¿Qué es el sistema climático?
El sistema climático está formado por la atmósfera, la hidrosfera, la criosfera, la litosfera y la biosfera. Su interacción es determinante.
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El sistema climático terrestre consta de 5 componentes principales: atmósfera, hidrosfera, criosfera, litosfera y biosfera, además de las interacciones entre sí. El sistema climático evoluciona en el tiempo bajo la influencia de su propia dinámica interna pero también por efecto de los forzamientos externos: erupciones volcánicas, variaciones en la actividad solar, etc.
También incluyen a los forzamientos antropogénicos, como es el cambio en la composición de la atmósfera por emisiones de gases de efecto invernadero o la modificación del uso del suelo.
Los elementos o subsistemas climáticos
Analizamos a continuación los diferentes subsistemas que lo componen y sus interacciones que también forman parte del sistema climático.
La atmósfera
La atmósfera es la parte del sistema climático conformada por la capa de gas que envuelve a la Tierra y que se mantiene unida al planeta por la fuerza de la gravedad. Formada mayoritariamente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%), pero también por vapor de agua, gases nobles como el helio y argón, y gases de efecto invernadero (CO2 y ozono, por ejemplo).
También contiene nubes (agua líquida o sólida) y aerosoles (partículas líquidas o sólidas en suspensión).
La atmósfera es imprescindible para la vida en la Tierra. Tiene función reguladora de la temperatura, al atrapar parte de la radiación terrestre emitida, permitiendo unas temperaturas óptimas para la vida. Por otro lado, nos protege de la radiación ultravioleta del Sol gracias a la capa de ozono que absorbe esta radiación que puede resultar dañina.
Además, es clave en el ciclo hidrológico, ya que contiene vapor de agua y agua en estado líquido y sólido (nubosidad). También se producen precipitaciones hacia la superficie terrestre.
La hidrósfera
Es la parte del sistema climático constituido por toda el agua en todos sus estados que se encuentra bajo y sobre la superficie de la Tierra. Ésta incluye los océanos, mares, ríos, lagos, aguas subterráneas, el hielo y la nieve.
El 71% de la superficie es agua en nuestro planeta, y de ella, el 97% es agua salada de mares y océanos, mientras que el 3% restante se encuentra en la atmósfera y los continentes en forma de agua dulce. Aproximadamente el 70% del agua dulce está congelada.
El agua sufre procesos de cambio de estado y de transporte que juntos configuran el ciclo hidrológico o ciclo del agua. De esta forma, la hidrosfera es un componente clave del sistema climático que ayuda a regular el clima, permite que exista vida en el planeta Tierra y contribuye al modelado del relieve.
La criosfera
Es el componente del sistema climático que incluye las zonas del planeta donde el agua se encuentra en estado sólido. Esto incluye el hielo de mares, ríos y lagos, la nieve, los glaciares y las capas de hielo y terreno congelado (incluyendo el permafrost).
Es decir, la conforma la totalidad del agua en estado sólido situada tanto por encima como por debajo de la superficie continental y de la oceánica. Se estima que alrededor de tres cuartas partes del agua dulce mundial forman parte de la criosfera.
Tiene una influencia directa sobre el clima gracias a la alta reflectividad de la radiación solar que tienen el hielo y la nieve (alto albedo). De hecho, este tipo de superficies pueden llegar a reflejar hasta el 80% o 90% de la radiación solar incidente.
Gracias a su alta capacidad de reflexión de la luz solar, ayudan a limitar el calentamiento sobre estas superficies, de forma que actúa como un regulador de la temperatura del planeta.
Además, las variaciones estacionales en la extensión de superficie helada y/o nevada ocasionan diferencias en el balance de energía superficial a escala global a lo largo del año, traduciéndose en variaciones en la temperatura del planeta.
La litosfera
La litosfera es la parte superior de la Tierra, compuesta por la corteza y parte del manto superior. Se puede hacer esta distinción:
- Litosfera oceánica: Formada por la corteza oceánica y el manto externo terrestre. Constituyen los fondos oceánicos con sus fosas y dorsales. Es más delgada que la litosfera continental, las zonas de litosfera oceánica llegan hasta unos 150 km de profundidad. Está formada en su mayoría de basaltos.
- Litosfera continental: Formada por la corteza continental y la parte externa del manto terrestre. Su profundidad puede alcanzar los 250 km. En ella se encuentran los continentes, los sistemas montañosos, etc.
La litosfera está dividida en fragmentos llamados placas litosféricas, también conocidas como placas tectónicas. Presentan distintas dimensiones que pueden variar con el tiempo.. Las placas litosféricas se mueven unas con respecto a otras, impulsadas desde el interior terrestre por la redistribución del calor interno.
Es justamente en las zonas de interacción entre las placas (límites o bordes) donde se desarrollan los procesos de vulcanismo, sismicidad y creación de relieve.
La biosfera
Es la parte del sistema formado por el conjunto de seres vivos del planeta Tierra y sus relaciones. Está constituida por la vida y su área de influencia, desde el subsuelo hasta la atmósfera.
Por tanto la biosfera abarca todos los ecosistemas y organismos vivos e incluye también la materia orgánica muerta resultante de estos organismos (restos orgánicos), la materia orgánica del suelo y los detritus oceánicos. Por tanto, la biosfera está constituida por toda la zona gaseosa, sólida y líquida de la superficie terrestre que está ocupada por los seres vivos.
La función principal de la biosfera es la de proporcionar las condiciones favorables para todas las especies de vida terrestre. Por un lado, la flora continental altera la rugosidad del terreno, el albedo, la evaporación, la escorrentía y la capacidad de almacenamiento de humedad en el suelo. Todo ello influye en el balance radiativo del planeta.
Además, la biosfera influye sobre el balance de O2 y CO2 atmosférico y oceánico a causa de la función fotosintética del reino vegetal. También influye sobre la presencia de otros gases de efecto invernadero como el vapor de agua, el N2O y el CH4. Por último, es sensible a las alteraciones del clima y, a su vez, provoca nuevas alteraciones climáticas (retroalimentación).
Cambios en el sistema climático
La estabilidad del sistema climático puede verse comprometida por cualquier tipo de cambio en sus elementos. Durante toda la historia del planeta ha ido evolucionando, tanto por modificaciones inherentes a su propia dinámica interna, como por la acción de forzamientos externos.
Tipos de cambio
Los cambios pueden categorizarse en función de la procedencia de los mismos. De esta manera, podemos distinguir:
- Variaciones internas: Los componentes pueden sufrir cambios, sin necesidad de que algo exterior los provoque, simplemente por su propia variabilidad interna.
- Forzamientos externos: Cambios a raíz una variación en el flujo radiativo neto en la tropopausa o en la parte superior de la atmósfera, debida a una variación externa del sistema climático. Las erupciones volcánicas son forzamientos externos, pero también están los antropogénicos, que causan cambios en la composición de la atmósfera.
Los cambios en los componentes del sistema climático, afectan a su equilibrio, por lo tanto, influyen en el clima global. Se define así al cambio climático, como la variación global del clima de la Tierra, al conjunto de modificaciones en uno o varios elementos del sistema climático. Esta variación se puede deber a causas naturales o, como actualmente, sobre todo a la acción del hombre.
Por tanto el cambio climático afecta a parámetros relacionados con los distintos elementos del sistema: la atmósfera (aumento de la temperatura media, cambios en el patrón de precipitaciones, cambios en la cobertura nubosa, etc) la hidrosfera (ascenso nivel medio del mar, aumento de la temperatura, etc), la criosfera (disminución la superficie de hielo terrestre o marino), etc.