONOSFERA. Entre 80 y 400 km. Una nueva inversión térmica 
hace que las temperaturas alcancen valores que oscilan entre los 1100 y 1600ºC 
aunque debido a la bajísima densidad del aire no se pueden registrar con 
termómetros normales. En esta capa gran número de átomos y moléculas que la 
componen están ionizados, al absorber las moléculas de N2 y átomos de oxígeno 
los rayos gamma y rayos X procedentes del sol. Es una capa muy importante y 
fundamental para la vida ya que absorbe las radiaciones solares más peligrosas. 
También contribuye eficazmente a la propagación de las ondas de radio a lo 
largo de la curvatura terrestre, pues actúa como pantalla reflectora (capa 
Kenelly-Heaviside). Señalar finalmente que algunos fenómenos luminosos de 
gran belleza, como las auroras boreales (en el hemisferio norte) y las auroras 
australes (en el sur). Esto es debido al rozamiento de los electrones que llegan 
del Sol (erupciones solares) contra las moléculas del aire de esta capa. Su color 
depende del tipo de molécula con la que colisionen y de la presión atmosférica 
(amarillo-verdoso si chocan contra el oxígeno a baja presión, y rojas si es a alta 
presión; si chocan contra moléculas de nitrógeno el color es azulado). 
 
 EXOSFERA. Es la región atmosférica más distante de la superficie terrestre. Se 
extiende hasta unos 800 km. En esta capa la temperatura no varía y el aire 
pierde sus cualidades físico–químicas, siendo su densidad bajísima por lo que no 
puede absorber la luz solar y debido a ello el color del cielo se va oscureciendo. 
 
 
2.3 Funciones de la atmósfera. 
 
La atmósfera desempeña dos importantes funciones. Por un lado tiene una importante 
función protectora pues actúa de filtro absorbiendo selectivamente las distintas longitudes de 
onda procedentes del Sol: 
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- En la ionosfera se absorben las radicaciones de onda corta altamente energéticas (rayos X 
y gamma) que son muy peligrosos para los seres vivos. 
- En la ozonosfera se absorbe en gran medida la radiación ultravioleta B y C, también muy 
perjudiciales para la vida. 
- También nos protege de los meteoritos de pequeño y medio tamaño. 
 
En segundo lugar posee también una importante función reguladora del clima terrestre al 
controlar la cantidad de radiación solar incidente sobre la superficie del planeta o balance 
energético, dependiente de su composición química y estructura física. La “lucha” entre el 
efecto albedo y el efecto invernadero (repasad también el tema 1) proporcionan las 
condiciones térmicas idóneas para la vida en nuestro planeta. 
 
También podríamos añadir una tercera función: la función modeladora del paisaje, 
estrechamente relacionada con el ciclo del agua. 
 
 
3. PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS. 
 
3.1 La energía en la atmósfera: la temperatura. 
 
La temperatura es el elemento decisivo del clima y de la Biosfera, pues condiciona la 
distribución de flora y fauna. La temperatura del aire indica la cantidad de energía procedente 
del Sol que existe en el mismo, despreciándose el calor desprendido por el planeta, que sí es 
de importancia en procesos geológicos internos. Del total de energía solar de onda corta del 
espectro visible recibida por la Tierra, un 23% es reflejado por las partículas de la atmósfera 
superior y por las nubes y un 7% es reflejada por la superficie de la litosfera. Dicha energía 
reflejada es llamada albedo. Otro 23% es absorbido por la atmósfera y el 47% restante por la 
litosfera y la hidrosfera que se calientan. Apenas un 0,2% es aprovechada por las plantas para 
la fotosíntesis. 
 
Al mismo tiempo la Tierra emite nuevamente la energía absorbida como radiación infrarroja, 
parte de la cual escapa hacia el espacio pero otra parte es retenida por el CO2 y el vapor de 
agua troposféricos quienes la devuelven nuevamente hacia la superficie por contrarradiación, 
produciendo un calentamiento de las capas atmosféricas más bajas: el efecto invernadero 
natural. En realidad el calentamiento del aire atmosférico es un complejo fenómeno que 
implica no sólo la emisión de radiación infrarroja, sino la conducción directa, movimientos de 
convección y el calor latente de cambio de estado. Este equilibrio entre la cantidad de 
radiación que recibe nuestro planeta y la que emite permite regular el clima terrestre. Sin el 
efecto invernadero la temperatura de la superficie terrestre se estima en unos -18º C, en lugar 
de los 15º C de media actuales, valor que se ha 
mantenido constante en los últimos cientos de 
millones de años. Sin embargo, pequeñas 
desviaciones de este balance han existido y se han 
traducido, obviamente, en cambios climáticos. Este 
fenómeno está ocurriendo actualmente como 
consecuencia, al parecer, de la actividad humana 
que está causando un calentamiento global que 
podría traducirse en un cambio climático de 
consecuencias impredecibles. 
 
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3.2 La presión atmosférica. 
 
La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire sobre la 
superficie terrestre. Decrece con la altura, reduciéndose a la 
mitad a 5.600 metros y a cero a 29 km. Una atmósfera de 
presión es la ejercida por la columna de gases a 0 metros de 
altitud, 15º C de temperatura y 45º N de latitud, y equivale a 
unos 760 mm de Hg, o 1013 hPa o mb, o 100 newton/m2. La 
presión varía en función de la humedad y la temperatura del 
aire. En los mapas del tiempo los puntos geográficos que 
poseen la misma presión se unen mediante líneas llamadas 
isobaras. 
 
 
3.3 La humedad atmosférica. 
 
Llamamos humedad atmosférica a la cantidad de vapor de agua que 
contiene la atmósfera. Puede proceder de la evaporación de aguas 
continentales, marítimas, erupciones volcánicas, evapotranspiración y de la 
respiración de los seres vivos. La cantidad total de agua en forma de vapor 
que contiene un determinado volumen de aire es la humedad absoluta 
(HA). Se expresa un g/m3. La humedad de saturación (HS) o grado de 
saturación es el mayor grado de humedad que puede contener un volumen 
determinado de aire, y está en función de su temperatura. Dado un mismo 
volumen de aire, si está caliente puede contener más humedad que si está 
frío. Cuando una masa de aire ya no puede contener más humedad a una 
temperatura determinada decimos que se ha saturado, siendo el punto de 
rocío la temperatura en la que se produce la condensación(paso de gas a 
líquido). La relación entre temperatura y humedad absoluta se representa 
mediante las curvas de saturación. La humedad relativa (HR) es la relación 
entre la humedad que contiene un volumen de aire y la que necesita para 
quedar saturado dada una determinada temperatura, expresándose en 
tantos por ciento. 
 
La humedad es clave para la formación de nubes. Cuando una masa de aire asciende se va 
enfriando progresivamente hasta alcanzar la temperatura del punto de rocío, momento en el 
Balance energético 
terrestre. 
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que comenzará a condensarse el vapor de agua y hacerse visible en forma de nube. El nivel de 
condensación es la altura donde esto sucede. Pero para formar nubes el aire sobresaturado 
necesita de núcleos de condensación (partículas de polvo o aerosoles). Cuando esta situación 
ocurre en niveles próximos a la superficie origina las nieblas. Si el punto de rocío se alcanza 
sobre una superficie fría aparece el rocío y si la temperatura es inferior a 0º, la escarcha. 
 
