Meteorologia

La meteorologia és la branca de la física que estudia l'atmosfera i els seus fenòmens. L'estudi de l'atmosfera, aquesta capa de gasos que envolta la Terra, és doncs, prioritari.

Quan acabis aquesta unitat podràs:

L’atmosfera

– Diferenciar les diverses capes atmosfèriques.

– Descriure l'evolució que ha seguit l'atmosfera.

– Descriure els gradients de temperatura de l'atmosfera.

– Interpretar la variació de la pressió atmosfèrica amb l'altura.

– Descriure el cicle de l'aigua i la seva interrelació amb l'atmosfera.

– Esquematitzar la circulació atmosfèrica.

Activitats prèvies / Mapa de conceptes

L’atmosfera

A 1

C

T

I

V

I

T

A

T

Creus que l'atmosfera és una capa fluida que envolta la Terra?

2

L'atmosfera que coneixes, era igual fa uns quatre mil milions d'anys?

3

Digues quins són els principals components de l'atmosfera.

4

Sabries relacionar atmosfera, pressió i altitud?

S

P

R

È

V

I

E

S

5

Explica el paper de l'aigua en l'atmosfera.

6

Fes, en un full a part, un esquema de la circulació atmosfèrica.

7

Fes, en un full a part, un esquema del cicle de l'aigua.

8

Quins mitjans de comunicació informen del temps?

L’atmosfera ha evolucionat

des d’una

fins a

atmosfera primitiva

l’atmosfera actual

formada a partir de

l’activitat volcànica

i en concret de la seva

emissió de gasos

on té lloc la

que s’estructura en

que és constituïda per

circulació de l’aire

capes atmosfèriques

nitrogen

que depèn de la

• troposfera • estratosfera • mesosfera • termosfera

oxigen altres gasos vapor d’aigua

temperatura pressió

de les quals destaca la

aquest últim constituent

troposfera

8

on tenen lloc els

és responsable de la

forma part del

fenòmens meteorològics

humitat

cicle de l’aigua

L’atmosfera

Les substàncies fluides Els líquids i els gasos són fluids. Quan pensem en la fluïdesa sovint l’associem a les substàncies líquides, però ens quedem a mitges. Una substància fluida és la que no pot resistir pressions de cisallament; dit d'una altra manera, és la que no es pot tallar. Qualsevol substància fluida s'adapta al recipient que la conté, no té formes definides. Per tant, no sols els líquids compleixen la qualitat de la fluïdesa; també ho fan els gasos.

Els líquids són incompressibles, no poden disminuir de volum per més gran que sigui la pressió a què se’ls sotmeti. Els gasos, en canvi, són fluids compressibles, ocupen un cert volum en funció de la pressió i la temperatura; és per això que qualsevol gas no únicament s'adapta al recipient que el conté sinó que també l'omple de manera total i uniforme.

Atmosfera, hidrosfera, litosfera i biosfera Les capes fluides de la Terra, l'atmosfera i la hidrosfera, configuren una coberta molt especial del planeta.

L'atmosfera és un autèntic escut que protegeix la superfície de l'escorça terrestre de canvis molt bruscos de temperatura i de l'arribada de radiacions molt penetrants provinents del Sol i de l'espai. La hidrosfera, la capa aquosa que cobreix gran part de l'escorça terrestre, constitueix una font de vida; la vida es va originar a l'aigua. Totes dues capes conformen un gran medi en el si del qual es desenvolupa la vida. És clar que el suport de moltes formes de vida és una tercera capa (aquesta sòlida) de la superfície terrestre: la litosfera. De fet, aquests éssers vius es mouen en el que seria el límit entre la litosfera i l'atmosfera.

Al llarg de tot aquest crèdit tractarem de totes les capes que configuren la part perifèrica de la Terra. També parlarem de la biosfera, el conjunt de zones de la Terra, difícil de delimitar, on es desenvolupen tots els éssers vius.

Però la meteorologia és la ciència que estudia l'atmosfera, i per això aquesta capa en serà la protagonista.

Atmosfera i meteorologia La paraula meteorologia prové de dos mots grecs: "meteoros" que vol dir en suspensió en l'aire, i "logos" que, com ja saps, significa ciència. La meteorologia és la ciència que estudia tot el que hi ha a l'atmosfera, des dels seus components fins als fenòmens que s’hi esdevenen. La predicció del temps, tan important avui dia, n'és un camp d'estudi.

La meteorologia també estudia els fenòmens meteorològics i intenta predir el temps atmosfèric. La temperatura, la pressió atmosfèrica i la humitat són variables importantíssimes per a aquest camp d'estudi. L'ajuda d'instruments adequats per a obtenir dades fiables sobre aquestes variables és imprescindible per a fer una previsió correcta.

9

L’atmosfera primitiva

L'origen de l'atmosfera O2

H2O CO2

CH4

NH3

Fa aproximadament uns 4.500 milions d'anys es va formar la Terra. No hi havia atmosfera, hidrosfera ni, per suposat, biosfera (les primeres formes de vida, molt elementals, no van aparèixer fins uns mil milions d'anys més tard). Però la gran activitat nuclear de l'interior del planeta va portar a una activitat volcànica molt intensa a la superfície, que va començar a canviar l’aspecte de la Terra.

La gran quantitat de volcans actius va ser la responsable de la formació de l'atmosfera primitiva. Aquells volcans van expulsar quantitats importantíssimes de diferents gasos i, sobretot, vapor d'aigua. Aquestes substàncies es van anar acumulant al voltant de la Terra i van formar una primera atmosfera.

Aquesta atmosfera primitiva no contenia oxigen diatòmic (O2). El vapor d'aigua i el diòxid de carboni n'eren els constituents majoritaris. Els percentatges aproximats de tots els components eren els següents: • Un 85% de vapor d'aigua (H2O).

• Un 10% de diòxid de carboni (CO2).

• Un 5% que incloïa la resta de gasos emesos pels volcans: metà (CH4), amoníac (NH3), nitrogen molecular (N2), sulfur d'hidrogen (H2S), diòxid de sofre (SO2), monòxid de carboni (CO) i hidrogen molecular (H2), bàsicament.

Sabem que aquesta composició inicial de l'atmosfera va ser deguda a l'activitat volcànica, ja que aquests percentatges són molt semblants als que es troben quan s’analitzen els dels gasos emesos pels volcans: • Un 89% de vapor d'aigua.

• Un 10% de diòxid de carboni.

Superfície de la Terra primitiva

• Un 1% dels altres components esmentats.

Evolució de l'atmosfera Aquesta atmosfera original no feia de filtre per a cap tipus de radiació solar, de manera que totes arribaven a la Terra. Aquestes radiacions i la gran quantitat de vapor d'aigua que es va anar acumulant al voltant de la Terra van ocasionar, més tard, un esdeveniment gradual fonamental en la constitució de l'atmosfera actual: la formació d'oxigen (O2). Per altra banda, la condensació d'aquesta quantitat tan important de vapor d'aigua va ser la responsable de la formació de la hidrosfera.

L'evolució de l'atmosfera primitiva reductora (sense oxigen) a l'atmosfera actual oxidant (amb oxigen) no hauria estat possible sense el paper dels primers éssers vius al planeta, i en concret dels que podien fer la fotosíntesi. Aquests van aparèixer a l'aigua, ja que hi arribava la llum visible imprescindible per a la realització d’aquest procés i, en canvi, no ho feia la ultraviolada (l'aigua feia de filtre, ara també ho fa la capa d'ozó), molt nociva per als éssers vius.

10

L’atmosfera actual

Estructura de l'atmosfera segons la temperatura L'atmosfera actual és estructurada verticalment en diferents capes que se superposen, de límits força variables i no gaire ben definits. L'atmosfera es troba comprimida de manera que un percentatge molt gran dels components de l'aire són molt a prop de la superfície terrestre.

km

capes

temperatura

Segons el criteri de la temperatura, les capes atmosfèriques són les següents: Troposfera: és la capa més propera a la superfície terrestre.

Arriba fins als 11 km d'altura per terme mitjà. Als pols, aquesta capa no sobrepassa els vuit quilòmetres, mentre que a les zones equatorials pot arribar fins als setze. A mesura que es puja, la temperatura pateix un descens gradual fins a uns –56°C. La tropopausa és el límit entre aquesta capa i la següent. Sobre Catalunya es troba a quinze o dotze quilòmetres d'altura segons si és estiu o hivern.

Estratosfera: és la segona capa més propera a la superfície terrestre. Es troba sobre la troposfera i arriba fins a una altura d'uns 48 km. L'estratopausa és el límit superior d'aquesta capa. La temperatura augmenta progressivament amb l'altura fins que a l'estratopausa és relativament suau: pocs graus centígrads sota zero.

Aquesta segona capa és la que conté la major part de la capa d'ozó (als 22 km d'altura n’hi ha una concentració màxima) que, retenint les radiacions ultraviolades provinents de l'espai exterior, permet el desenvolupament de la vida terrestre.

