VI. MODELANDO RÍTMICAMENTE
¿Hablan los cielos en alguna ocasión? Las cuatro
estaciones llegan y pasan y todas las criaturas medran y crecen. ¡Hablan los cielos en toda ocasión! |
Chung Yung, HSÜN-TZU, siglo III a.C. |
EN CAPÍTULOS anteriores hemos dado ejemplos de especulaciones
absurdas o contradictorias. Especular significa sacar conclusiones por medio
de razonamientos simples, reduccionistas, generalmente cualitativos y frecuentemente
infundados. Tratar de explicar y predecir el clima de esta manera es casi perder
el tiempo.
Creo que de los capítulos precedentes queda claro que el sistema climático es muy complejo, pues en él participa gran cantidad de parámetros, variables e interacciones. Es decir, el clima es la combinación de muchos procesos acoplados, los cuales son principalmente físicos, pero también los hay químicos, biológicos, sociales, etcétera.
Recordemos dos ejemplos de especulaciones absurdas: primero, dado que el 3 de enero es cuando el Sol está más cerca de la Tierra, ese día ha de ser uno de los más calurosos del año; y segundo, como al ascender a una alta montaña nos acercamos al Sol, allá debe hacer más calor.
Recordemos un ejemplo de especulación contradictoria: a más calor, más lluvia (en casi todo México el tiempo de aguas es en verano), pero un californiano o un mediterráneo dicen lo contrario; ... es que el calor evapora agua de la superficie y este vapor luego se condensa y precipita; ... pero el vapor de la atmósfera sólo se condensa cuando se enfría (por expansión adiabática y otros mecanismos); entonces el frío puede propiciar la precipitación.
Las deducciones simplistas también confunden causa y efecto: es común que donde llueve mucho haya vegetación exuberante; pero no es claro si en un sitio particular hay árboles porque llueve o llueve porque hay árboles. Es bien conocido el hecho de que en el Sahel (margen meridional del Sahara) hay sequía desde hace varios años, y junto con ella hay deforestación, causada principalmente por pueblos nómadas que se desplazan hacia el sur con sus rebaños en busca de pastura. Comúnmente se achaca a los pastores la culpa de la sequía (... a más de corneados, apaleados); se supone que acabar con las plantas da al traste con la lluvia. Sin embargo, y yo le voy más a esta versión de los hechos, recientes investigaciones apuntan en sentido contrario: la sequía (una fluctuación persistente del clima a gran escala) obliga a los sahelianos a emigrar al sur tras la vegetación, la cual es arrasada por sus ganados y por lo tanto el desierto crece. Como reza un antiguo aforismo: "Sequía genera sequía."
NADIE SABE CÓMO ALIVIA, TODOS SABEN QUE SÍ ALIVIA
Con esta frase se anunciaba un popular medicamento; queriendo decir que si lo ingiere se compone, aunque se ignore la relación causa-efecto o el principio biomédico que sustenta la curación.
También a veces se procede así en la ciencia. Alguien descubre que cuando pasa cierta cosa allá, pasa otra acá; sin relación de causalidad explícita. Veamos un ejemplo: se habla mucho de que las alteraciones (en cosa de años) de la actividad solar afectan al clima; esa actividad incluye las manchas solares, las ráfagas, etc. En realidad, esas variaciones del Sol producen cambios en la radiación recibida por la Tierra; pero son tan pequeños en intensidad y duración que no es obvio cómo pueden afectar al clima. Tal vez sí haya una conexión física de causa-efecto; pero hasta ahora no es clara, posiblemente por falta de conocimientos; o quizá no hay tal causalidad y es sólo casualidad; o tal vez esas correlaciones no son significativas. Algunos piensan que con artificios estadísticos se pueden encontrar cosas raras como, por ejemplo, una correspondencia entre el color de la camisa que trae hoy (usted lector, aquí en México) y la lluvia que caerá mañana en los Montes Urales.
Sin embargo, aunque la magnitud de la causa parezca insignificante comparada con la del supuesto efecto, es posible un vínculo físico real entre ellos, un gatillo, o sea, un mecanismo de disparo que desencadena un proceso que estaba a punto de ocurrir y sólo le faltaba un empujoncito. P. ej., la gota que derramó el vaso, la chispa que inició el incendio, o también la mecha de un explosivo y el soplo que derrumba un castillo de naipes.