 
4. DINÁMICA ATMOSFÉRICA VERTICAL 
 
Los movimientos verticales que tienen lugar en la troposfera se denominan convección y 
tienen que ver con las variaciones de temperatura, presión o humedad atmosférica. 
 
4.1. Inestabilidad atmosférica: borrascas. 
 
Cuando una masa de aire poco denso por ser cálido y/o húmedo asciende 
por convección se origina un núcleo de baja presión en la superficie y la 
convergencia del aire circundante hacia el mismo al tiempo que gira en 
sentido antihorario. Estas zonas son depresiones, borrascas o ciclones. 
Esta situación es de mal tiempo, porque el aire a medida que asciende se 
va enfriando y el vapor de agua se condensa en forma de nubes que 
pueden dar lugar a precipitaciones. Las depresiones se simbolizan en los 
mapas meteorológicos con una B de baja presión. Estas situaciones son propicias para la 
eliminación de la contaminación atmosférica pues provocan su elevación y dispersión. A su 
vez, las precipitaciones arrastran los contaminantes atmosféricos y los depositan sobre la 
superficie. 
 
 
4.2 Estabilidad atmosférica: anticiclones. 
 
Una masa de aire frío y denso situado en altura de manera natural tenderá 
a descender (subsidencia) hasta contactar con el suelo generándose una 
zona de alta presión y la divergencia del aire hacia el exterior, girando en 
sentido horario. Estas áreas de alta presión o anticiclones son consideradas 
como situaciones de buen tiempo pues el aire a medida que desciende se 
va calentando y el agua que contiene se evapora por lo que las nubes 
desaparecen o a lo sumo existen nubes bajas. Los anticiclones se simbolizan 
con una A de alta presión. En invierno los anticiclones van asociados a 
heladas y nieblas persistentes sobre todos en una situación de viento en calma. 
 
 
4.3 Inversión térmica. 
 
Situación especial de estabilidad atmosférica en la que la 
temperatura aumenta con la altitud en vez de disminuir. Estas 
situaciones de estabilidad impiden los movimientos verticales 
ascendentes del aire y se pueden presentar a cualquier altura 
en la troposfera (de hecho, la tropopausa constituye realmente 
una inversión térmica permanente pues en la estratosfera la 
temperatura aumenta con la altitud). 
 
 
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Inversión térmica 
Suele ocurrir en invierno en situaciones anticiclónicas fuertes que 
impiden el ascenso del aire (subsidencia), o por enfriamiento de la 
superficie terrestre en las noches despejadas de invierno 
(radiación), o por la llegada de una masa de aire frío (advección). 
Esta situación atmosférica dificulta la dispersión de la 
contaminación, lo que puede originar problemas de salud. Esta 
situación cesa al calentarse el aire en contacto con el suelo, lo que 
puede ser cuestión de horas e incluso días. 
 
 
 
5. DINÁMICA DE LAS MASAS FLUIDAS A ESCALA GLOBAL 
 
5.1. El efecto Coriolis y los vientos. 
 
El efecto Coriolis es la fuerza producida por la rotación de la Tierra en el 
espacio en sentido antihorario, que tiende a desviar la trayectoria de los 
objetos que se desplazan sobre la superficie terrestre. Dicha fuerza es 
mayor en los polos, disminuyendo hacia el ecuador, donde se anula. 
Al ser menor la velocidad de rotación en los polos que en el ecuador 
cualquier fluido que se dirija desde el polo Norte hacia el ecuador sufrirá un 
retraso con respecto a la rotación terrestre cuya consecuencia será su 
desviación hacia el oeste. Si el fluido se desplaza desde el ecuador hacia el 
polo Norte, ocurre a la inversa, se desvía hacia el este. Si se desplazara 
desde el este hacia el oeste se desviaría hacia el norte y si lo hiciera en 
sentido contrario, hacia el sur. Todo lo contrario ocurriría en el hemisferio 
Sur. La manifestación del efecto Coriolis se da cuando masas de aire o de 
agua se desplazan siguiendo meridianos terrestres, y su trayectoria y velocidad se ven 
modificadas por él. En efecto, los vientos o las corrientes oceánicas que se desplazan siguiendo 
un meridiano se desvían acelerando en la dirección de giro (este) si van hacia los polos o al 
contrario (oeste) si van hacia el ecuador. La manifestación de estas desviaciones produce que 
los anticiclones tiendan a girar en el hemisferio norte en el sentido de las agujas del reloj y, en 
el hemisferio sur, en sentido contrario. Lo contrario sucede para las borrascas. 
 
 
5.2. Dinámica atmosférica horizontal. 
 
Como vimos en el punto anterior cuando, si una masa de aire 
se calienta asciende (baja presión) y si se enfría desciende (alta 
presión). Los movimientos horizontales del aire se deben a las 
diferencias de presión atmosférica entre zonas de la misma 
altura, producto, a su vez, de la diferencia de temperatura. El 
viento es el resultado de la traslación de masas de aire de un 
punto a otro. La dirección del viento se sigue en un mapa 
desde las isobaras de mayor presión hasta las de menor 
presión, siendo mayor su velocidad cuanto más próximas 
están las isobaras es decir, cuanto mayor es la diferencia de 
presión. 
 
 
 
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5.3. Circulación general de la atmósfera. 
 
Los fenómenos que influyen en la circulación 
del aire atmosférico permiten la existencia de 
diferentes zonas climáticas en la Tierra. La 
radiación solar calienta de forma desigual la 
superficie del planeta. En virtud de esto, la 
circulación teórica de la atmósfera sería para 
el hemisferio norte la siguiente: en el ecuador 
las elevadas temperaturas producen el 
ascenso de masas de aire, menos denso, que 
se dirige hacia el norte, donde se enfría y densifica, descendiendo. Se formaría así una gran 
célula convectiva de aire frío en superficie que se desplazaría hacia el ecuador para allí 
calentarse, ascender y dirigirse de nuevo hacia el polo. Otro tanto ocurriría en el hemisferio 
sur. 
 
Sin embargo esto no es exactamente así. El efecto Coriolis antes explicado da lugar a la 
aparición de tres células de convección en cada hemisferio y tendrá consecuencias sobre la 
distribución de las zonas climáticas, la circulación oceánica y el ciclo hidrológico. 
 
 Célula de Hadley: es la más energética de 
las tres. El aire caliente y húmedo se eleva 
en el ecuador formando borrascas 
ecuatoriales, hasta llegar a la tropopausa 
desde donde se dirige hacia los polos como 
viento horizontal en altura. Debido al 
efecto Coriolis esta corriente se desvía 
hacia el este, pero a los 30º de latitud la 
célula se fragmenta y parte del aire que 
circula en paralelo al ecuador desciendey 
se desvía ahora hacia el oeste, originando 
una zona de anticiclones subtropicales 
(coincidentes con los mayores desiertos del 
planeta). La célula se cierra con vientos 
llamados alisios que soplan del noreste en 
el hemisferio norte y del sureste en el sur. 
La zona donde convergen los alisios se 
llama zona de convergencia intertropical 
(ZCIT). 
 