Mesosfera: és la capa que es troba sobre l'estratopausa i on la temperatura assoleix els valors més baixos de tota l'atmosfera. Arriba fins a uns 80 km d'altura.

400

950°C

termosfera 900°C

300

700°C

200

Termosfera: aquesta quarta capa arriba fins a uns 400 km d'altura. La seva temperatura torna a augmentar des dels –90°C que s'arriben a assolir a la mesosfera fins a uns 1.000°C. Comprèn la ionosfera (capa amb gasos ionitzats), que és gairebé coincident.

De totes aquestes capes, la troposfera és la que més interessa els meteoròlegs ja que és on tenen lloc tots els fenòmens meteorològics responsables dels canvis del temps atmosfèric. Els núvols més alts no acostumen a sobrepassar la tropopausa, només ho fan alguns cirrus i alguns grans núvols de desenvolupament vertical (responsables de les grans tempestes tropicals).

166°C

80

-–90°C

mesosfera 50

Estructura de l'atmosfera segons el criteri químic Segons aquest altre criteri, l'atmosfera es divideix en dues capes principals:

0°C estratosfera

12

-–50°C

Homosfera: arriba fins a 80 km d'altura i presenta una composició química homogènia.

Heterosfera: limita inferiorment amb l'homosfera. El seu límit superior és imprecís. Es caracteritza per presentar una estratificació en capes dels seus components: el nitrogen se situa entre els 90 i els 200 km d'altura, l'oxigen entre els 200 i els 1.100 km, el segueix l’heli des dels 1.100 fins als 3.500 km i, per acabar, es troba hidrogen a partir dels 3.500 km.

-–50°C

10 troposfera 5

11

L’atmosfera actual

Quan parlem d'aire "sec", excloem el vapor d'aigua.

L'1% restant de l’aire sec és constituït, en proporció decreixent, pels gasos següents: argó (Ar), diòxid de carboni (CO2), neó (Ne), heli (He), metà (CH4), criptó (Kr), òxid nitrós (N2O), hidrogen (H2), xenó (Xe), ozó (O3), amoníac (NH3), diòxid de nitrogen (NO2) i monòxid de carboni (CO).

Aquests quatre últims gasos, juntament amb el metà i el diòxid de carboni, es troben en quantitats variables a l'atmosfera. Tots els altres presenten una concentració constant.

Els raigs UV també van ser responsables de la formació de O2, encara que en un percentatge petit: UV 2H2 + O2 2 (H2O) ➞

La composició de l'atmosfera L'atmosfera és composta bàsicament per dos elements: el nitrogen (N2) i l'oxigen (O2). Estem molt acostumats a dir que respirem oxigen. I és cert, sense oxigen la respiració interna dels animals i de les plantes no seria possible. Però, quan inspirem, els nostres pulmons s'omplen bàsicament de nitrogen. El nitrogen ocupa el 78,08% del volum de l'aire. L'oxigen n'ocupa una cinquena part, el 20,94%. Fixa't que tots dos sumen més del 99% de l'aire "sec".

El vapor d'aigua (H2O) pot variar des d'un 0% fins a un 4%. Es troba concentrat a la troposfera i la seva concentració disminueix a mesura que anem guanyant altura. No oblidem que el vapor d'aigua és aigua en estat gasós, i l'aigua ha estat i és fonamental per al desenvolupament i el manteniment de la vida al planeta Terra.

Ara és el moment de comparar la composició de l'atmosfera que coneixes, l'actual, i la primitiva. Els canvis més importants són, sens dubte, els que fan referència al percentatge de tres gasos: el nitrogen, l'oxigen i el diòxid de carboni. Fixa't en aquest esquema: 80

diòxid de carboni

nitrogen

60 40 20

oxigen

hidrogen

0 4.500 4.000

3.500

3.000 2.500

2.000

1.500 1.000

500

avui

Fixa't en l'augment de l'oxigen des de fa uns 2.000 milions d'anys; ha estat, principalment, a causa de l'activitat fotosintètica. El nitrogen va augmentar de seguida i es manté a l'atmosfera com a component principal. En canvi, el diòxid de carboni va patir de seguida una disminució que s'associa a la formació de dipòsits sedimentaris, a la seva incorporació al sòl.

Com s'estudia l'atmosfera?

L'estudi de l'atmosfera necessita d'una xarxa d'observatoris que, equipats amb aparells per a mesurar totes les variables meteorològiques (temperatura, pressió, humitat, pluja, radiació i direcció i velocitat del vent), trameten les dades imprescindibles per a la previsió meteorològica.

Els satèl·lits meteorològics (com el Meteosat) fan dos tipus de fotografies: amb llum visible (de dia) i amb infraroigs (tant de dia com de nit). Les fotografies amb infraroigs capten allò que és més fred i, per tant, els núvols alts o els de gran desenvolupament vertical.

12

Altres instal·lacions són les torres meteorològiques, que són observatoris que se situen a diferents nivells de terra. En parlarem quan tractem la gàbia meteorològica. Els globus sonda, alguns dels quals es deixen lliures a l'atmosfera, són excel·lents per a l'estudi de la direcció i la velocitat del vent. Aquests globus es poden recuperar tot i fer-los arribar fins a més de 1.000 metres d'altura.

Els radars i els satèl·lits també ens aporten informació molt interessant: els primers sobre l'estructura vertical i horitzontal dels vents i la temperatura, els segons permeten captar l'evolució de fenòmens meteorològics puntuals. N´hi ha que segueixen una òrbita geoestacionària (giren a la mateixa velocitat de rotació de la Terra, de manera que sempre es mantenen situats sobre una mateixa zona), com per exemple el satèl·lit Meteosat europeu.

Atmosfera, temperatura i radiació solar

Les radiacions Les partícules que constitueixen les radiacions oscil·len generant una trajectòria sinusoïdal, en forma d'ones. Si les radiacions són molt energètiques, molt penetrants, la longitud d'aquestes "onades" (longitud d'ona) és més petita que la corresponent a radiacions menys energètiques i, per tant, menys penetrants. Les longituds d'ona s'acostumen a expressar en metres o en nanòmetres (nm).

Hi ha una varietat molt gran de radiacions i es caracteritzen per la seva longitud d'ona. La radiació gamma és la més penetrant de totes les d'aquest espectre electromagnètic i les ones hertzianes o de ràdio en són les menys. Entremig trobem els raigs X, la radiació ultraviolada (UV), la llum visible, la radiació infraroja (IR), les microones i les de TV.

1nm = 10–9 m 5

10

4

10

3

10

2

10

ràdio

10 1 -1

10

TV

-2

10

-3

La radiació solar

10

Gairebé tota l'energia que arriba a la superfície terrestre prové del Sol (la resta prové de l'espai interestel·lar, d'altres estrelles, etc.). La radiació solar és el conjunt de raigs emesos pel Sol. Doncs bé, un 50% de les emissions solars correspon a radiacions infraroges, un 41% a les de llum visible i només un 9% a les ultraviolades. Aquestes últimes són retingudes majoritàriament a la ionosfera i a l'estratosfera (per la capa d'ozó), de manera que són les altres dues (les radiacions de llum visible i les radiacions infraroges) les que arriben a la superfície terrestre.

10

L'escalfament de la Terra

10

microones

-4 -5

10

radiació infraroja

-6

10

-7

10

-8

10

llum visible radiació ultraviolada

-9

10

raigs X

-10

10

-11

raigs gamma

-12

Quan hem tractat l'estructura de l'atmosfera hem seguit el criteri de la temperatura per definir i delimitar les seves capes. Recorda que la temperatura disminueix a mesura que ens allunyem, guanyant altura, de la superfície de la Terra. A la mesopausa la temperatura pot arribar als –90°C. De fet, semblaria més lògic esperar un augment de temperatura a mesura que ens allunyem de la Terra i ens apropem al Sol. L'explicació a aquest fet és que la part baixa de l'atmosfera, la troposfera, no s'escalfa per la radiació solar; ho fa per les emissions terrestres. L'escalfament per radiació solar es dóna a la zona més externa de l'atmosfera. De tota aquesta radiació, només la meitat arriba a la superfície de la Terra, on és reflectida pels núvols, el sòl i els mars i oceans. Però quan aquestes radiacions "reboten" perden energia i passen a tenir una longitud d'ona més llarga, o sigui, són menys penetrants. Per això, quan tornen cap a l'exterior són reabsorbides per la major part dels gasos.

El Sol és, en primer terme, qui ens envia l'energia imprescindible per a escalfar la Terra, però sense aquesta "manta" fantàstica anomenada atmosfera es perdria molta d'aquesta energia i la temperatura mitjana de la superfície terrestre seria, sens dubte, molt més baixa. Actualment aquesta temperatura és de 7°C; sense l'atmosfera seria d'uns 22°C sota zero!