NUBE EN EL CERRO, SEÑAL DE AGUACERO
Las escalas de espacio y tiempo en los diferentes fenómenos meteorológicos y climáticos deben diferenciarse claramente y no revolverse. Como muestra tenemos los siguientes casos: los cambios de temperatura a lo largo de un día tienen que ver con la inercia térmica del suelo y del aire, los cuales reaccionan rápidamente al frío y al calor; en cambio, la variación de temperatura a lo largo del año tiene que ver con la inercia térmica del océano, el cual reacciona lentamente. La gente sabe de qué rumbo vienen las nubes que traen lluvia a su pueblo o colonia; pero esa regla falla cuando trata de aplicarse al país completo.
Otros ejemplos: uno, para explicar la diferencia entre el clima actual y el de la segunda mitad del siglo XVII no hay que fijarse en la deriva continental, que sólo tiene importancia en una escala de cientos de millones de años; otro, hasta hoy la contaminación no afecta significativamente el clima global, pero sí el de una ciudad.
Incluso los refranes, cuando tratan asuntos del clima, pierden universalidad. V. gr., el que dice: "Nube en el cerro señal de aguacero, nube en el llano señal de verano." Este proverbio es tal vez de origen español, y por lo tanto sólo se aplica a climas de régimen mediterráneo (cuyo tiempo de aguas se da en invierno), pues en climas monzónicos (como el que rige en la mayor parte de México) los aguaceros son en verano, por lo que no se cumple la segunda parte del refrán, que quiere decir que las nubes en el llano son señal de que no va a llover. De cualquier modo, su primera parte es válida allá y acá. La nube (niebla) en el llano es producto de una inversión térmica somera originada, según se vio en el capítulo III, por irradiación nocturna debida al cielo raso, que —de día— ocasionará calor.
Retomando la relación entre vegetación y clima, a escala espacio-temporal amplia sí existe; evidentemente, deforestación y sequía van juntos. Pero ¿cuáles son las escalas mínimas para esta correspondencia? ¿A poco si voy y arraso 1 km² de selva en el Amazonas, a partir del día siguiente aparece en el cielo un hueco de 1 km² siempre raso, y entonces deja de llover en ese claro? O lo opuesto, si voy y planto con riego artificial 1 km² de selva en el Sahara, ¿aparece encima una nube del mismo tamaño que va a traer lluvia regular sobre el predio forestado?
Debido a la complejidad del sistema climático, su estudio científico (racional, objetivo y cuantitativo) sólo es posible por medio de modelos fisicomatemáticos.
En el aeromodelismo, un avión a escala de ningún modo tiene, en chiquito, todas las características del avión verdadero; de hecho, sólo se reproducen algunos componentes y funciones, según el fin buscado. Un avioncito con fines decorativos únicamente copia del original su aspecto (el fuselaje, a lo mejor también el interior, incluso con puertitas que se abran, etc.); en cambio, un avioncito destinado para volar, imita del avión real algunas funciones (principalmente elevarse con motor propio), además de la apariencia; pero aun el más refinado modelo carece de un piloto inteligente dentro del avioncito. Otro tipo de modelo de un avión es el proyecto del mismo, previo a su construcción; éste incluye simulación computacional, planos e incluso una maqueta con fuselaje de tamaño natural; pero de ninguna manera el proyecto es el autentico avión.
Análogamente, un modelo del clima no incluye todos los parámetros, variables e interacciones del sistema climático. Se trata de una representación, resultado de un trabajo de abstracción, de algunos de los componentes y funciones del sistema. Consiste en un conjunto de leyes y relaciones físicas, expresadas por medio de ecuaciones matemáticas, las cuales configuran los mecanismos más relevantes del clima.
Por lo tanto, la aptitud del modelador (creador del modelo) debe incluir una visión amplia del clima, conocimiento de las leyes físicas pertinentes, intuición para escoger unos cuantos procesos para ser incluidos y habilidad matemática para manejar y resolver las ecuaciones.
Aun un modelo simple es matemáticamente complejo. Las ecuaciones deben resolverse numéricamente, alimentadas con gran cantidad de cifras, resultantes de observaciones climáticas; esto constituye un problema formidable de procesamiento de datos.