 Célula polar: en los polo el aire frío y denso desciende originando anticiclones polares y se 
dirige en superficie hacia el ecuador, desviándose hacia el oeste. Se forman los vientos 
llamados levantes polares que soplan del noreste en el hemisferio norte y del sureste en el 
sur. A 60º el aire se calienta y asciende, originando borrascas subpolares, desviándose 
hacia el este y dirigiéndose de nuevo al norte. Estas borrascas subpolares afectan a 
nuestro país en invierno cuando descienden hasta los 30º-40º de latitud norte. 
 
 Célula de Ferrel: situadas entre las dos anteriores, entre los 30 y 60 º de latitud. Se origina 
por la acción de los vientos del oeste (westerlies) que soplan desde los anticiclones 
subtropicales hacia las borrascas polares (del suroeste en el hemisferio norte y del 
noroeste en el sur). 
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5.4. Anomalías locales y regionales: brisas y monzones. 
 
Como la Tierra no es homogénea, el esquema general de circulación atmosférica puede ser 
modificado por la acción de otros vientos debido a masas de agua que se calientan o enfrían 
más lentamente que los continentes, variaciones estacionales, diurnas, cordilleras, etc. por lo 
que a escala local o regional existen peculiaridades 
climáticas. 
 
Los vientos locales o brisas se originan por diferencias de 
temperatura entre el día y la noche, siendo válido tanto 
para las brisas de mar y como las de valle. Así, durante el 
día, las masas de aire situadas sobre el mar se calientan más 
despacio que las situadas sobre el continente, por lo que la 
brisa tiende a desplazarse hacia el interior del continente 
(brisa de mar). Por la noche la situación se invierte (brisa de 
tierra). 
 
En zonas de valles fluviales y laderas se forman las brisas de 
valle y de montaña, que tanto de día como de noche hacen 
que se acumule aire frío en el fondo del valle, que sufre 
situaciones de inversión térmica frecuentes. Además de 
esto las laderas dificultan el movimiento de las masas de 
aire y por tanto la dispersión de la contaminación. 
 
 
Existen unos vientos regionales de similar comportamiento 
a las brisas pero de escala regional llamados monzones. Se 
trata de una circulación estacional, no diaria, del aire entre 
el océano Índico y los contenientes asiático y africano. 
Durante el invierno el continente asiático sufre un fuerte 
enfriamiento, el aire desciende sobre el continente 
provocando condiciones anticiclónicas y tiempo estable, 
despejado, seco y frío: monzón de invierno. Las masas de 
aire frío se desplazan hacia el sur empujando la ZCIT hacia el 
sur, por debajo del ecuador. Durante el verano la circulación 
se invierte debido a la entrada de aire oceánico que 
sustituye las masas de aire invernales. Este aire húmedo al 
penetrar y encontrarse con la cordillera del Himalaya 
asciende y se enfría adiabáticamente, produciendo 
abundantes nubes y precipitaciones: monzón de verano. En 
África las lluvias son menos intensas porque los vientos del 
sur son menos húmedos y no encuentran en su camino 
relieves tan significativos como la cordillera del Himalaya. 
 
 
5.5. La hidrosfera como regulador térmico. 
 
La hidrosfera actúa como un regulador térmico porque, gracias a su elevado calor específico, 
es capaz de absorber y almacenar por más tiempo una gran cantidad de energía calorífica. Los 
océanos se calientan y enfrían más lentamente que los continentes. Así, a la misma latitud, las 
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zonas limítrofes a la costa poseen una menor amplitud térmica que el interior de los 
continentes debido a la acción de las brisas marinas, como vimos en el punto anterior. Por el 
contrario, la zona interior de los continentes situados en las latitudes medias-altas presenta 
una elevada amplitud térmica día-noche, invierno-verano. Al enfriarse mucho el suelo durante 
la estación invernal, el aire situado justo encima también se enfría, por lo que tiende a 
aplastarse contra el suelo, originando un anticiclón continental permanente. Esta situación de 
estabilidad atmosférica impulsa los vientos hacia el exterior, lo que impide la entrada de las 
lluvias y favorece las heladas y las nieblas. 
 
El agua oceánica constituye un mecanismo de transporte de calor muy eficaz. Y aunque las 
masas de agua son más lentas en su desplazamiento que las masas de aire y además pueden 
ser frenadas y desviadas por la presencia de los continentes, su eficacia en el transporte del 
calor es mucho mayor que la de la atmósfera, por lo que su papel sobre el clima terrestre es de 
gran importancia. Pero con las corrientes oceánicas no sólo se transporta calor sino que 
también transporta nutrientes de unas partes a otras del planeta. Los océanos también son la 
principal fuente de vapor de agua de la atmósfera y un importante almacén de CO2 en forma 
de bicarbonato y carbonato disueltos, contribuyendo decisivamente a regular el efecto 
invernadero. 
 
 
5.6. Las corrientes oceánicas. 
 
La circulación oceánica es debida a la formación de corrientes debido principalmente a la 
redistribución de la radiación solar recibida por el planeta, si bien su desarrollo está 
condicionado por los vientos, la fuerza de Coriolis, la diferencia de salinidad entre unas zonas y 
otras, la atracción del Sol y la Luna, los volcanes, los movimientos sísmicos y la morfología del 
los fondos oceánicos. Podemos diferenciar entre corrientes superficiales y corrientes 
profundas. 
 
 Las corrientes superficiales están supeditadas a los vientos y reflejan el esquema general 
de circulación atmosférica. A nivel global, la trayectoria de estas corrientes se desvía al 
igual que los vientos por el efecto Coriolis hacia el oeste en aquellas que se dirigen desde el 
Polo Norte hacia el ecuador y hacia el este si el sentido es el contrario. En latitudes bajas, 
próximas al ecuador, los vientos alisios originan corrientes que se dirigen hacia el oeste 
arrastrando nubes y precipitaciones, originando aridez en los márgenes continentales que 
abandonan. En latitudes medias las corrientes se dirigen hacia el este constituyendo 
corrientes de deriva del oeste Cuando alcanzan las costas orientales de los continentes 
sufren una doble 
desviación y regulan el 
clima: por ejemplo la 
corriente cálida del Golfo 
hace que el clima de la 
costa norte del Atlántico 
europea sea más suave; el 
efecto contrario tiene la 
corriente fría de Canarias 
que llega a las costas 
atlánticas del noroeste 
africano, suavizando el 
clima. 
 