10

Espectre electromagnètic

Efecte hivernacle

Atmosfera: la “manta”de la Terra

13

Atmosfera, pressió i altura

En meteorologia, la pressió s'acostuma a mesurar en mil·libars (mb). Una pressió d'1 mil·libar és la que exerceix sobre el sòl una columna de mercuri de 0,76 mm d'altura.

km

capes

pressió

400

La pressió Quan camines, els teus peus contacten amb una superfície del sòl i hi exerceixes una pressió. Quan dorms, el teu cos contacta amb una superfície del llençol i també hi exerceixes una pressió (per això el matalàs cedeix una mica). Quan seus, part del teu cos contacta amb la superfície definida per la base de la cadira exercint-hi una pressió. I això passa perquè peses. Tens una massa i, per tant, un pes (recorda que el pes és el producte de la massa per la gravetat). I un pes és una força. La pressió no és més que la força aplicada a una superfície. És el quocient entre una força i la superfície sobre la qual actua. Podem definir-la amb aquesta fórmula: Pressió = Força / Superfície

La pressió atmosfèrica termosfera 300

-10

10 mb

La pressió atmosfèrica és la força que exerceix el conjunt de gasos que formen l'atmosfera sobre la superfície terrestre. És clar, l'atmosfera embolcalla tot el planeta. Tota ella contacta amb la superfície terrestre exercint-hi una pressió.

200

10 mb

La pressió atmosfèrica exerceix sobre cada cos, cada partícula, cada objecte, cada superfície, una pressió que depèn del pes de la columna d'aire que hi ha al damunt. Aquesta columna d'aire no és igual de llarga si el cos es troba al nivell del mar, en una platja, sobre un vaixell, que si es troba al cim d'una muntanya. Com més elevat estigui un cos, més curta serà la columna d'aire que hi té a sobre; per tant, la pressió atmosfèrica baixa a mesura que augmenta l'altura.

2

Quan es fa una immersió, a mesura que es guanya fondària, es nota un augment de la pressió sobre tot el cos degut a l'aigua del voltant. Aquest augment de la pressió es nota més al cap ja que és on tenim l'orella, òrgan molt sensible als canvis de pressió.

-7

10 mb

80

-2

mesosfera 50

estratosfera 12

10 mb

10 troposfera

5 3

10 mb

14

No ens costa acceptar que qualsevol sòlid pesa. Tampoc no ens costa fer-ho amb qualsevol líquid: una ampolla d'aigua buida pesa menys que quan és plena. I amb els gasos? Com que no els veiem, tenim la sensació que no pesen. Ens equivoquem. Els gasos que componen l'atmosfera són formats per àtoms i molècules que, encara que són partícules molt petites, tenen massa. Si sobre aquesta massa hi actua una gravetat, aleshores tindrem el pes que li correspon. L'aire de l'atmosfera pesa. Ara ja només ens cal una superfície.

La pressió de l'aire costa més d'apreciar, però també es fa força evident quan baixem amb relativa rapidesa des d'una alçada suficient. Quan anem amb cotxe des d'una muntanya alta fins a una zona més baixa notem que les "orelles se'ns tapen"; el que passa és que notem el canvi de pressió atmosfèrica: la pressió augmenta.

La pressió de l'aire, com la de l'aigua, actua en totes direccions, cap a dalt, cap a baix i cap als costats, a causa del moviment de les molècules dels gasos que el componen. Aquestes molècules no ens pressionen només per damunt, ja que ens envolten pertot arreu.

Atmosfera, humitat i temperatura

La humitat absoluta L'atmosfera conté aigua en els tres estats de la matèria: en forma de vapor (en aquest cas es comporta com si fos un gas), en gotes de condensació i en estat sòlid (calamarsa o pedra).

La humitat absoluta es pot mesurar en g / m3.

Quan els meteoròlegs parlen d'humitat absoluta es refereixen a la quantitat total de vapor d'aigua que hi ha a l'aire.

La humitat relativa Però la quantitat de vapor d'aigua que hi pot haver en un volum concret d'aire, varia amb els canvis de temperatura. L'aire calent pot contenir més quantitat de vapor que l'aire fred. Com més alta sigui la temperatura de l'aire, més vapor d'aigua hi pot haver.

Això implica que quan la temperatura disminueix, si la quantitat de vapor d'aigua es manté constant, la humitat augmenta. I això explica que la humitat augmenti a la nit.

La humitat relativa és la quantitat d'aigua que té l'aire amb relació a la màxima que pot tenir a una temperatura concreta. Quan s'arriba a una humitat màxima parlem del punt de saturació. La humitat relativa, a una temperatura i pressió concretes, es pot expressar com el tant per cent de la humitat màxima que correspon a aquelles mateixes temperatura i pressió.

Humitat i pluja Ja saps que la quantitat de vapor d'aigua que hi ha a l'atmosfera es coneix com a humitat. Doncs bé, a cada temperatura l'aire només pot contenir una quantitat determinada de vapor d'aigua; l'aire va guanyant vapor d'aigua a causa de l'aigua que s'evapora contínuament dels mars, oceans i llacs, i també de la que s'evapotranspira de les plantes. Quan l'aire ja no pot tenir més vapor es diu que està saturat. En aquest moment, les gotes d'aigua es condensen, formen núvols i rosada o cauen a terra com a pluja, neu o calamarsa.

Punt de saturació i temperatura de rosada Recorda que el punt de saturació és la quantitat màxima de vapor d'aigua que pot contenir un volum concret d'aire a una temperatura determinada. D'aquesta temperatura en diem temperatura de saturació. Fixa't que el volum i la temperatura són fixos.

La temperatura de rosada és la que té un volum d'aire quan la humitat relativa és del 100%. Ara són constants el volum i la humitat.

15

La circulació atmosfèrica

La circulació general de l'aire La circulació de l'aire a l'atmosfera es realitza per l'intercanvi de calor que es produeix entre els gasos o fluids calents que ascendeixen (són menys densos i, per tant, menys pesants que els freds) i els gasos o fluids freds que descendeixen. Aquest transport d'energia calorífica l'anomenem convecció. La circulació general atmosfèrica es produeix, doncs, per convecció.

La circulació local de l'aire A causa de la rotació de la Terra, la circulació dels vents no és la mateixa a tot arreu. A l'hemisferi nord, la rotació de la Terra desvia els vents de manera que es mouen en el sentit de les agulles del rellotge al voltant d'una àrea d'alta pressió (anticicló) i en sentit contrari al voltant d'una àrea de pressió atmosfèrica baixa (depressió o cicló). A l'hemisferi sud, els vents es mouen en sentit contrari.

Circulació de l’aire al voltant d’altes i baixes pressions a l’hemisferi nord

Les cèl·lules convectives A les zones equatorials, la temperatura de l'aire que està més en contacte amb la superfície és força elevada i la pressió és baixa.

Això provoca que l'aire equatorial càlid pugi fins a la tropopausa, circuli cap al nord o el sud i es vagi refredant. Per causa d’aquest canvi de temperatura i el canvi de pressió, l'aire descendirà fins a les zones baixes de la troposfera i tornarà cap a l'equador, tancant un cicle. D'aquest cicle en diem cèl·lula convectiva.

Cèl·lules convectives

Si la Terra fos immòbil, l'aire calent de l'equador aniria des de l'equador fins al pol, on s'acabaria de refredar, i tornaria des del pol fins a l'equador constituint una sola cèl·lula convectiva per cada hemisferi. Però la Terra es mou. El moviment de rotació provoca la força de Coriolis, que desvia l'aire ascendent i trenca aquesta cèl·lula única. A cada hemisferi trobem tres fileres de cèl·lules convectives.

Zonació de la circulació atmosfèrica Les cèl·lules de Hadley (cèl·lules convectives de les zones equatorials) no són cèl·lules convectives tancades, hi ha un intercanvi de calor entre l'aire d'aquestes cèl·lules i el de latituds més grans. A la zona equatorial la pressió és molt baixa, l'aire és calent i molt humit. Quan es refreda hi ha una gran condensació que provoca moltes precipitacions. La zona tropical és una zona de bon temps: hi trobem els grans deserts, com el del Sàhara. Part d'aquest aire calent s'intercanvia amb aires més freds. A la zona temperada hi ha una circulació atmosfèrica més aviat desorganitzada, ja que es troba entre els fronts polars i equatorials, que varien estacionalment. Prop del front polar les pressions són baixes, de manera que torna a ser una regió de pluges. Per acabar, la cèl·lula convectiva polar és poc gruixuda ja que l'aire és tot ell molt fred i sec. Les precipitacions són escasses.

A més de les cèl·lules convectives cal esmentar els corrents en raig. N'hi ha dos a cada hemisferi, que coincideixen, aproximadament, amb el front polar i el tropical.

16

El cicle de l’aigua

El cicle de l'aigua L'aigua del planeta és sotmesa a un cicle continuat, incessant. Tot seguit explicarem amb una mica de detall els diferents passos d'aquest cicle. Encara que podem començar el cicle per qualsevol dels seus moments (ja que és un cicle tancat), és freqüent iniciarlo amb l'evaporació de l'aigua líquida superficial. És recomanable que vagis mirant el dibuix del cicle de l'aigua cada vegada que en llegeixis un pas: 1 L'energia calorífica de les radiacions solars escalfa l'aigua de

Riu Amazones

la superfície de mars, oceans i llacs, que s'evapora en forma de vapor d'aigua. La majoria d'aquest vapor és aportat per les aigües dels oceans, i especialment dels tropicals, més càlids.