Los primeros modelos del clima surgieron apenas en décadas recientes; esta tardanza se debió a limitaciones en la tecnología (no en la ciencia) de la modelación. Las deficiencias tecnológicas que habían obstaculizado la modelación fisicomatemátíca del clima se refieren a la disponibilidad y el procesamiento de datos. La aparición en los años cincuenta y sesenta de dos instrumentos —el satélite y la computadora— vino a resolver esas deficiencias.
Los datos necesarios para correr (resolver computacionalmente) un modelo son mediciones sistemáticas de numerosas variables físicas y deben cubrir todo el globo (o buena porción de él) y varios años (a veces décadas) de registro. Los satélites satisficieron esta necesidad en dos aspectos: primero, con los meteorológicos, que toman datos desde su órbita, abarcando gran parte del planeta y, segundo, con los satélites de comunicación, que concentran y distribuyen este acervo informático.
Esta multitud de datos ha de ser manipulada con intrincadas fórmulas, para lo cual son indispensables las computadoras de gran capacidad. Lewis F. Richardson, físico británico, desarrolló en los años veinte un modelo meteorológico; pero falló al aplicarlo, pues se tardaba tres meses en realizar las operaciones aritméticas para pronosticar el tiempo del día siguiente. Imagínese, lector, el enorme riesgo de cometer un error en esos cálculos titánicos, hechos con artefactos manuales. En consecuencia, no es de extrañar que la primera aplicación de la primera computadora, creada en 1950 por John von Neumann en la Universidad de Princeton, EUA, haya sido un pronóstico meteorológico por medio de un modelo fisicomatemático; dado que para entonces algunos modelos estaban suficientemente desarrollados, listos para ser corridos en un poderoso dispositivo computacional.
El siglo pasado registra un antecedente más trágico y heroico que el de Richardson: el suicidio del capitán Robert Fitz Roy, que había conducido el barco Beagle en su famosa travesía con Charles Darwin a bordo, ya retirado de la navegación y estando a cargo de la oficina meteorológica de la Marina Real Británica, "La ruina económica, seguida de una incomprensión total por parte del almirantazgo de sus ideas de que el clima era susceptible de predicción, lo llevaron a un estado de depresión tal que acabó cortándose las yugulares" (J. Sarukhán, Las musas de Darwin, La Ciencia desde México, núm. 70, México, FCE, p. 236).
Es bien conocida la obsesión británica por el tiempo en sus dos acepciones. Si mal no recuerdo, fue Jorge Ibargüengoitia el que dijo: "La gran aportación de los ingleses a la convivencia humana fue haber descubierto el clima como tema de conversación."
En la sección anterior revolvimos clima y tiempo meteorológico, conceptos que habían sido deslindados desde la introducción. Ahora desenredamos este embrollo.
Efectivamente, tiempo meteorológico y clima son cosas diferentes; sin embargo, coinciden en algunos aspectos. Ambos se aplican a la atmósfera, aunque la física del clima incorpora el océano como el gran regulador. Un pronóstico meteorológico alude sólo a las condiciones atmosféricas (generalmente del día siguiente); en cambio, uno climático debe incluir en su predicción (a plazo de un mes o más) variables como la temperatura del océano, la extensión de los casquetes helados, etc. Para ambos pronósticos se usan modelos fisicomatemáticos.
La ciencia y la tecnología comprometidas son semejantes en modelos meteorológicos y climáticos. La física concerniente es conocida desde hace muchas décadas. La complejidad matemática y los problemas tecnológicos (disponibilidad y procesamiento de datos) son análogos en ambos.
Históricamente, la preocupación por modelar el tiempo de modo científico antecedió a la del clima. De este modo, y como lo dijimos arriba, en 1950 se resolvió el primer modelo meteorológico; en cambio, hasta los primeros años de la década de 1960 surgieron los primeros de tipo climático. De hecho el Modelo Termodinámico del Clima (MTC), creado por el científico mexicano Julián Adem, fue pionero mundial y apareció en 1962.