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 Las corrientes profundas, típicas de latitudes altas, son debidas a la diferencia de densidad 
del agua la cual dependerá de la temperatura y la salinidad, es decir son temohalinas. El 
agua fría y densa de los mares polares al tener mayor salinidad desciende hacia los fondos 
oceánicos dirigiéndose hacia el ecuador por debajo de la termoclina y desplazando hacia la 
superficie las aguas más cálidas. Este descenso de agua fría arrastra consigo a los fondos 
una parte del CO2 disuelto, contribuyendo a la disminución del efecto invernadero. Estas 
corrientes están condicionadas por la posición de las dorsales oceánicas y el taludcontinental, mostrando una tendencia a seguir los bordes occidentales de los océanos. Las 
regiones donde ascienden las corrientes profundas constituyen los denominados 
afloramientos o upwelling, ricos en nutrientes como el fósforo, un nutriente esencial que 
dispara la formación del fitoplancton el cual a su vez, al ser la base de la cadena trófica 
marina, multiplica la vida de organismos superiores (peces). Son característicos de las 
costas orientales de los océanos (costa oeste de los continentes). Los cuatro afloramientos 
más importantes son: Perú, California, las costas del Sahara y las de Namibia. 
 
 
5.7. El océano global: la “cintra transportadora oceánica”. 
 
Se denomina océano global al conjunto de todos los océanos y mares del planeta, pues están 
intercomunicados. En el estudio de su dinámica global puede estar la respuesta a muchos de 
los interrogantes sobre el clima de nuestro planeta pues, como hemos expuesto, son 
importantes sumideros de CO2 y constituyen un medio muy eficaz de transportar calor. 
 
Se denomina cinta transportadora oceánica a una especie de “río” o circuito convectivo de 
agua que recorre la mayoría de los océanos del planeta. En la primera parte de su recorrido lo 
hace como corriente profunda, supeditada a la densidad y temperatura, y en la segunda mitad 
como corriente superficial 
condicionada a la acción de los 
vientos dominantes. Se inicia en 
Groenlandia, donde el agua se 
hunde al ser fría, salada y densa, 
y recorre los fondos atlánticos de 
norte a sur. En el Índico se 
bifurca, y una rama va hacia la 
India y otra hacia Japón donde 
asciende y vuelve en superficie 
hacia las corrientes de la India y 
retorna a Groenlandia. 
 
La cinta transportadora oceánica compensa el desequilibrio de salinidad y temperaturas 
existente entre el Atlántico y el Pacífico, y regula la cantidad de dióxido de carbono 
atmosférico ya que el agua fría al hundirse arrastra una gran carga de este gas. Una vuelta 
completa tiene una duración de varios centenares de años. Si se interrumpe o ralentiza esta 
corriente los efectos sobre el clima global serían desastrosos pues se podría producirse un 
enfriamiento del hemisferio norte (especialmente Europa). Por ejemplo, un incremento de 
precipitaciones sobre el Atlántico Norte o la fusión de los hielo de Groenlandia producirían la 
disminución de la densidad y salinidad del agua y por tanto la interrupción de su hundimiento. 
Al parecer, en los últimos 100.000 años la circulación global se ha interrumpido varias veces. 
Hace 13.000 años lo hizo durante 200 años por un calentamiento del Ártico provocado por 
variaciones del eje de rotación terrestre, considerado por algunos investigadores un factor 
clave que explicaría las glaciaciones del Cuaternario. El calentamiento global debido al 
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incremento del efecto invernadero por la actividad humana podría tener idéntico efecto, 
activando además un bucle de retroalimentación positiva al disminuir la captación de dicho gas 
por los océanos. 
 
 
5.8. El fenómeno de El Niño. 
 
Conocido también como ENSO (El Niño Southern Oscilation) u Oscilación del Sur, se trata de 
un fenómeno oceánico-atmosférico producido por la interacción de las aguas superficiales del 
océano Pacífico austral con la atmósfera circundante. Además, está relacionado con trastornos 
climáticos en muchas partes del mundo así como con alteraciones significativas en diversos 
tipos de ecosistemas tanto terrestres como marinos. 
 
ENSO neutral: en una situación atmosférica 
“normal” de la costa peruana los vientos 
alisios empujan hacia el oeste al agua 
superficial del Pacífico Sur, condicionando 
su enfriamiento y creando un “vacío” en la 
zona este, junto a las costas de Perú y 
Ecuador. Por este motivo el nivel del mar 
en Indonesia y Oceanía es 
aproximadamente medio metro más 
elevado que junto a las costas del Perú. 
Este descenso del nivel del mar produce un 
efecto de succión que da lugar a la elevación de la termoclina y a un afloramiento del agua 
profunda y rica en nutrientes procedentes del fondo, lo que fertiliza el fitoplácton y hace que 
la pesca aumente. Los alisios parten de un anticiclón de la isla de Pascua y concluyen en una 
borrasca situada en el lado occidental del Pacífico ecuatorial, en las proximidades del 
continente asiático, donde la baja presión meteorológica produce precipitaciones y tifones. En 
ocasiones los alisios soplan con más fuerza de lo normal y esta situación se intensifica, 
ayudado además por el ascenso de la corriente fría de Humboldt o del Perú, fenómeno que se 
conoce como La Niña, y ocurre cada 3-5 años y suele durar 1-3 años. 
 
El niño: este fenómeno se debe a un 
excesivo calentamiento superficial de las 
aguas del Pacífico oriental junto a las costas 
de Perú. Ocurre cada 3-5 años, alcanzando 
valores máximos en Navidad. No obstante, 
se han registrado con periodos de entre 2 y 
7 años. Suele durar 9- 12 meses. Se 
produce cuando los vientos alisios amainan 
y no arrastran el agua de la superficie 
oceánica hacia el oeste. Entonces, el agua 
superficial se caldea y se forma una 
borrasca, quedándose las nubes sobre la 
zona central del océano Pacífico o junto a la costa de Perú que en condiciones normales, es 
árida. No se produce el afloramiento porque persiste la termoclina y la corriente de Humboldt 
no llega a las costas sudamericanas, por lo que la riqueza pesquera decae. Sobre la zona 
occidental del Pacífico se produce un anticiclón, lo que da lugar a sequías en Indonesia, 
Australia y Filipinas. 
 
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Se ignora su causa, pero algunos científicos se inclinan a pensar que puede ser producto del 
calentamiento climático que hace disminuir el contraste térmico existente entre la costa 
oriental y occidental del Pacífico, disminuyendo la intensidad de los vientos alisios y, por tanto, 
la de las corrientes oceánicas. Otros lo achacan a un aumento de la actividad volcánica en las 
dorsales oceánicas próximas, que elevaría la temperatura del océano, impidiendo el 
afloramiento y favoreciendo la formación de una borrasca en ese lugar. Se ha podido 
demostrar la coincidencia de los años del Niño con un aumento de la actividad sísmica y de la 
temperatura del agua de la zona, pero el origen sigue sin esclarecerse. 
 