A terra ferma, l'evaporació que prové dels sòls humits juntament amb l'evapotranspiració de la vegetació augmenten la humitat de l'aire.

2 Quan es refreda el vapor d'aigua que ascendeix junt amb els corrents d'aire, es forma una boira de petites gotes d'aigua o cristalls de glaç que anomenem núvols, si no arriben a terra.

3 El vent arrossega els núvols i les masses d'aire humit.

4 Quan l'aire humit es refreda, es condensa el vapor d'aigua que conté i cau en estat líquid (pluja) o sòlid (neu o calamarsa).

5 Una bona part de l'aigua de la pluja (i la de la neu o la calamarsa quan es fon) es deixa endur pendent avall seguint les conques hidrogràfiques formades per torrents, rieres i rius. Una altra part de l'aigua s'infiltra en el sòl. Les aigües del subsòl també provenen de la infiltració de les aigües superficials de llacs, embassaments i rius.

6 Aquestes aigües subterrànies flueixen pels aqüífers (formacions geològiques en cavitats de roca porosa en què s'emmagatzema i circula aigua subterrània) fins a sortir per les fonts, retornar als mars i llacs o romandre en el mantell freàtic (capa d'aigua que hi ha al subsòl).

7 Els rius acaben desembocant en un llac, en un mar o en un gran oceà després de recórrer una distància que pot anar des de pocs quilòmetres fins a, en alguns casos, milers.

17

magazín El temps i la comunicació 18

De fet, hauríem d'haver-ho titulat "La previsió meteorològica i els mitjans de comunicació", perquè, efectivament, és la previsió allò que es demana, previsió que, d'altra banda, només és una branca, i no gaire gran, de la meteorologia.

LA PREMSA La societat és estructurada de tal manera que la previsió meteorològica resulta fonamental. Al final del segle XVIII i al començament del XIX es van publicar els primers diaris catalans, i a la primera pàgina ja sortien les dades meteorològiques del dia anterior (o d'uns quants dies enrere). Les previsions, és clar, no hi figuraven. No es tenien mitjans per a poder-les fer.

Els últims anys, la informació del temps ha anat guanyant força a mesura que la gent en demanava més. Més temperatures, més pluges caigudes, més mapes, més previsions. Primer, previsions de Catalunya amb un mapa isobàric (amb línies isòbares, que uneixen els punts que tenen la mateixa pressió atmosfèrica).

Ara, alguns diaris ja inclouen un mapa isobàric de Catalunya, un de la Península Ibèrica, un altre d'Europa, mapes de previsions per a més dies i fins i tot, a poc a poc, hi van introduint algun mapa d'altura.

Aquells escrits en què apareixien les típiques frases "núvols i clarianes amb ruixats dispersos" ja s'han acabat. Les previsions es fan més acurades i proliferen els avanços per a més dies. Tanmateix, encara hi ha força camí per recórrer.

LA RÀDIO Els mitjans de què es disposa actualment i l'augment d'emissores fan que les previsions meteorològiques siguin una informació de primera línia. Alguns programes donen previsions cada 30 minuts; la informació marítima o per a la gent que treballa al camp també va ocupant el seu lloc.

Actualment la ràdio ofereix força mitjans, des de micròfons sofisticats instal·lats a les seus dels observatoris per a poder fer les cròniques sobre el terreny, fins a programes sencers dedicats exclusivament a tractar temes de meteorologia.

La participació de la gent en aquests programes és molt activa. Fins i tot hi ha dies que les preguntes de moltes persones sobre quin temps farà en aquest o en aquell lloc arriben a col·lapsar la centraleta. També es reben trucades de gent que ofereix informacions o que facilita dades.

LA TELEVISIÓ El primer home del temps de TV3 va ser el malaguanyat Antoni Castejón, juntament amb un dels autors d'aquest llibre, Alfred Rodríguez Picó. A partir de la dècada dels vuitanta, la gent demanava amb més insistència dades meteorològiques i previsions: els pagesos per si venien glaçades o pedregades, la gent de la mar per si s'apropava un temporal de llevant o una tramuntanada, i altra gent per saber com seria el cap de setmana. Els mitjans tècnics i humans van augmentar per donar abast a tota la demanda meteorològica.

Poder disposar de mitjans tècnics facilita notablement la previsió meteorològica. Per exemple, la successió de fotografies del satèl·lit Meteosat, les ampliacions d'un sector de la fotografia, la coloració dels núvols per veure on són més actius, ajuden el meteoròleg a fer les previsions i fan que el telespectador les entengui millor.

Imatge televisiva d’Antoni Castejón

Els fenòmens atmosfèrics són els esdeveniments físics que tenen lloc a l'atmosfera. N'hi ha que es poden apreciar o veure cada dia, com el vent o els núvols. Altres es veuen de tant en tant, com la pluja o els llamps. I alguns ben poques vegades, com l'arc de Sant Martí o una forta calamarsada.

Quan acabis aquesta unitat podràs: – Descriure els diferents tipus de vents.

– Reconèixer la importància de l'aigua com a responsable de molts fenòmens atmosfèrics.

– Explicar per què a vegades plou fang.

– Descriure els núvols.

– Determinar a quina distància ha caigut un llamp.

– Descriure, en definitiva, els fenòmens atmosfèrics.

Els fenòmens atmosfèrics

Activitats prèvies / Mapa de conceptes

Els fenòmens atmosfèrics

A

C

T

I

V

I

T

A

T

S

P

R

È

V

I

E

S

1

Explica quina diferència hi ha entre un tornado i un huracà.

5

Si veus caure un llamp i un segon després sents el tro, a quina distància ha caigut?

2

Digues si creus que hi ha tornados a Catalunya.

6

Explica quan es pot produir una inversió tèrmica.

3

Esbrina per què l'arc de Sant Martí presenta tants colors.

7

Digues si granís i calamarsa són dues paraules sinònimes.

4

Explica com són els flocs de neu.

8

Explica què és una aurora boreal.

Els fenòmens atmosfèrics o meteors depenen dels canvis de

temperatura pressió humitat i ocasionen

vents

núvols dels quals pot caure

amb noms segons la seva direcció

que poden donar lloc a

• tramuntana • gregal • llevant • xaloc...

brises

aigua

gel

gebrades

marinades pluges

glaçades

huracans ordenats a la

rosa dels vents

tornados imprescindibles per al fenomen òptic de

l’arc de Sant Martí

que poden esdevenir

tempestes amb

llamps llampecs trons

20

rosades

granissades

nevades

calamarsades

amb diversos tipus de

pedregades cristalls de gel

El vent

El vent El vent és un moviment de masses d’aire produït pels canvis de temperatura i pressió. A la primera unitat ja vam descriure els vents que participen en la circulació global de l'atmosfera terrestre.

Ara estudiaràs vents d'una manera més concreta.

N nt

ra ad q u NE

ra ad O u tq N

nt

4

E 3r

qu SE ad ra nt

O qu SO ad ra n

t

S

2n

Cada vent que segueix una mateixa direcció pot rebre denominacions diferents segons la comarca o la zona on bufi, però genèricament els noms dels vents de Catalunya són els següents: vent del nord, tramuntana; vent del nord-est, gregal; vent de l'est, llevant; vent del sud-est, xaloc; vent del sud, migjorn; vent del sud-oest, garbí o llebeig; vent de l'oest, ponent; i vent del nord-oest, mestral. Aquests són els noms que donem als vents segons la direcció d'on provenen, però hi ha altres vents que es produeixen en llocs molt concrets, com la costa.

1r

La rosa dels vents

Rosa dels vents

La marinada Imagina't un dia típic d'estiu. Són les vuit del matí. El sol a penes té força. La terra és freda a causa de la nit que acaba de passar.

En aquesta hora, l'aigua del mar generalment és a la mateixa temperatura que la terra (22°C o 23°C). Ara són les onze del matí i el sol ha fet augmentar la temperatura. La terra s'escalfa ràpidament i la temperatura pot arribar als 30°C. L'aire calent s'eleva, perquè és menys dens i pesant que el fred, mentre que l'aigua del mar costa molt més que s'escalfi i probablement continua a 22°C o 23°C. Què passa aleshores? Doncs que el buit que provoca l'aire calent de la terra quan s'aixeca s'ha d'omplir d'alguna cosa. L’aire més fresc que hi ha sobre la superfície del mar es desplaça cap a terra i omple el buit que ha deixat l’aire calent. D’aquest desplaçament en diem marinada. Entre les dotze del migdia i les quatre o les cinc de la tarda, que és quan el sol pica més fort, la terra està molt calenta i el moviment de reemplaçament de l'aire càlid de la terra per l'aire més fresc del mar és més fort. Per això en aquests moments és quan bufa amb més força la marinada.