Para referirme genéricamente a ambos tipos de modelos, uso el apelativo climático; no encuentro otro mejor, ya que modelo atmosférico dice muy poco cuando se trata del clima. Sin embargo, reconozco mi deformación profesional al imponer yo, físico del clima, que éste incluye al tiempo meteorológico, lo cual tampoco es cierto. En fin, sólo es cuestión de nombres.
En la atmósfera —o más propiamente, en el sistema climático— ocurre un cúmulo de fenómenos de naturaleza física, química, biológica, etc. El tiempo y el clima están determinados principalmente por los de tipo físico, entre los cuales hay mecánicos, térmicos, eléctricos, ópticos, etc. De éstos, los dos primeros son los fundamentales; incluso va cada quien con su cada cual: la meteorología es esencialmente mecánica (llamada también dinámica) y la física del clima es termodinámica.
Efectivamente, el tiempo meteorológico, o sea los cambios atmosféricos en horas, están gobernados por la circulación troposférica y los movimientos de masas de aire; es decir, procesos dinámicos. En estos lapsos no hay tiempo para que el calor entre o salga del aire; o sea que estos procesos son adiabáticos: no implican intercambio de energía térmica. Sin embargo, la temperatura puede variar en un determinado lugar geográfico por desplazamiento del aire. P. ej., cuando un buen día baja la temperatura es porque una masa de aire más frío desplazó a la que estaba ahí la víspera. Esto sucede con los nortes, como los de Veracruz: una masa de aire polar continental viaja desde Canadá hasta las costas jarochas, y a veces sus efectos llegan al altiplano. Algo parecido pasa con la humedad: luego de unos días secos se presenta uno llovedor; esto puede deberse a la entrada de aire marítimo tropical, proveniente del Caribe o del Pacífico.
Por lo tanto, generalmente el tiempo cambia porque cambiamos de aire y sin necesidad de movernos estamos dentro de distintas masas de aire. Otras alteraciones drásticas del tiempo son producidas por un huracán, meteoro básicamente dinámico que se presenta en un lugar durante uno o dos días.
MONTADOS EN UN SUBIBAJA, CON MUCHOS DESVÍOS
En la sección anterior se afirmó que en cosa de horas o un día el (mismo) aire ambiente no se calienta ni enfría. Usted, lector, ya se habrá dado cuenta de que esto no es verdad, pero en cierto sentido sí lo es. Veamos.
En efecto, como ya se dijo en el capítulo I, al mediodía la temperatura ambiente (la que mide un termómetro a la sombra) es notablemente mayor que en la madrugada; o sea que el aire tiene más energía interna; es decir, se introdujo calor en él durante la mañana. Naturalmente, también acontece el proceso inverso: durante la tarde y noche el aire pierde calor y se enfría.
Por otro lado, hay que aclarar que la temperatura ambiente es sólo uno de tantos factores que determinan la temperatura corporal y nuestra sensación de frío o calor. Algunos de esos otros factores son físicos y externos a nuestro cuerpo; v. gr., al Sol o en la sombra la temperatura del aire es casi igual, pero expuesto a los rayos directos nuestro cuerpo recibe calor por radiación, adicional a la conducción de calor entre nuestro cuerpo y el aire que lo rodea (ropa de por medio). No obstante, y como se expuso en el capítulo III, además de la radiación y la conducción, hay una tercera manera de transferir calor: la convección. Ésta se manifiesta cuando el aire se mueve y se lleva calor de nuestro cuerpo, por eso el viento (natural, por un ventilador, etc.) nos refresca. Claro que, como explicamos en el capítulo I, este descenso de nuestra temperatura se debe más a la evaporación del sudor (aumentada por el viento) que al calor sensible que se lleva el aire.