 
6. EL CLIMA 
 
La palabra clima viene del griego klima, que hace referencia a la inclinación del Sol. El estudio 
del clima y del tiempo ha sido un asunto que siempre ha ocupado a los científicos pues de las 
condiciones atmosféricas dependen muchas actividades humanas, desde la agricultura hasta 
un simple paseo por el campo. Por eso se ha hecho un esfuerzo ingente por predecir el tiempo 
tanto a corto como a medio plazo. El ser humano, por su parte, puede influir en el clima al 
cambiar su medio ambiente, tanto a través de la alteración de la superficie de la Tierra como 
por la emisión de contaminantes y productos químicos como el CO2 a la atmósfera. 
 
Además de los efectos de la radiación solar y sus variaciones, el clima siempre está bajo la 
influencia de la compleja estructura y composición de la atmósfera y de los mecanismos por 
los que ésta y los océanos transportan el calor. Los elementos constituyentes del clima son: 
temperatura, presión, vientos, humedad y precipitaciones. Tener un registro durante muchos 
años de los valores correspondientes a dichos elementos con respecto a 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 las precipitaciones, porque en gran parte los otros tres 
elementos o rasgos del clima están estrechamente relacionadoscon los dos que se han citado. 
 
El CLIMA es el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de 
la atmósfera en un punto de la Tierra durante un periodo largo de tiempo. Hablar de clima 
equivale así a resumir y a sintetizar las características del tiempo atmosférico durante un 
periodo de tiempo de al menos 20 o 30 años. 
 
El TIEMPO ATMOSFÉRICO se define como el estado de la atmósfera (temperatura, humedad, 
nubosidad…) en un lugar y en un determinado momento. Estos tipos de tiempo atmosférico 
cambian con el paso de las horas y los días, pero tienden a repetirse en ciclos anuales y en las 
mismas fechas aproximadamente. A esa repetición anual de tipos de tiempo es a lo que 
llamamos clima. 
 
Los elementos del clima dependen a su vez de una serie de factores que condicionan el clima 
de una región. Así pues, para cualquier área dada de la Tierra, debe considerarse no sólo su 
latitud (que determina la inclinación del Sol), sino también su altitud, el tipo de suelo y 
vegetación, la distancia del océano, la existencia de corrientes oceánicas, su relación con 
sistemas montañosos y lacustres, y otras influencias similares. El estudio del clima puede 
abordarse a diversas escalas. El término macroclima hace referencia a una región extensa y 
mesoclima a una más pequeña. Cuando una comarca, ciudad, ladera, etc., tiene un clima 
diferenciado del clima zonal decimos que es un topoclima. Además, llamamos microclima al 
que no tiene divisiones inferiores, como el que hay en una habitación, debajo de un árbol o en 
una determinada esquina de una calle. 
 
http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml
http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
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6.1. Formación de nubes y precipitaciones. 
 
Se define precipitación como la caída de agua sólida o líquida sobre la superficie terrestre. 
Para que se produzca es condición necesaria la formación de nubes por la condensación del 
vapor de agua atmosférico. La formación de nubes puede ocurrir de tres maneras: 
 
 Por convección térmica. Se producen en condiciones de 
inestabilidad atmosférica. Son típicas ZCIT y también son 
las responsables de las tormentas de verano en latitudes 
medias. Las masas de aire caliente ascienden al ser menos 
denso, originándose una columna de aire ascendente. 
Conforme sube se enfría hasta igualar su temperatura con 
la del aire circundante, deteniendo su ascenso. Si 
previamente alcanza una temperatura inferior al punto 
de rocío, comienza la condensación y se originará un 
cúmulo que marca el nivel de condensación. Si continúa 
desarrollándose la columna de convección la nube puede crecer y formarse un 
cumulonimbo. En los cumulonimbos existe mucha diferencia de temperatura entre su base 
y su cima lo que genera una fuerte corriente ascendente en el interior de la nube que 
eleva las gotas de agua de la base, haciendo que colisionen y se unan unas con otras 
durante el ascenso. Se forman así gotas de mayor diámetro que caen por su peso, creando 
una corriente descendente que interrumpe el ascenso del aire cálido y la borrasca se 
disipa. 
 
 Por ascenso orográfico. Cuando el aire caliente y 
húmedo encuentra en su camino un relieve 
importante, como la ladera una montaña, la 
remonta, asciende y se enfría originando 
nubosidad de desarrollo horizontal (estratos) y 
precipitación en la ladera de barlovento (donde 
sopla el viento). Se denomina “precipitación 
orográfica” u horizontal. En la ladera opuesta 
(sotavento) el aire llega seco, desciende y se 
comprime adiabáticamente y no llueve. Es una 
zona seca denominada “sombra pluviométrica”. Es 
el llamado efecto Foehn que toma su nombre de un viento del norte de los Alpes. Esto 
origina una vertiente muy húmeda y otra muy seca. 
 
 Por un sistema de frentes. Cuando chocan frontalmente dos masas de aire de diferente 
temperatura y humedad denominadas frentes. Las masas de aire no se mezclan sino que 
se comportan como sistemas aislados y chocan, generando lluvias y vientos debido al gran 
contraste térmico. Existen tres tipos de frentes: fríos, cálidos y ocluidos. 
 
 Frente cálido: se forma cuando una masa de aire caliente es la que se desplaza y al chocar 
con otra de aire frío asciende al ser menos densa. Como el ascenso es más lento se forman 
nubes de desarrollo horizontal (estratos). Son nubes que 
cubren el cielo de color gris plomo dejando pocas lluvias 
aunque persistentes, y nevadas. Sobre las capas más altas se 
originan cirros (indican buen tiempo si apenas se mueven y 
están dispersos, si se desplazan a gran velocidad indican que 
se acerca un frente). 
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 Frente frío. Se forma cuando una masa de aire frío se 
desplaza rápidamente y entra en contacto con una masa de 
aire caliente. Como es más densa se introduce por debajo 
como una cuña obligando a la masa de aire caliente a 
ascender, originándose nubes de desarrollo vertical 
(cumulonimbos) y precipitaciones intentas de tipo 
tormentoso. 
 
 Frente ocluido. Un frente ocluido se forma donde un frente 
caliente móvil más lento es seguido por un frente frío con 
desplazamiento más rápido. El frente frío con forma de 
cuña, alcanza al frente caliente y lo empuja hacia arriba 
(oclusión). Los dos frentes continúan moviéndose uno 
detrás del otro y la línea entre ellos es la que forma el 
frente ocluido. El aire cálido es forzado a elevarse, se enfría 
y provoca precipitaciones intensas. 
 
 
Tipos de nubes e hidrometeoros: 
 
Según su forma las nubes se clasifican en cuatro tipos básicos y 
diferentes tipos intermedios: Cirros: nubes altas, filamentosas y 
muy blancas, de aspecto delicado y plumoso, formadas por 
cristales de hielo (a más de 6.000 m); Nimbos: nubes medias, 
densas y oscuras, producen lluvias; Cúmulos: son nubes bajas, 
esponjadas. Parecen palomitas de maíz, algodón o coliflor (por 
debajo de 2.500 m); Estratos: son nubes bajas, de color gris 
claro y oscuro. Generalmente uniformes y cubren casi todo el 
cielo. Las nieblas son nubes de este tipo. 
 