Formació de la marinada

La brisa Ara ja són les vuit del vespre. El sol comença a pondre's. La terra es refreda ràpidament, mentre que l'aigua del mar, que ha rebut els raigs solars de tot el dia, s'ha escalfat. Les temperatures s'igualen i la marinada desapareix. Toquen les deu del vespre. La terra encara es refreda més mentre que l'aigua del mar es manté igual (la terra pot estar a 23°C o 24°C i el mar, a 25°C o 26°C).

Ara es crea la brisa de la terra, és a dir, el fenomen contrari a la marinada. Però com que la diferència de temperatures és molt petita, el vent serà molt suau.

També hi ha les brises de vall i de muntanya. En una vall, l'aire escalfat pel sol és obligat a pujar pels vessants de la muntanya i crea les brises esmentades.

Formació de la brisa

21

El vent

Els vents violents Ja hem esmentat quins vents ens afecten. Però també coneixem vents d’altres parts de la Terra, no perquè ens afectin, sinó per les destrosses que causen. Primer de tot cal diferenciar uns fenòmens d'uns altres. Sovint es barregen termes com tornado, cicló, huracà, bufarut… com si es tractés del mateix fenomen, i cal aclarir aquest aspecte.

Efectes d’un huracà

El vent huracanat

Escala de Beaufort 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Calma Molt fluixet Fluixet Fluix Moderat Un xic fort Brisa forta Vent fort Temporal Temporal fort Temporal dur Temporal molt dur Temporal huracanat

0 a 1 km/h 1 a 5 km/h 6 a 11 km/h 12 a 19 km/h 20 a 28 km/h 29 a 38 km/h 39 a 49 km/h 50 a 61 km/h 62 a 74 km/h 75 a 88 km/h 89 a 102 km/h 103 a 117 km/h més de 118 km/h

Sèrie de nombres del 0 al 12, disposada per l’almirall anglès sir Francis Beaufort (1774-1857), utilitzada entre els navegants per expressar la força del vent

Tornado

El 31 d’agost de 1994 va haver-hi un tornado espectacular a l’Espluga de Francolí.

22

L'huracà és una mena de depressió, d'un diàmetre més petit que el de les que afecten Catalunya, però molt més violenta. Generalment té un diàmetre de 500 a 1.000 km i es forma tan sols a mars tropicals, ja que perquè es creï un huracà cal un mar força càlid i una invasió d'aire fresc a les capes altes atmosfèriques.

L'huracà rep diferents denominacions segons el país o la zona on es produeix. Per exemple, als Estats Units es coneix com a huracà o com a cicló tropical. Al mar del Japó, com a tifó. Al voltant de les Filipines l'anomenen baguios i al nord d'Austràlia rep un nom ben curiós: willi-willi. La mar Mediterrània, malgrat que és relativament calenta, no ho és prou per a formar huracans. La velocitat del vent d'un huracà pot assolir els 200 km/h, i fins i tot els 250. No sol bufar en ratxes, sinó continuat. En el centre d'un huracà hi ha "l'ull", una mena d'oasi, on no plou, i fins i tot pot lluir el sol, però voltat de parets de tempestes terribles.

Algunes vegades, els huracans de l'Atlàntic es desvien de les seves trajectòries tradicionals i s'adrecen cap a Europa. Poden arribar a les illes Açores, on algun cop han originat destrosses, i en molt comptades ocasions poden atènyer, completament desgastats i convertits en simples depressions atlàntiques (això sí, més fortes del que és habitual) les illes Britàniques o la Península Ibèrica.

El tornado El tornado és completament diferent de l'huracà, és com una mena de trompa d'elefant (que pot tenir un diàmetre d'escassos metres) que penja d'un núvol de tempesta i que s'empassa tot allò que troba pel camí. El mot tornado, segons algunes fonts, prové del verb "tornar", girar, i es diu que procedeix de l'Argentina.

A Catalunya se'n veu algun, tot i que amb poca freqüència, i s’anomena tromba marina o mànega si té lloc sobre el mar. Se'ls pot observar especialment a les costes i alguns quilòmetres mar endins. L'explicació de la formació dels tornados no és gaire clara.

Hi ha una hipòtesi que diu que perquè es formi un tornado hi ha d'haver, dins del núvol de tempesta que l'origina, corrents forts de vent que pugen i corrents forts que baixen. Si ambdós corrents, de sentit contrari, s'aproximen molt l'un a l'altre, poden provocar un inici de remolí que a la fi pot acabar sent un tornado. Ara bé, això no deixa de ser una hipòtesi i haurem d'esperar una mica per a esbrinar la formació exacta del fenomen. La velocitat del vent a l'interior del tornado és una incògnita, però sabem que hi ha una pressió atmosfèrica extraordinàriament baixa.

Els núvols

Classificació dels núvols Els núvols són cúmuls de partícules d'aigua o de glaç formats per la condensació del vapor d'aigua a l'atmosfera. Des de fa centenars d'anys s'han investigat aquestes masses, a vegades compactes, a vegades semitransparents, sense treure'n gaire l'entrellat.

Actualment els núvols es classifiquen per pisos: pis alt, pis mitjà, pis baix i núvols que ocupen els tres pisos a causa de la gran dimensió vertical.

Núvols alts: són els núvols situats entre els deu mil i els sis mil metres d'altura, aproximadament, segons la latitud i l'estació de l'any. Els núvols són més baixos a l'hivern i més alts a l'estiu.

Són els cirrus, de forma plana, els cirrostrats, estratificats, i els cirrocúmuls, que tenen una forma arrodonida. Estan formats per cristalls de gel, com una mena de prismes.

Núvols mitjans: són aquells que estan situats entre els sis mil i els tres mil metres d'altura, aproximadament. Són: altocúmuls, altostrats i nimbostrats, encara que aquests últims, com la seva part inferior és molt arran de terra, es consideren, de vegades, núvols baixos. Els altostrats són aquella mena de núvols que deixen passar el sol, com un vidre esmerilat. Aquests núvols estan formats per vapor d'aigua i cristalls de gel alhora. Els altocúmuls solen estar formats per vapor d'aigua i poden tenir formes molt diverses. N'hi ha uns anomenats lenticulars que semblen enormes llenties o lents. També poden adquirir forma de flocs separats per petits foradets de cel blau ("cabretes"). Els nimbostrats són uns núvols molt més espessos que tots els anteriors. La base pot ser ben a prop de terra i està formada per núvols trencats (fractocúmuls o fractostrats) que generalment viatgen a gran velocitat, impulsats pel vent. Ara bé, la part superior del nimbostrat pot arribar fins als set mil metres d'altura; per tant, es tracta d'un núvol prou gruixut per a provocar pluges i xàfecs més o menys continuats. Un temporal de llevant, per exemple, va acompanyat d’aquest tipus de núvols.

Núvols baixos: estan situats entre els tres mil o dos mil metres d'altura i la superfície de la Terra. Són els cúmuls, els estrats i els estratocúmuls. Els cúmuls tenen la part inferior aplanada i la part superior arrodonida, com una gran coliflor. Els estrats són els típics nuvolets que se solen veure, a primera hora del matí, fregant les muntanyes o estancats a les valls. Sovint el sol s'encarrega de desfer-los ràpidament. Els estratocúmuls es troben més alts però, tal com indica el nom, són estratificats, és a dir, tenen poca dimensió vertical, bé que es poden estendre horitzontalment i provocar un mar de núvols que fins i tot tapi el cel de tot un país com ara França, com s’ha vist a través d’algunes fotografies dels satèl·lits meteorològics.

Núvols de dimensió vertical: són els que tenen la base ben a prop de la superfície, però van creixent i desenvolupant-se fins a arribar al pis alt. En aquest cas es tracta de grans cúmuls i, sobretot, dels cumulonimbes o núvols de tempesta per excel·lència, dels quals parlarem més endavant.

23

Pluja, tempestes i nevades

Pluja, neu, granís i tempesta

Pluja

Als núvols hi ha petites gotetes d'aigua que mesuren entre 8 i 15 μm de diàmetre depenent del tipus de núvol. Aquestes gotetes poden fer-se més grosses així que s’hi condensa més vapor d'aigua. Quan les gotes tenen un diàmetre de 0,1 mm i fins a 1 mm, ja cauen en forma de pluja. Així doncs, la pluja és la caiguda o precipitació de gotes d'aigua, provinent de la condensació del vapor d'aigua de l'atmosfera.

Ja sabem que a l'atmosfera també hi ha aigua sòlida. La neu és el resultat de la formació de petits cristalls de gel, de formes força regulars, encara que molt variades. Un cúmul d'aquests petits cristalls, que té lloc mentre cauen, constituirà un floc de neu. Hi ha dos tipus de cristalls de gel: els tabulars i els prismàtics. Els tabulars tenen forma hexagonal (alguns tenen forma d'estrella) amb un eix principal curt. Els prismàtics tenen quatre eixos ben desenvolupats que els donen forma de prisma o de piràmide.

La formació de granís necessita una circulació especial d’aire que permeti el manteniment en suspensió dels grans de gel durant el ràpid procés de formació i engruiximent posterior.

