CLIMATOLOGIA 2010 PRÁCTICO - 5

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1 CLIMATOLOGIA 2010 PRÁCTICO - 5 LA CLASIFICACIÓN DE C.W.THORNTHWAITE Consideraciones generales La idea más original de C.W.Thornthwaite consiste en comparar los aportes de agua con las pérdidas que, bajo un clima dado, resultan de los fenómenos de evaporación. Designando bajo el vocablo evapotranspiración a la cantidad de agua perdida tanto por la evaporación desde la superficie del suelo o las napas líquidas subyacentes como por la transpiración vegetal, se define una magnitud que no es una propiedad característica de la atmósfera en las cercanías del suelo, puesto que los valores que pueda tomar estarán limitados cada vez que la disminución de humedad en el suelo reduzca la cantidad de agua evaporable. Esto ha conducido a Thornthwaite a imaginar la hipótesis de mantenerse siempre en las mejores condiciones al respecto, estimando qué sucedería si las superficies evaporantes, sean suelo o vegetación, tuvieran constantemente suficiente agua a su disposición. Es así que introduce el concepto de evapotranspiración potencial, que sería la evapotranspiración efectuada si el agua evaporable fuera renovada constantemente en su origen, sea éste edáfico o biótico. Se calcula o se estima a partir de datos climatológicos simples, mediante métodos cada vez más perfeccionados. Es de señalar que la evapotranspiración potencial constituye una variable climatológica, independiente del suelo y de la vegetación, y dependiendo únicamente de las condiciones atmosféricas. De ahí que muchas veces se asimila el término evapotranspiración potencial a demanda atmosférica. Es de señalar asimismo que la evapotranspiración potencial constituye una aproximación generalmente satisfactoria de las necesidades de agua del suelo. Contrariamente a lo que podría creerse, el sistema de clasificación de Thornthwaite no hace uso alguno de consideraciones sobre el tipo de vegetación. La clave del sistema está constituida por el cálculo de dos índices que expresan, para el conjunto del año medio, el grado de sequía y el grado de humedad de una región. Se definen los déficits anuales y los excedentes anuales de agua comparando, por un lado, la evapotranspiración real (ETR) con la evapotranspiración potencial (n o ETP), y por el otro las precipitaciones con la evapotranspiración real. Esta última se calcula teniendo en cuenta las cantidades de agua que el suelo puede brindarle a la vegetación cuando sus necesidades de agua (mensuales) se hacen superiores a los aportes por precipitación.

2 Variables e índices básicos. Llamando: n (water need) a las necesidades de agua anuales (de la vegetación), expresadas por el valor de la evapotranspiración potencial (ETP), e.r. a la evapotranspiración real (ETR), calculada según el método de balance hídrico de Thornthwaite d al total anual de los déficits de agua mensuales de agua s al total anual de los excedentes mensuales p al total anual de las precipitaciones se tienen para todo el año medio, las siguientes relaciones simples: d = n e.r. s = p e.r. Los primeros índices a calcular son: Indice de humedad I h = 100 * s / n Indice de aridez I a = 100 *d / n Los cuatro criterios de la clasificación de Thornthwaite 1. El primer símbolo proviene de un Indice Global de Humedad (I m = moisture index) que resulta de una combinación entre I h e I a. El índice o razón de aridez posee un límite superior que se alcanza cuando e.r. es nula, lo cual sólo se presenta en las regiones donde no ocurre ninguna precipitación en el año. En estos casos la deficiencia de agua es exactamente igual a las necesidades y la razón de aridez (que es siempre positiva), llega al máximo de 100% Pero tal límite teórico no existe en el sentido contrario, donde la precipitación y la evapotranspiración real quedan independientes entre sí, por lo que la razón de humedad I h excede el 100% en las regiones donde la precipitación sobrepasan a la evapotranspiración real en una cantidad superior a las necesidades determinadas por la demanda atmosférica (ETP). Teniendo en cuenta que el excedente y el déficit hídrico se presentan generalmente en estaciones diferentes, se puede tener una mejor apreciación global incorporando el Indice Global de Humedad a las dos razones I h e I a con signos opuestos. Y aunque un excedente de agua no puede siempre compensar una insuficiencia posterior, hay una cierta tendencia a la regulación, por la existencia de ciertas reservas (humedad del subsuelo, eventuales napas freáticas, etc.) más profundas que las que se consideran en balances hídricos simplificados como el del propio Thornthwaite. Estas reservas reducen