Los principales tipos de hidrometeoros relacionados con las 
precipitaciones son: 
 
 Lluvia: precipitación de partículas líquidas de agua. Si el tamaña de la gota es 
my pequeño (menor de 0,5 mm) se llama llovizna. 
 
 Nieve: precipitación de pequeños cristales de hielo que se agrupan 
formando copos geométricos con características fractales. 
 
 Granizo o pedrisco: consiste en la 
precipitación de partículas irregulares de 
hielo. Suelen ser de pequeño diámetro (5 
mm) pero a veces, debido a la circulación 
ciclónica de la tormenta, las partículas 
ascienden y descienden originándose varias 
capas de hielo y aumentando su diámetro (5 
cm), pudiendo en ocasiones causar grandes 
destrozos en cultivos, personas y bienes 
materiales. 
 
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7. EL CLIMA EN LATITUDES MEDIAS 
 
7.1. El frente polar y la corriente en chorro. 
 
Es muy importante tener en cuenta que como consecuencia de la variación de la tasa de 
radiación solar incidente de un solsticio a otro tanto la ZCIT como todos los cinturones de 
borrascas y anticiclones no están situados siempre en el mismo sitio, sino que varían a lo largo 
del año. Así, durante el verano del hemisferio norte (desde el solsticio de verano al equinoccio 
de otoño) todos ellos se desplazanhacia el polo Norte; y en invierno de dicho hemisferio se 
desplazan hacia el polo Sur. 
 
Para entender cómo se regula el clima en latitudes 
medias debemos partir del modelo de circulación 
general de la atmósfera. Las zonas de choque entre 
los vientos levantes polares fríos (vientos que 
soplan del este) y los ponientes templados 
(westerlies o vientos del oeste) constituyen los 
llamados frentes polares y son áreas de gran 
inestabilidad atmosférica. Estos frentes rodean la 
Tierra en forma de línea ondulada, separando por 
un lado las borrascas subpolares (B) y por otro los 
anticiclones subtropicales (A) y son los que rigen el 
tiempo en las latitudes medias de cada hemisferio. 
 
Por otro lado, al meterse los vientos fríos del este por debajo de los 
cálidos del oeste estos son obligados a ascender hasta la 
tropopausa originando unas fuertes corrientes de viento (300 km/h) 
que debido al efecto Coriolis soplan desde el oeste hacia el este, 
tanto en el hemisferio norte como sur. Estas corrientes de viento 
son llamados jets stream o chorros. El que más nos afecta a 
nosotros es la corriente de chorro polar o midlatitude jet stream (o 
polar jet). El chorro puede adoptar forma rectilínea u ondularse de 
forma muy acusado, originando grandes meandros llamados ondas 
de Rossby. 
 
 
Si analizamos las imágenes de arriba observaremos como el frente polar separa un cinturón de borrascas 
subpolares de otro de anticiclones subtropicales al sur, que se desplazan de oeste a este debido a la influencia de 
la corriente de chorro. El clima de latitudes medias, y por tanto de España, va a depender de la latitud ocupada 
por las borrascas subpolares y los anticiclones subtropicales, que dependen a su vez de la posición del frente 
polar y la corriente de chorro. 
 
El chorro y el frente polar son dinámicos porque giran alrededor de la Tierra, se ondulan y 
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varían de latitud a lo largo del año. Las ondulaciones descendentes se llaman 
vaguadas y las ascendentes dorsales. 
 
En verano en el hemisferio norte, la corriente en chorro sopla con fuerza y su 
trayectoria es poco sinuosa. El frente polar se sitúa así en regiones circumpolares 
(paralelo 60º). Los anticiclones subtropicales se desplazan hacia el norte y las 
borrascas también situándose sobre los países nórdicos (norte de Gran Bretaña, 
Islandia…). 
 
En invierno disminuye la velocidad de la corriente en chorro y su trayectoria es 
sinuosa. La corriente en chorro y el frente polar se sitúan en latitudes más bajas 
(pueden descender hasta el paralelo 30ª). Esta situación es posible también en 
otoño y primavera. Las borrascas subpolares y los anticiclones subtropicales se 
desplazan hacia el sur. En las latitudes donde se sitúen se originarán borrascas 
ondulatorias de superficie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SITUACIÓN 1: el frente polar y el chorro polar se sitúan cerca del Polo Norte. Esto ocurre porque los anticiclones 
subtropicales y la ZCIT se desplazan hacia el norte durante el verano. 
SITUACIÓN 2: el frente polar y el chorro descienden hacia el sur durante el invierno junto con los anticiclones 
subtropicales y la ZCIT. La corriente en chorro se ondula en ondas de Rossby originando borrascas en latitudes 
medias, las ondas descendentes, y anticiclones, las ondas ascendentes. 
SITUACIÓN 3: posibilidad de estrangulamiento de los meandros originando borrascas ondulatorias que pasan al 
sur llevando aire frío, y anticiclones que llevan aire cálido al norte. 
 
7.2. El clima de España. 
 
El clima de España viene condicionado por tres factores principales: la posición del frente 
polar, la posición del país respecto del continente y las masas de agua. Pero junto a estos 
rasgos de conjunto existe una variada gama de climas regionales relacionados con la elevada 
altitud media y la compleja orografía de nuestro país. La influencia marítima se reduce a una 
estrecha franja en el litoral mediterráneo y cantábrico como 
consecuencia de los relieves costeros próximos; por el oeste y 
suroeste esta influencia penetra hacia el interior (valles del 
Tajo, Guadiana y Guadalquivir). 
 
La posición del anticiclón subtropical de las Azores determina 
en gran medida el clima en la Península Ibérica ya que puede 
“bloquear” la entrada de borrascas. Los vientos divergentes 
del anticiclón impiden la llegada de lluvias y originan intensas 
sequías. 
 
En verano el anticiclón está más cerca del Polo Norte y 
bloquea la entrada de borrascas, desviándolas hacia el norte 
de Europa. Las lluvias suelen ser de carácter tormentoso, por 
convección térmica de aire cálido y húmedo que origina nubes 
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de desarrollo vertical. En esta época también ejerce su influencia el anticiclón subtropical del 
Sahara, que se desplaza hacia el norte y origina vientos cálidos, secos y a veces cargados de 
polvo en suspensión que dan lugar a calimas. 
 
En invierno el anticiclón se desplaza hacia el Sur, lo que 
favorece la llegada de borrascas ondulatorias al interior de la 
Península. Pero debido al fuerte frío invernal en ocasiones se 
crea un anticiclón de bloqueo continental en el centro de la 
Península Ibérica debido a las bajas temperaturas que hacen 
que el aire descienda por subsidencia (la península se comporta 
como un continente). Esto da lugar a sequías, nieblas y heladas. 
Con el anticiclón de bloqueo invernal las lluvias son desviadas 
hacia la cornisa cantábrica y el norte de Europa. Las 
precipitaciones invernales se deben a la llegada de frentes, pero 
para que entren en toda la Península ha de deshacerse el 
anticiclón continental de bloqueo y solo es posible cuando el 
viento sopla fuerte y las borrascas ondulatorias son 
fuertemente empujadas. 
 