Cristalls de gel

Quan aquestes pluges, nevades o calamarsades van acompanyades de trons, i constitueixen una pertorbació forta de l'atmosfera, aleshores hem de parlar de tempesta.

Formació d'una tempesta Als Pirineus i a les zones pròximes sovintegen les tempestes anomenades orogràfiques, és a dir, les originades per la mateixa muntanya. El cicle de vida d'una tempesta orogràfica comença quan els vessants de les muntanyes s'escalfen (això és més evident a l'estiu, quan les temperatures són més altes). L'aire comença a pujar i a mesura que passa el temps, si la insolació es manté, l'aire escalfat puja amb més violència. Els corrents ascendents són forts, poden adquirir fins i tot unes velocitats superiors als 50 km/h.

Formació d’una tempesta

24

A mesura que l'aire calent guanya alçada es troba amb temperatures més baixes i el consegüent augment de la humitat. A una certa alçada la humitat arriba al 100%. A partir d'aquest punt en què la humitat seria superior al 100% (cosa impossible, és com abocar més aigua a un got que ja és ple, l'aigua vessaria) es produeix la condensació, i a partir d'aquest nivell el núvol va creixent i creixent si les condicions atmosfèriques són les adequades, fins a convertir-se, d'un simple cúmul, en un bon cumulonimbe o núvol de tempesta. Cap a mitja tarda, el núvol, a partir del nivell de condensació, haurà anat creixent fins a adquirir una dimensió espectacular. És com una enorme coliflor probablement amb la part superior en forma de capell o barret aixafat, ja que el núvol ha crescut tant que ha arribat al límit de la troposfera. Aquí, a la tropopausa hi ha una inversió tèrmica, la temperatura para de baixar i comença a pujar tot impedint que els núvols puguin continuar creixent. Amb un cumulonimbe ben format, que pot arrencar als 2.500 m, aproximadament, i acabar entre els 10.000 i els 12.000 m d'altura, els xàfecs, els llamps, els trons i les pedregades poden sovintejar.

Altres fenòmens meteorològics

Granís o calamarsa Sempre que les partícules de gel que es formen en un núvol de tempesta no tinguin un diàmetre superior al centímetre, parlem de granís o calamarsa. Si el diàmetre és superior, aleshores parlem de pedra (diem que cau una pedregada).

Quan les partícules de vapor d'aigua que són impulsades núvol amunt (pels corrents d'aire calent) superen la isoterma (línia on la temperatura té el mateix valor) dels 0°C, canvien d'estat i passen a convertir-se en partícules de gel que formen capes concèntriques.

A la part més alta del núvol (que és per on descarrega un xàfec) el corrent ascendent possiblement ja haurà perdut tota la intensitat i les pedretes de gel començaran a caure, a causa del propi pes i de vegades impulsades per corrents descendents. Però quan arriben a la meitat del núvol, que més o menys coincideix amb la línia dels 0°C, les pedretes s'hauran recobert d'una altra capa de gel.

En aquesta zona poden tornar a arreplegar un altre corrent d'aire que puja… i un altre cop amunt. Durant la pujada es tornen a recobrir d'una altra capa de gel. Aquest procés es pot anar repetint fins que aquelles partícules microscòpiques de gel esdevenen més grosses i amb un pes massa gran perquè els corrents ascendents les sostinguin. Aleshores cauran pel mateix pes tot originant una pedregada, una calamarsada o una granissada.

Pedregada

A la comarca de l'Urgell, als voltants de Tàrrega, a l'agost del 1986 van caure pedres de mig quilo de massa! Pensa en les voltes que han de fer aquestes pedres dins del núvol i la violència dels corrents ascendents per mantenir en l'aire una massa de més de mig quilo.

Sempre s’ha intentat lluitar contra la pedra, pels mals que comporta, sobretot a l'agricultura. Ja al segle passat es tiraven coets contra les tempestes per desviar-les (ara per ara, impossible) o, amb el soroll, trencar-ne el granís. Només cal dir que una tempesta normal i corrent, de les d'estiu, allibera l'energia equivalent a la de dues o tres bombes atòmiques com la que explotà a Hiroshima. Per més coets que hi tirem, serà pràcticament impossible de desfer-ne el granís. Llançar coets amb càpsules que portin iodur de plata és un mètode que pot ser lleugerament eficaç, ja que aquesta substància possibilita la recaptació de partícules de vapor d'aigua i, al capdavall, l'engruiximent del núvol. Aquest, com que es fa més gruixut i espès, pot originar més pluja i potser menys granís.

Rosada

Rosada, gebrada i glaçada Després d'una nit encalmada i sense núvols, de bon matí, pots observar que l'herba, els cotxes i tot allò que ha estat a l’aire lliure durant tota la nit es troba recobert d'una pel·lícula d'humitat condensada en forma de petites, minúscules gotetes. És la rosada.

Si la temperatura és inferior a zero graus, l'efecte serà diferent, ja que tot es recobrirà d'una capa blanca com si es tractés d'una lleugera nevada. És el gebre. Les dites populars fan referència al gebre i moltes esmenten que una gebrada forta, intensa, anuncia un canvi de temps, amb pluges o nevades. De vegades, passa que es forma la rosada perquè la temperatura és superior a 0°C, però després baixa per sota de 0°C. La rosada es glaça i el fenomen es transforma en glaçada.

Gebrada

Glaçada

25

Llamps, llampecs i trons

+ + + + + + + ++ + + +++ + -+ + + - - - - --- - -- - - -- - - - - - -- -

+ ++ -

Els llamps, grans descàrregues elèctriques

0˚C

+ + -+ -+ + - --

Distribució dels ions en un núvol de tempesta i a la superfície

En condicions normals d'estabilitat, és a dir, quan no es formen tempestes, l'atmosfera, tot l'aire que ens envolta, conté ions de dues menes: positius i negatius. Tots es troben més o menys barrejats. Però quan es forma una tempesta, aquests ions se separen. Ja hem explicat que en un núvol de tempesta la part superior està formada per cristalls de glaç, mentre que la part inferior, més càlida, està formada per vapor d'aigua. Doncs bé, els ions positius se'n van a la part superior del núvol de tempesta, on hi ha els cristalls de gel. Els ions negatius se'n van a la part inferior, on es troba el vapor d'aigua. I la superfície de la terra es carrega indistintament de forma positiva i negativa, però les zones que sobresurten (arbres punxeguts, antenes, cims…) es carreguen molt més positivament.

Per raons que encara no es coneixen prou bé, a la part superior del núvol hi pot haver zones amb molts més ions positius que a la resta. Semblantment, la part inferior pot tenir molts més ions negatius. Entre la zona superior molt positiva i la zona inferior molt negativa es pot arribar a crear una diferència de potencial tan important, que es produeix una descàrrega elèctrica per igualar aquesta diferència.

Si la diferència de potencial es crea entre una zona molt negativa de la part inferior o la mitjana del núvol i la terra positiva, també es produeix una descàrrega elèctrica. En ambdós casos direm que s'ha produït un llamp. Evidentment és molt més perillós el llamp que cau a terra pels danys que pot provocar, fins i tot, en algun cas, víctimes mortals; i és que la temperatura a l'interior del llamp és de 24.000°C! Un llampec és el fenomen lluminós associat a un llamp.

El tro Ara bé, tot i que un llamp dura molt poc, sempre menys d'un segon, per on passa la descàrrega elèctrica (el canal per on circula té tan sols de 2 a 4 cm de diàmetre, encara que la lluminositat que provoca el fa semblar més ample), les partícules d’aire s'escalfen a 24.000°C. La temperatura sobtada impulsa aquestes partícules cap als costats a gran velocitat. Però com que la descàrrega dura tan poc, l'aire es torna a refredar ràpidament, i aquelles partícules de l'aire que havien sortit disparades tornen al seu lloc d'origen. Però ho fan desordenadament, xocant entre elles, i quan topen produeixen un soroll molt fort: el tro.

Precaucions en cas de tempesta Ja hem dit que a Catalunya són relativament freqüents els fenòmens tempestuosos, especialment des del mes de maig fins a mitjan octubre. No es tracta de tenir por d'aquests fenòmens però tampoc d'ignorar-los, sobretot si ens trobem a l'aire lliure.

En el llibre d’activitats trobaràs les precaucions que cal que prenguis si et trobes enmig d’una tempesta a l’aire lliure.

26

Altres fenòmens lluminosos

L'arc iris o arc de Sant Martí És un fenomen òptic que sovint es pot veure al nostre país. Per a observar-lo ha de ploure i, alhora, fer sol: enmig de la massa de núvols que provoca la pluja s'han d'obrir clarianes que deixin passar el sol. Per a la formació de l'arc de Sant Martí cal que caigui una pluja entre feble i moderada. Els raigs de sol penetren en les gotetes, es desvien en el seu interior i es descomponen en tots els colors de què està format el raig blanc, en tot el seu espectre (vermell, taronja, groc, verd, blau, indi i violeta), és a dir, els colors de l'arc de Sant Martí. Alhora, el raig ja descompost torna a desviar-se en la paret interior de la gota, els colors canvien d'ordre i surten a l'exterior en l'ordre que nosaltres coneixem.