Siguiendo la digresión, viene al caso algo sobre la ropa. El propósito primordial de vestirnos es interponer un aislante entre nuestro cuerpo y el ambiente. (Claro que la indumentaria responde también a otros propósitos: vanidad, adorno, jerarquía, pudor, etc.) En el nuestro, como en la mayoría de los climas, la ropa evita que el cuerpo pierda calor, pues el ambiente está más frío. Para refrescarnos, aligeramos nuestra vestimenta y así el cuerpo lo pierde en mayor cantidad. Pero ¿qué pasa cuando la temperatura ambiente es mayor que la de nuestro cuerpo (37°C)? En este caso quitarse ropa no refresca, ahora hay que aislarse con la finalidad opuesta; o sea, ponerse ropa gruesa para que el calor exterior no se introduzca al cuerpo y éste mantenga su frescura (¡de 37°C!) aislado de la temperatura ambiente de 40°C o más. Eso hacen justamente los beduinos y demás pobladores del desierto; su ropaje es, además, holgado y de color claro; lo primero porque el aire entre el cuerpo y la túnica refuerza el aislamiento y lo segundo para aminorar la absorción del Sol. Sin embargo, algunos beduinos usan túnica ¡negra! y no por necedad, se sienten a gusto; hay una explicación física: esta vestidura se calienta mucho con el Sol y produce un fuerte gradiente de temperatura entre ella y el cuerpo, lo cual al parecer da lugar a movimientos convectivos del aire que refrescan la piel. ¡Vaya! Sacan frío del calor.
En conclusión, la temperatura corporal y la sensación de frío o calor están determinadas por la temperatura del aire y, además, por la exposición al Sol, por el viento y la ropa. Habría que agregar a esta lista: la humedad ambiente, el estar quieto o activo... hasta características personales: afinidad al calor o al frío, estado de salud y anímico, etcétera.
De hecho, la temperatura de un cuerpo (el humano, un termómetro, etc.) es a fin de cuentas el grado de agitación de sus moléculas y ésta proviene del intercambio de calor con sus alrededores, por conducción (las moléculas vecinas trasmiten su agitación por contacto), convección y radiación. Esta última es muy compleja; como dijimos en el capítulo III, todo cuerpo la emite; entonces la temperatura está afectada por muy variada radiación procedente de diversas fuentes. Veamos sólo algunas contribuciones secundarias a la temperatura. Aunque el termómetro (o la persona) esté en la sombra, recibe radiación difusa (no directa) del Sol, proveniente de casi cualquier dirección, y —además— radiación de onda larga emitida por el suelo caliente. Esta última se llama coloquialmente resolana; incluso puede sentirse que va de abajo hacia arriba; cuando el Sol se cubre momentáneamente con una nube se sigue sintiendo, pero si el nublado perdura, el suelo se enfría y la resolana se abate.
Recuperando el hilo del principio de esta sección, resulta entonces que a lo largo del día la temperatura ambiente oscila desde un valor mínimo, que se presenta más o menos media hora después de salir el Sol, hasta un máximo, aproximadamente dos horas después del mediodía. Esto es, el aire se calienta durante el turno matutino y se enfría en los otros dos: el vespertino y el nocturno.
Como fue explicado en el capítulo III, el aire es calentado por la radiación de onda larga proveniente de la superficie (suelo y mar), que previamente fue calentada por el Sol, y se enfría emitiendo radiación del mismo tipo, que en última instancia va a dar al espacio exterior. Por lo tanto, en cosa de horas, entra (y sale) energía térmica al (del) aire y esto de ningún modo es adiabático. Sin embargo, los procesos meteorológicos sí lo son en cierto sentido; es nomás cosa de discriminar entre las variaciones propias del ciclo cotidiano y las variaciones entre un ciclo y otro, o entre los puntos correspondientes de dos consecutivos. La oscilación misma no es adiabática; pero el cambio de una oscilación a la siguiente sí lo es.
Para el pronóstico meteorológico carece de importancia que el mediodía sea más caluroso que la madrugada y la medianoche más fría que la tarde. Este ciclo es la línea base, la plataforma de referencia para montar la predicción. Es algo sobreentendido, archiconocido, y a nadie le preocupan esos cambios repetitivos que ocurren a lo largo de un día. Nuestra vida, hábitos y actividades están adaptados a ellos; fisiológica y psicológicamente estamos acostumbrados a esa oscilación.
Cabalgamos en un subibaja (tal vez sea mejor analogía un carrusel de caballitos) que nunca para, y nadie llamaría pronóstico a la afirmación de que luego de estar abajo vamos a estar arriba, o viceversa. Claro que este subibaja oscila sin cesar, pero no oscila igual siempre; a veces su vaivén completo está más abajo y a veces más arriba, o es más amplio o estrecho. En invierno, la madrugada y el mediodía son más fríos que la madrugada y el mediodía de verano. En un día nublado la diferencia de temperatura entre el amanecer y la tarde es menor que en un día despejado.