En primavera y otoño las temperaturas no son tan bajas y el anticiclón continental 
desaparece, y entonces es frecuente que entren las borrascas ondulatorias frontales. 
 
 
8. LOS RIESGOS CLIMÁTICOS. 
 
Son riesgos naturales asociados a fenómenos atmosféricos que puede generar un daño 
ecológico, social o económico en un lugar determinado. En España, el Plan Nacional de 
Predicción y Vigilancia de Fenómenos Meteorológicos Adversos define como fenómeno 
meteorológico adverso a todo evento atmosférico capaz de producir, directa o 
indirectamente, daños a las personas o daños materiales de consideración y son: tormentas, 
lluvias, nevadas, vientos, polvo en suspensión, temperaturas máximas y mínimas, olas de frío y 
calor, fenómenos costeros, galernas, risagas, nieblas, deshielos y aludes. A veces la inadecuada 
intervención del hombre en el territorio, por desconocimiento, por motivos de supervivencia o 
por motivos económicos, minusvalora o enmascara determinados riesgos naturales, 
convirtiéndolos en mixtos. 
 
 
GOTA FRÍA o DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos). 
Fenómeno frecuente en el mediterráneo español a fines del 
verano-principios del otoño, originado por la rotura de la 
corriente en chorro polar. Esta rotura de la corriente en chorro 
polar es debida a un exceso de curvatura por la pérdida de 
velocidad de dicha corriente. La masa de aire frío se acumula a 
gran altura, no percibiéndose en la superficie. Pero cuando 
este embolsamiento de aire frío llega a latitudes más bajas 
(30-45º) se ve rodeado de aire más cálido, de modo que 
precipita rápidamente hacia la superficie. El rápido descenso 
del aire frío provoca el rápido ascenso de aire cálido de la 
superficie, originando borrascas de lluvias intensas y 
torrenciales en el levante español. Estas lluvias traen como consecuencia importantes 
inundaciones 
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1) Vientos del oeste y chorro polar 
con índice de circulación alto. 2) 
Ondulación del chorro y de la 
corriente general del oeste, con 
formación de una amplia vaguada. 
3) Profundización de la vaguada, 
con progresivo descenso hacia el sur 
del aire frío de latitudes superiores. 
4) Estrangulación de la vaguada y 
aislamiento de la gota fría dentro 
del aire cálido, y reconstrucción del 
chorro hacia el norte (según Llasat, 
1991) 
 
 
TORMENTA. Una tormenta consiste en una o varias 
descargas bruscas de electricidad atmosférica que se 
manifiesta por su brevedad e intensidad (relámpago) o por 
el ruido seco o un rugido sordo (trueno). Abarcan un 
territorio relativamente pequeño y duran entre 30 y 60 
minutos. Son típicas del verano. En una tormenta la 
convección es fuerte y los cristales de hielo de la parte 
superior de la nube quedan cargados positivamente al 
electrificarse. Las gotitas de agua quedan con carga negativa 
y la superficie terrestre bajo la nube con carga positiva. Las 
cargas se acumulan en lugares puntiagudos, como árboles, 
torretas, postes, antenas…etc. El exceso de carga puede 
electrizar el pelo de los animales, de las personas o provocar 
los resplandores en los barcos llamados fuegos de San 
Telmo. Uno de los peligros de las tormentas son los rayos: 
fuertes corrientes eléctricas que transportan cargas negativas. Los rayos fijan el nitrógeno 
atmosférico pero constituyen un riesgo elevado al poder provocar incendios, muerte de 
animales y personas. Debemos tomar precauciones si nos encontramos en campo abierto. 
 
Si la tormenta es de nieve y los vientos son superiores a 50Km/h se generan ventiscas, muy 
peligrosas por colapsar el tráfico al impedir la visibilidad. 
 
 
VENDAVALES. Vientos que circulan a alta velocidad, superior a 75Km/h, que pueden provocar 
grandes daños. En el Norte peninsular se han llegado a registrar vientos de 190 km/h. Y este 
último invierno se han registrado en nuestra zona vientos de más de 80 km/h asociados a 
profundas borrascas ondulatorias. 
 
 
TORNADOS. Son vórtices ciclónicos donde el aire asciende a gran 
velocidad (160-450Km/h) formando remolinos en cuyo interior se 
produce un descenso de presión que puede superar los 100-
150mb. Este hecho añadido a que su diámetro es estrecho (un 
centenar de metros a lo sumo) le dota de una gran capacidad 
destructiva por el efecto de succión en la zona central. Son 
típicamente norteamericanos aunque pueden formarse en otras 
zonas de latitudes medias. 
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HURACANES, CICLONES O TIFONES. Fenómeno 
meteorológico enormemente destructivo producido por 
el ascenso de grandes masas de aire muy caliente y 
húmedo hasta la estratosfera, provocando lluvias 
torrenciales y enormes torbellinos. Ocurre en las zonas 
intertropicales, al norte y sur del ecuador, 
preferentemente en verano y otoño. Se forman sobre el 
mar aunque cuando entran en tierra pierden fuerza 
transformándose en borrascas normales, pero si regresan 
al mar pueden reactivarse. La velocidad de giro en torno 
al ojo del huracán va desde los 120 Km/h hasta los 
250Km/h en los de categoría 5. Provocan inundaciones y 
cuantiosos daños personales y humanos. El nombre de 
huracán, ciclón o tifón describe el mismo fenómeno en 
distintos lugares geográficos. 
 
 
SEQUÍAS. Descenso acusado de las precipitaciones en una 
zona más o menos extensa durante un periodo de tiempo prolongado. En las zonas de sequía 
la evapotranspiración es superior a las precipitaciones. Pueden estar causadas por fenómenos 
como el Niño, pero sobre todo por la presencia de un anticiclón de bloqueo. Tienen graves 
consecuencias sobre la vegetación, cultivos, y los suministros de agua en general. El sureste 
español, la depresión del Ebro y las mesetas son zonas de riesgo de sequía en nuestro país. La 
sequía meteorológica causada por la escasez de lluvias cuando perdura origina una sequía 
hidrológica, cuando la demanda natural de agua supera la disponibilidad de la misma. 
 
 
9. LOS GRANDES CAMBIOS CLIMÁTICOS HISTÓRICOS. 
 
La mayor parte de los elementos climáticos varían con el tiempo. Un cambio climático es una 
variación que persiste, como mínimo, durante décadas. Una variación que dura varias décadas, 
para retornar después a su valor original se le califica de fluctuación climática. 
 