De fet, no es tracta solament d'un arc. El que passa és que a causa de les muntanyes, el mar o els accidents geogràfics diversos, tan sols veiem la part superior d'una circumferència. Si t'hi fixes bé, el centre d'aquesta circumferència és al punt oposat d'on es troba el Sol. Si aquest és a prop de l'horitzó, l'arc de Sant Martí serà força ample, mentre que si el Sol és a prop del zenit (punt més alt de l'hemisferi celeste sobre l'horitzó) l'arc serà molt més reduït. En realitat, es tracta d'un fenomen òptic curiós, ja que cadascú veu el "seu" arc de Sant Martí, segons la seva posició. De fet, podem fabricar arcs iris nosaltres mateixos agafant, per exemple, una mànega i projectant aigua, si és polvoritzada millor, en direcció contrària a la del Sol. També es pot percebre en una cascada o fins i tot en gropades de mar, quan el vent aixeca l'aigua i els raigs solars poden provocar la formació del fenomen.

A

N M S'

S V R

R

B

V C

O

V R

La circumferència representa la secció d’una gota de pluja. El raig solar SA es refracta i es dispersa a A; a B sofreix la reflexió total, i es refracta de nou a C, i surt a l’exterior. Les lletres R i V fan referència als colors vermell i violeta, extrems de l’espectre. El raig vermell (angle RNS’) resulta menys desviat que el violeta (VMS’). L’observador col·locat a O rebrà raigs vermells de direcció paral·lela a RN i violetes de direcció paral·lela a VM.

Algunes vegades es poden veure dos arcs. El principal, que acabem de descriure, i un de secundari, més cap a l'interior, més a prop del paisatge. Generalment és força més feble, no tan definit i, si t'hi fixes bé, els colors segueixen un ordre contrari al de l'arc principal. Aquest arc iris secundari es dóna quan els arcs sofreixen dues reflexions totals a l'interior de la gota.

L'aurora polar L'aurora polar és un fenomen lluminós que ocupa una gran part dels cels polars (a partir dels 100 km d'altura) i que pot presentar formes força diverses (raigs, bandes, cortines…) de colors també variats.

Les aurores s'anomenen aurora boreal (si es produeix a l'hemisferi nord) o aurora austral (a l'hemisferi sud). Com més a prop dels pols, més impressionants són.

Les causes de la seva formació són el vent solar (corrent de partícules atòmiques amb càrrega elèctrica, o sigui, protons i electrons, provinents del Sol) i el camp magnètic terrestre (la Terra té dos pols magnètics, és com un imant gegantí). Doncs bé, quan les partícules atòmiques electrificades, molt energètiques, entren en el camp magnètic terrestre, xoquen contra les molècules d'aire de la ionosfera (principalment nitrogen i oxigen) i les ionitzen.

Els electrons que han trencat aquestes molècules s'hi recombinen, i aquesta recombinació fa que les molècules emetin radiacions que formen l'aurora amb els seus colors característics.

Aurora boreal

27

magazín Pluja de fang i altres pluges 28

De tant en tant, cau un ruixat o, simplement, quatre gotes mal comptades carregades de polsim que embruten tot allò que toquen. A vegades es poden veure els cotxes, les plantes, les teulades i tots els objectes exposats a l'aire lliure completament embrutats per aquesta pluja estranya. Altres pluges porten coses més rares.

PLUJA DE GRANOTES I ALTRES "COSES" Ja hem explicat l'origen de la pluja de fang, que per a nosaltres és relativament familiar, perquè no hi ha any que no en caigui alguna, encara que per a habitants d'altres països pot ser un fenomen extraordinari. Però a altres llocs de la Terra s'han observat pluges de coses més estranyes, com la pluja de granotes. La causa és ben clara: un remolí de vent, una mànega o un tornado que, quan passa sobre una bassa, xucla aigua, granotes i altres bestioles que poden anar a parar a quilòmetres de distància.

PLUJA DE FANG L'explicació és ben senzilla. Al desert del Sàhara es formen sovint tempestes de sorra; les seves partícules més fines, quasi microscòpiques, són portades per les ratxes de vent a altituds considerables, fins i tot a més de 15 km d'altura. Si a les capes altes atmosfèriques bufen vents del sud, arrepleguen el polsim saharià. Si aquests vents arriben a Catalunya, el continuen transportant. Sovint amb aquests vents del sud a les capes altes atmosfèriques, a la superfície bufa llevant, vent que provoca pluja. Si cau, arrossega totes les partícules que es troben en suspensió, que arriben a terra completament tenyides i embrutades pel polsim. Al País Valencià, més pròxim al nord d'Àfrica, la coloració és més intensa, quasi vermellenca, i per això anomenen el fenomen "pluja de sang". Alguns cops, els vents del sud poden arribar a l'Europa central. S'han detectat pluges de fang a París i a punts d’Alemanya.

No és perjudicial ni per a les plantes ni per als animals. A més, els rentacotxes hi fan l'agost.

Al començament del segle XX, a la part alta de la ciutat de Barcelona va caure un ruixat… de peixos. Segurament es devia formar una mànega mar endins. Aquesta devia xuclar l'aigua superficial del mar i potser en aquells moments devia passar un banc de peixos que també van ser absorbits per la mànega. Més d'una persona devia dinar aquell dia una bona graellada de peix fresc sense haver-se gastat ni una pesseta, i sense haver anat a pescar, només collint-lo de l'hort…

Per últim, a Anglaterra s'expliquen tot un seguit de pluges de diversos colors: negres, taronges, grogues… però totes en relació amb la gran contaminació atmosfèrica que patia aquella zona al començament de segle. La barreja de fums amb la pluja donava com a resultat aquestes pluges no gaire naturals.

La pluja de fang té l’origen al desert del Sàhara

Per poder fer previsions meteorològiques s’han anat inventant diferents aparells que permeten obtenir dades fiables de les variables atmosfèriques. Gràcies a les dades que s’obtenen amb aquests instruments s’han pogut confeccionar els mapes del temps.

Quan acabis aquesta unitat podràs: – Observar i interpretar mapes climàtics, diagrames i fotografies.

– Llegir i enregistrar les dades obtingudes amb els aparells de la gàbia meteorològica.

– Usar i conservar els aparells i instruments de la gàbia meteorològica.

– Interpretar higrogrames i barogrames.

– Dibuixar les isòbares d’un mapa de superfície.

Les previsions meteorològiques

Activitats prèvies / Mapa de conceptes

Els fenòmens atmosfèrics

A

C

T

I

V

I

T

A

T

S

P

R

È

V

I

E

S

1

Explica quina informació es dóna en els mapes del temps.

5

Digues què hi ha dins d’una gàbia meteorològica.

2

Saps què signifiquen les diferents línies d’un mapa del temps?

6

Saps molt bé què mesura un termòmetre.

Però, i un higròmetre?

3

Digues en què es diferencia un anticicló d’una depressió.

7

Pensa si és el mateix un anemòmetre i un penell.

4

Com dibuixaries un front càlid i un front fred?

8

¿Saps observar i preveure el temps en el lloc on vius, on passes l’estiu...? En què et fixes?

Les previsions meteorològiques

han millorat amb

es poden representar en

l’observatori meteorològic

mapes del temps

que conté aparells com

com el

baròmetre termòmetre pluviòmetre higròmetre

que mesura

que mesura

que mesura

la pressió

la temperatura

la pluja

altres

• anemòmetre • penell que mesura • heliògraf • evaporímetre

la humitat

que es troben protegits a la

gàbia meteorològica

que mesuren respectivament

• la velocitat del

vent • la direcció del vent • la insolació • l’evaporació

mapa isobàric

mapa isotèrmic

que es confecciona mitjançant

que es confecciona mitjançant

isòbares

isotermes

per a representar

per a representar

anticiclons i bosses d’aire depressions fred i calent

relacionats amb

fronts càlids fronts freds

30

Els mapes del temps

Confecció dels mapes del temps Un mapa del temps és l’expressió gràfica d’un conjunt de dades meteorològiques en un lloc i un moment precís. Es tracta d’oferir el màxim d’informació en el mínim d’espai possible. Per a fer mapes del temps es recullen alhora dades de molts observatoris.

Actualment, per a recollir i processar aquestes dades es fan servir eines sofisticades, com l’ordinador. Però també és possible fer mapes del temps d’una manera més senzilla.

La tasca del professional de la meteorologia no acaba amb l’elaboració del mapa de previsió.

Aquest és una eina més per a diagnosticar com es comportarà l’atmosfera.