No tiene chiste aseverar que el amanecer de mañana va a ser más frío que este medio día. El chiste está en anticipar si la tarde de mañana va a ser más fría que la tarde de hoy, o si mañana va a llover más, o si las tolvaneras van a presentarse más temprano, etc. El pronóstico se completa si además de determinar el signo del cambio calculamos su magnitud; es decir, qué tanto más frío, lluvioso, temprano o tarde, etc., se van a dar las cosas al otro día.
Pueden llegarse a dar cambios tan drásticos que causen una voltereta al ciclo diurno. P. ej., si un mediodía de otoño llega un norte, es posible que en la tarde haga más frío que en la noche anterior. Los cambios drásticos son frecuentes en latitudes templadas y raros en las tropicales.
Naturalmente, el ciclo diario no es siempre regular y suave, puede dar brincos a causa de meteoros pequeños. Estos cambios son efímeros pero frecuentes, y dan por resultado perturbaciones alrededor de la línea base del ciclo. Para ejemplificar esto, retomemos algo ya dicho: en su ciclo regular, la temperatura aumenta durante la mañana; sin embargo, el paso de una nube puede tapar momentáneamente el Sol, y entonces la temperatura disminuye brevemente, dentro de su aumento general, que dura toda la mañana. análogamente, puede presentarse un aguacero a las 3 p.m.; en consecuencia, baja la temperatura y hasta nos abrigamos; a las 3:30 escampa y a las 4 se despeja; es verano y el Sol brilla tres horas más, en las cuales hasta sentimos calor y nos quitamos el abrigo. En este caso tenemos, después del chaparrón, una inversión del ciclo diurno regular, caracterizado por disminución de la temperatura durante la tarde. Hay un refrán alusivo: "Aguacero antes de las tres, tarde hermosa es."
Hemos descrito la variación de la temperatura en el ciclo diurno; sin embargo, las demás variables meteorológicas también cambian a lo largo del día. Algunos ejemplos: la humedad relativa del aire varía al revés de la temperatura, o sea que el frío la hace aumentar; las tolvaneras y la lluvia son más frecuentes en la tarde; la presión atmosférica también varía en un día, pero con ritmo doble: es mínima a las 4 a.m. y a las 4 p.m., y máxima a las 10 a.m. y 10 p.m.
EL SUBIBAJA ESTA MONTADO EN OTRO MAYOR
En la sección anterior comentamos el vaivén diario de la temperatura y demás variables; sin embargo, ahí no para la cosa. Este subibaja está montado en otro mayor, cuyo ritmo es cientos de veces más lento: el ciclo anual del clima, es decir, su variación estacional (a lo largo de las estaciones del año).
La temperatura mínima del año se registra normalmente a medio invierno y la máxima en verano. De las lluvias ya hablamos en capítulos anteriores; generalmente puede distinguirse una temporada de aguas, que en algunas partes es en verano y en otras en invierno. Respecto a tolvaneras y otras alteraciones intradiurnas, hay algunos dichos como: "Febrero loco, marzo otro poco", "En marzo, la veleta ni dos horas está quieta", "Febrero y las mujeres, por día diez pareceres", "Febrerillo chiquitín, mentiroso y bailarín", etc. Estos ejemplos manifiestan las condiciones climáticas repetitivas año con año.
Es casi ocioso tratar de algo tan obvio como la influencia de los cambios estacionales en las actividades humanas. La agricultura, la alimentación, la ropa, las fiestas, las enfermedades... hasta el estado de ánimo dependen de la época; ni qué decir de las transformaciones del paisaje, el ambiente, el bienestar, etcétera.
Así como la meteorología tiene implícita la oscilación diaria del tiempo, la climatología conlleva un ciclo anual. Por otro lado, ya habíamos dicho que la escala climática mínima es un mes; resulta entonces que podemos llamar pronóstico climático a corto plazo al que se hace de un mes al siguiente, aunque algunos lo llaman pronóstico meteorológico a largo plazo, considerándolo una extensión del que se hace de un día para otro.