La Paloeoclimatología es la ciencia que estudia el paleoclima o clima de la Tierra en épocas 
geológicas pasadas. La Geología proporciona ciertas claves al estudiar el registro geológico. 
Conocemos bastante de la evolución de las temperaturas, las precipitaciones y otras variables 
climatológicas, aunque quedan bastantes incertidumbres. Las variaciones de la temperatura 
media terrestre que dieron lugar a las glaciaciones registradas desde el Precámbrico hasta la 
actualidad pueden deberse a distintas causas o factores. 
 
a) Factores astronómicos: Hay indicios de que los cambios climáticos producidos en períodos 
superiores a 20.000 años están relacionados con los parámetros orbitales de la Tierra, a 
medida que ésta se desplaza a través del espacio (ciclos de Milankovich, repasar la Unidad 
1). 
 
b) Factores solares: la variación de la constante solar debido a la alternancia de épocas de 
alta actividad solar con épocas de baja actividad, que alcanzan valores máximos y mínimos 
cada 11 años. No pueden provocar grandes cambios. La “pequeña edad del hielo” 
coincidió con una época de baja actividad; la variación de la naturaleza de la radiación 
emitida podría disminuir la cantidad de radiación solar visible, pero no es significativa. 
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c) Factores geológicos: la deriva continental explica la distribución 
de mares océanos y continentes a lo largo del tiempo, factor de 
gran influencia en el clima global; el albedo de los océanos 
cambia según el ángulo de incidencia de la radiación solar 
incidente, mayor cuanto más bajo es el ángulo; la presencia de 
masas continentales en latitudes altas impide la llegada de 
corrientes cálidas desde las zonas ecuatoriales, provocando el 
aumento de la criosfera y del albedo. La formación de gruesas 
capas de hielo sobre los polos puede ser el inicio de una 
glaciación; la actividad volcánica puede provocar el enfriamiento 
transitorio pero no una crisis climática prolongada ni un periodo glacial como la anterior 
(tras la explosión del Krakatoa (1883) se comprobó que a un enfriamiento inicial, debido a 
la gran emisión de polvo, le seguía un mecanismo de autolimpieza atmosférico que 
concluía en un aumento de la temperatura debido a la mayor persistencia de las emisiones 
de CO2); el impacto de meteoritos de diámetro superior a 0,5 km podría provocar un 
cambio drástico y global de las condiciones climáticas, así como una catástrofe sobre la 
biosfera, como a fines del Mesozoico (extinción de los dinosaurios). 
 
 
La primera era glacial (2400-2100 m.a.) a principios del 
Proterozoico es la Glaciación Huroniana. Se supone que 
pudo ser producida por diferentes factores como el 
aumento de tamaño de los continentes (formación de 
Pangea I con la consiguiente interrupción de corrientes 
oceánicas que redistribuyen la energía térmica) y la 
disminución del CH4 atmosférico al reaccionar con el O2 
producido por las bacterias fotosintéticas. 
 
La segunda era glacial y probablemente la más severa 
(850-635 m.a.) al final de Precámbrico (periodo 
Criogénico). Afectó a casi todo el planeta y sus causas son 
discutidas. El globo entero quedó cubierto de hielo: Tierra 
bola de nieve o Snowball Earth. Se piensa que terminó 
debido al incrementode CO2 atmosférico emitido por los volcanes y el consiguiente “efecto 
invernadero”. 
 
La tercera era glacial, una glaciación menor llamada glaciación andeana-sahariana, sucedió entre el 
Ordovícico y el Silúrico, hace 450 m.a., y duró sólo 20 m.a.. De ella hay huellas en el Sáhara. Su causa 
parece ser el desplazamiento del supercontinente Gondwana hacia el Polo Sur y produjo una extinción 
masiva de los seres vivos. 
 
La cuarta era glacial (350 y 250 m.a.) entre los periodos Carbonífero y Pérmico, debido al parecer a la 
formación del Pangea II. De ella hay huellas en Sudamérica, Sudáfrica, Australia,… lo que fue aportado 
por Wegener como una prueba de su teoría de la deriva continental. Además de la causa apuntada 
anteriormente, es posible que la reducción del CO2 atmosférico por la formación de carbón y de 
carbonatos y la disminución del vulcanismo tuvieran algo que ver. 
 
Pero también hubo en la historia de la Tierra épocas en que las temperaturas medias fueron 
notablemente más altas, por ejemplo en el Cámbrico (600 y 430 m.a.). Las temperaturas globales 
medias de unos 22ºC permitieron un gran desarrollo de las especies de seres vivos que se conoce como 
la explosión Cámbrica. Más adelante, a finales del Pérmico, hubo un periodo de aridez y desertización 
denominado desertización del Pérmico que se prolongó hasta el Cretácico, la época de los dinosaurios. 
Se estima que la temperatura global media de la superficie terrestre pudo alcanzar valores entre 20 y 
24ºC, frente a los 15ºC que tenemos hoy en día. Su origen tal vez estuvo en la formación de un 
La Tierra ha pasado al menos por cinco eras glaciales. 
 
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anticiclón de gran tamaño sobre el supercontinente Pangea II y terminó con la fragmentación del 
mismo. 
 
En la actualidad la Tierra está en una quinta era glacial, con un continente permanentemente 
helado: la Antártida. Hace unos 40 m.a. la Antártida se separó de Sudamérica y se formó la fría 
corriente circumpolar antártica que aisló el continente de la influencia de otras corrientes 
marinas más cálidas y se formó una capa de hielo sobre ella. La glaciación se intensificó a 
finales del Plioceno, hace 3 m.a., con la extensión de capas de hielo en el hemisferio norte, y 
continuó durante el Pleistoceno. Desde entonces el mundo ha pasado periodos de glaciación 
con el adelanto y retroceso de las capas de hielo durante miles de años. El periodo glacial más 
reciente en sentido amplio, conocido como Edad del Hielo (Ice Age), acabó hace unos 10.000 
años por lo que ahora nos situamos en un periodo interglacial en el que las fluctuaciones 
climáticas más importantes han sido: 
 
 Optimo climático del Holoceno (7000-5000 años) con temperaturas 2 o 3 grados 
superiores a las actuales. Los hielos retrocedieron y el nivel del mar subió hasta 3m. las 
lluvias monzónicas afectaron al Sahara y Oriente Medio, lo que repercutió en el auge de 
Egipto y Mesopotamia. Numerosas pinturas rupestres encontradas en Argelia y otros 
lugares muestran que en aquel tiempo tal desierto era un vergel. 
 
 Óptimo climático medieval (1000-1200 dC). La fusión de parte del Ártico permitió a los 
vikingos explorar el Atlántico Norte y llegar a Groenlandia e Islandia y América del Norte. 
Entre este óptimo y el anterior se suceden épocas cálidas y frías, predominando las cálidas. 
 
 Pequeña edad del Hielo (1200-1900 dC). Tras el óptimo medieval se produjo una pequeña 
glaciación que hizo avanzar los hielos polares. En el s. XIV el intenso frío y la sequía 
provocaron malas cosechas, hambrunas, plagas como la peste negra. Desde entonces a la 
actualidad las temperaturas se han ido suavizando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Todas estas fluctuaciones son tan rápidas que no pueden ser atribuidas a los ciclos de 
Milankovitch, sino que parecen causadas por variaciones de la actividad solar interna 
(manchas solares).