3 en parte los efectos de sequía, sobre todo si la vegetación contiene plantas perennes vivaces con raíces profundas. En este caso la transpiración continúa, pero a un ritmo más lento. Thornthwaite formula entonces la hipótesis de trabajo siguiente: Cada excedente de 6 mm de agua en cierta estación podía ser suficiente para inhibir la falta de agua en las estación siguiente hasta un total del 10 mm. En base a esta hipótesis se le da más peso a la razón de humedad que al cociente de aridez Ia, afectando a este último con un coeficiente de 6 décimos (6/10). De tal manera en Indice Global de Humedad: I m = I h 0.6 * I a o escrito de otro modo I m = 100*s 60*d n Tomando la escala de valores con intervalos de 20 en 20% del I m, se clasifican nueve tipos climáticos, desde tipo Arido (-60 < I m < -40) al tipo Perhúmedo (I h 100). Estos tipos climáticos están designados por una letra mayúscula, la primera de las cuatro que caracterizan los esquemas de Thornthwaite. TABLA I Tipo climático Letra Indice Global Perhúmedo A I m > 100 Húmedo B > I m > 80 B 3 80 > I m > 60 B 2 60 > I m > 40 B 1 40 > I m > 20 Sub-húmedo a húmedo C 2 20 > I m > 0 Seco a sub-húmedo C 1 0 > I m > -20 Semiárido D -20 > I m > -40 Arido E -40 > I m > La segunda letra se destina a resaltar el rasgo dominante de la Variación estacional de la humedad efectiva.

4 Para ello se determinan diez clases: cinco para los climas húmedos (I m > 0), donde se considera el valor de I a concomitantemente con la importancia del déficit, y eventualmente, la estación en la cual se presenta, y cinco para los climas secos (I m < 0), considerando esta vez el valor de I h, la importancia del excedente y la estación en la cual aparece. TABLA II Variación estacional de la humedad efectiva Símbol o Significado r Sólo climas húmedos (A, B, C 2 ) I a < 16.7 Poco o ningún déficit en cualquier estación d Sólo climas secos (C 1, D, E) I h < 10 Poco o ningún excedente en cualquier estación. s Variación estacional de humedad de carácter moderado, siendo el verano la estación más seca.. En climas húmedos (A, B, C 2 ) 16.7 < I a < 33.3 Déficit estival moderado.. En climas secos (C, D, E) 10.0 < I h < 20.0 Excedente invernal moderado w Variación estacional de humedad de carácter moderado, siendo el invierno la estación más seca.. En climas húmedos (A, B, C 2 ) 16.7 < I a < 33.3 Déficit invernal moderado.. En climas secos (C, D, E) 10.0 < I h < 20.0 Excedente estival moderado. s 2 Fuerte variación estacional de humedad, siendo el verano la estación más seca.. En climas húmedos I a > 33.3 Gran déficit estival.. En climas secos I h > 20.0 Gran déficit invernal. w 2 Fuerte variación estacional de humedad, siendo el invierno la estación más seca.. En climas húmedos I a > 33.3 Gran déficit invernal.. En climas secos I h > 20.0 Gran déficit estival. 3. El tercer símbolo expresa el Índice de eficacia térmica, y aparece en segunda posición en la fórmula. Se establece directamente de los valores de la evapotranspiración potencial, expresados en milímetros de la capa de agua equivalente, clasificando las regiones del planeta en nueve grupos, del clima de hielo ( n > 142 mm) a tipo megatermal (n > 1140 mm).

5 TABLA III Eficacia térmica media anual Indice de eficacia térmica = ETP en mm. Símbolo Tipo de clima n > 1140 A Megatermal 1140 > n > 997 B 4 Cuarto mesotermal 997 > n > 855 B 3 Tercer mesotermal 855 > n > 712 B 2 Segundo mesotermal 712 > n > 570 B 1 Primer mesotermal 570 > n > 427 C 2 Segundo microtermal 427 > n > 285 C 1 Primer microtermal 285 > n > 142 D Clima de tundra 142 > n E Clima de hielo 4. El cuarto símbolo traduce la concentración estival de la eficacia térmica. Para ello se toma el cociente entre la evapotranspiración potencial de los 3 meses de verano sobre la de todo el año, en porcentaje, obteniéndose 8 clases según la tabla siguiente: TABLA IV Concentración estival de la eficacia térmica (ETP de los 3 meses de verano / ETP anual) * 100 Símbolo de Thornthwaite Valores inferiores a 48.0 a Entre 48.0 y 51.9 b 4 Entre 51.9 y 56.3 b 3 Entre 56.3 y 61.6 b 2 Entre 61.6 y 68.0 b 1 Entre 68.0 y 76.3 c 2 Entre 76.3 y 88.0 c 1 Valores superiores a 88.0 d Los caracteres del clima de un lugar se expresan en definitiva por la sucesión de cuatro letras indexadas que indican en su orden: el grupo climático según el índice global de humedad, el tipo de eficacia térmica media anual según el valor anual de la ETP tomada directamente como elemento climático, el tipo de variación estacional de la humedad efectiva, utilizando las razones de aridez o de humedad según el caso, y el grupo de la concentración estival de la eficacia térmica.