Estas dos formas de concebir el pronóstico mensual implican puntos de vista disímiles. Unos modeladores pensamos que los procesos físicos que determinan el clima a esa escala, y de ella en adelante, son básicamente termodinámicos; por eso usamos como ecuación de pronóstico el principio de conservación de energía o primera ley de la termodinámica, y suponemos que los procesos dinámicos están subordinados. Un punto de vista distinto da lugar a modelos fundamentados en la dinámica, como los meteorológicos; éstos se llaman modelos de circulación general de la atmósfera, que incluyen algunas interacciones termodinámicas.
Análogamente al ciclo meteorológico diario, el ciclo climático anual está determinado por el ingreso y egreso de calor, los cuales ocurren con regularidad; en el primer caso por la carrera diurna del Sol y en el segundo por su viaje estacional entre los trópicos (capítulo III). De manera que ambos ciclos tienen origen térmico; sin embargo, sus perturbaciones difieren de uno a otro: las del ciclo diario son de origen dinámico, y las del anual, térmico. En este sentido, los procesos climáticos no son adiabáticos. Un mes es un plazo suficiente para que el sistema climático reaccione térmicamente; en un periodo tal, el océano modifica su balance de calor, la extensión del casquete polar cambia y con más razón lo hacen la temperatura y humedad de atmósfera y continente. Las condiciones medias de un mes, objeto del pronóstico climático, están más determinadas por estas interacciones termodinámicas que por los movimientos individuales de masas de aire, huracanes, etc. Claro que estos meteoros tienen una contribución conjunta importante, y bajo esta hipótesis los modelos termodinámicos, llamados a veces modelos de balance de energía, incorporan su efecto de manera promediada, no como entes individuales.
Por supuesto, los modelos de circulación general son más complejos, pero los resultados obtenidos con los modelos termodinámicos retribuyen ampliamente su simplicidad y son competitivos.
El clima es entonces repetitivo con ritmo anual; tiene un ciclo regular de temperatura, humedad, etc., que constituye la normal. Respecto a esta línea base debe hacerse el pronóstico climático; en consecuencia, una predicción no consiste en decir que enero va a ser más frío que diciembre, o que en verano va a llover más que en primavera; sino en aseverar cosas como: el próximo enero va a ser más frío que los eneros normales, o el siguiente verano va a llover menos de lo normal.
El valor de alguna variable en un año particular (p. ej. 1991) es el valor anormal, y su promedio de muchos años (30, según indica la Organización Meteorológica Mundial) es el valor normal (p. ej. el promedio de 1961 a 1990). Hay una tercia de valores (normal, anormal y anomalía) para cada una de las variables climáticas (temperatura, precipitación, etc.), para cada lugar o región (ciudad de México, cúspide del Everest, isla de Malta, el punto de coordenadas 25°N y 90°O, el Golfo de México, el cinturón de latitud entre 10 y 30°N, el HN, etc.) y para cada instante o periodo (las 12 del día 27 de octubre, la segunda quincena de marzo, el otoño, etc.); pero si no se especifica de qué año, entonces sólo hay valor normal.
Veamos algunos ejemplos de anomalías. La temperatura normal de Darwin, Australia, en enero es 30°C; si en un año particular la temperatura media de ese mes es de 35°, éste es el valor anormal, y diremos entonces que hay una anomalía de +5°C. En Manaos, Brasil, la precipitación normal es de 3 000 mm anuales; en un año anormalmente "seco" puede llover "nada más" 2000 mm, entonces tenemos una anomalía negativa de 33 por ciento.
La importancia de las anomalías es relativa a su normal; así, cuando en el Sahara llueve 100 mm en un año, ello significa una tremenda precipitación; pero si durante agosto sólo lloviera en Chiapas "escasos" 100 mm tendríamos una catastrófica sequía. Es algo como aquello que dice el refrán: "Tiene más el rico cuando empobrece que el pobre cuando enriquece."
En estos términos, un pronóstico no calcula las normales, sino las anomalías; y aquí caben varias categorías, según la resolución espacio-temporal de los cálculos. Puede ser que la predicción sólo determine el signo de la anomalía, pero es mejor si aparte da su magnitud; es más útil si despliega geográficamente la anomalía (o sea que da un valor para cada lugar) que si solamente calcula perfiles latitudinales (es decir, su variación del ecuador al polo); vale más si presenta anomalías mensuales, que si únicamente lo hace por año, etcétera.