En el mapa del temps reproduït en aquesta pàgina hi pots veure tres línies isòbares: una de 1.008 mb, una altra de 1.012 mb i la tercera de 1.016 mb. El dia que es va confeccionar aquest mapa, els baròmetres —aparells que serveixen per a mesurar la pressió atmosfèrica— d’una sèrie de punts (en aquest cas, Dublín, Londres, París, Perpinyà, Mallorca i Gibraltar) marcaven una mateixa pressió atmosfèrica: 1.012 mil·libars. Si unim tots els punts amb la mateixa pressió atmosfèrica que es troben a la mateixa altitud obtenim una línia isòbara. Com més punts tinguem amb el mateix valor de pressió atmosfèrica, més fiable serà la isòbara traçada. Si després busquem els llocs on la pressió atmosfèrica és de 1.008 mb i unim tots els punts, obtindrem una altra línia isòbara, la de 1.008 mb. I així successivament.

Sempre dibuixarem les isòbares augmentant o disminuint el mateix nombre de mil·libars cada vegada. Normalment, les línies isòbares van de quatre en quatre (...1.008, 1.012, 1.016...) o de cinc en cinc (...1.005, 1.010, 1.015...), ja que si les indiquéssim d’una en una hi hauria un guirigall de línies i si, en canvi, les dibuixéssim de deu en deu quedarien massa separades.

Una vegada que hem traçat les isòbares, és a dir, que hem unit els punts d’igual pressió, ja tenim feta la base del mapa del temps. Un cop dissenyat, disposem d’un instrument força complet per al coneixement de l’estat de l’atmosfera i per a predir-ne el comportament futur.

Uns altres mapes del temps representen les isotermes (línies que uneixen punts a una mateixa altitud d’igual temperatura) i utilitzen les lletres F i C per a representar les bosses d’aire fred i calent respectivament.

31

El gradient bàric

El gradient bàric Un anticicló és una àrea de pressió atmosfèrica alta. Una depressió és una àrea de pressió atmosfèrica baixa.

Com acabes de veure, quan dibuixem diferents isòbares en un mateix mapa fem evident que hi ha un canvi horitzontal de la pressió atmosfèrica. A la primera unitat d’aquest crèdit ja vas estudiar el gradient vertical de la pressió atmosfèrica. El gradient bàric ens indica la variació de pressió que hi ha entre punts diferents, i això ho podem determinar tant horitzontalment com verticalment.

Quan representem mapes del temps, les isòbares ens indiquen, entre altres coses, el gradient bàric horitzontal al nivell que ens interessi, normalment al nivell del mar (és on hi ha instal·lats la major part de baròmetres).

Les isòbares i la direcció del vent Una vegada has dibuixat les isòbares, ja pots indicar la direcció del vent. En un anticicló (A) els vents giren, a l’hemisferi nord, en el sentit de les agulles d’un rellotge, mentre que en una depressió (D) els vents giren (també a l’hemisferi nord) en sentit contrari. En els mapes del temps aquestes direccions s’indiquen amb unes fletxetes. En el mapa de la pàgina anterior el vent arriba a París des del nord-oest i se’n va cap al sud-est. Sempre hem de dir d’on ve el vent, mai cap on se’n va. A París, en aquest cas, el vent té la direcció nord-oest.

Ara cal que et fixis en el mapa d’aquesta pàgina. A més a més de les lletres A i D (que representen anticicló i depressió respectivament) hi ha quatre lletres que representen quatre punts.

Fixa’t en els punts A i B, situats uns 600 km l’un de l’altre. Hi ha quatre isòbares entre ambdós punts. Això significa que entre el punt A i el punt B hi ha molta diferència de pressió: 1.012 mil·libars en el primer i 1.000 en el segon. Hi ha molt gradient bàric i, per tant, hi farà molt de vent. En aquest cas hi haurà una forta tramuntanada i mestralada. Ara, agafa dos punts més, el C i el D. També estan situats uns 600 km l’un de l’altre, però aquesta vegada no hi ha cap isòbara entre ells. Per tant, no hi ha diferència de pressió, no hi ha gradient bàric i, doncs, no hi farà vent, o serà molt feble.

32

Anticicló i depressió

Ja saps què és un anticicló i què és una depressió, però cal saber interpretar-los en un mapa del temps. El centre d’una depressió és a dins de les isòbares que indiquen els valors de pressió més baixos. En aquestes zones és on el temps serà més inestable, on plourà, cauran xàfecs… (borrasca). El centre d’un anticicló es troba dins de les isòbares que uneixen els punts de pressió més alta, i determinen zones on el temps serà estable, sec i assolellat, encara que a vegades amb boires baixes.

En la il·lustració que acompanya aquest text pots veure-hi una zona d’altes pressions, anticicló, i una de baixes pressions, depressió.

A

1032 1028 1024 1020

Anticicló i depressió

anticicló

1004 1000 996

Front càlid i front fred En els mapes del temps també hi ha un altre tipus de línies, unes línies que es creuen amb les isòbares. Són més gruixudes i generalment de dos tipus: unes es dibuixen amb semicercles i són de color vermell, mentre que les altres es dibuixen amb uns triangles isòsceles i són de color blau. Ambdues línies surten del centre d’una depressió, generalment, i a mesura que se n’allunyen es van separant. Aquestes línies s’anomenen fronts. La vermella és un front càlid i la blava un front fred. Però això no vol dir que l'un porti calor i l’altre fred. S’anomenen així perquè aquests fronts separen masses d’aire de temperatura diferent, com pots observar a l’esquema del marge. Davant del càlid, que és el primer, generalment hi ha aire fresc. Un cop ha passat el front, la temperatura pot pujar una mica, i quan arriba el front fred, la temperatura pot baixar bruscament.

D

depressió

Per allà on passen els fronts, provoquen precipitacions. Els fronts càlids donen generalment pluges febles, mentre que els fronts freds donen xàfecs, tempestes i fins i tot, a vegades, pedregades.

El front càlid sempre és més lent que el front fred. El front fred va atrapant el front càlid, primer per la zona més pròxima al centre de la depressió, fins que en formen un de sol. Es tracta d’un front oclús.

Esquema d’un front càlid i un front fred, vistos transversalment

La gota freda A la primera unitat vam parlar dels corrents en raig. Són com uns tubs de vent que sempre bufen, molt fort, d’oest a est. El de l’hemisferi nord es troba a una altura aproximada de 5.000 a 10.000 metres i entre 40° i 60° de latitud nord. Doncs bé, si s’inicia un atac d’aire fred a les capes altes atmosfèriques, el tub fa una oscil·lació cap a baix, com una panxa. Si l’atac d’aire fred es fa insistent, al final la panxa es trencarà i quedarà aïllada una bossa d’aire fred, és a dir, la gota freda: una massa d’aire fred envoltada d’aire més calent.

A Catalunya pot provocar aiguats si es reuneixen aquestes tres condicions: ha de tenir lloc entre els mesos d’agost i octubre, la temperatura de l’aigua del mar ha d’estar entre els 20°C i els 25°C i ha de bufar llevant (vent càlid i humit de l’est).

F: atac d'aire fred

F

F

F Formació de la gota freda

33

L’observatori meteorològic

L’observatori meteorològic Ja fa uns quants anys que es va posar de moda la instal·lació de rètols electrònics al carrer que indiquen l’hora i la temperatura. A vegades, els valors de temperatura que donen són equivocats.

Això no vol dir que l’aparell sensor sigui dolent, sinó més aviat que està mal instal·lat: potser li toca el sol o l’afecta el rebot dels raigs solars en alguna paret pròxima.

Generalment, els valors de temperatura pequen d’excés. També és freqüent observar baròmetres o higròmetres que donen dades absolutament incorrectes, perquè sovint els qui els compren no se’n preocupen més, i ni tan sols els graduen.

Observatori meteorològic

L’observatori meteorològic és un lloc que permet l’observació dels fenòmens atmosfèrics i on hi ha uns aparells (termòmetre, baròmetre, higròmetre, pluviòmetre, etc.) que mesuren les variables atmosfèriques (temperatura, pressió, humitat, pluja, etc.). Molts d’aquests instruments o aparells han d’estar a l’aire lliure, però protegits de les inclemències del temps perquè aquestes no n’alterin les dades.

La gàbia meteorològica La gàbia o caseta meteorològica també es pot anomenar abric termomètric.

La gàbia meteorològica és una caseta on s’instal·len els aparells de l’observatori meteorològic que cal protegir. La gàbia meteorològica oficial és força cara i, per tant, costa molt menys fer-la nosaltres mateixos o fer-la fer per un fuster. Pot ser com una mena de caseta, elevada un metre i mig de terra (com a mínim 120 cm) i amb parets en forma de persiana; aquestes han d’estar col·locades de manera que privin l’entrada dels raigs solars a l’interior, per tal de no alterar-ne la temperatura o la humitat. La porta de la gàbia ha d’estar orientada al nord i la teulada lleugerament inclinada.

A l’interior hi hem de posar el termòmetre de màxima i mínima, el psicròmetre (per a saber la humitat) i aparells enregistradors, com per exemple el termohigrògraf (aparell que enregistra la temperatura i la humitat). Amb un pressupost més generós es poden instal·lar un evaporímetre (per a mesurar l’evaporació de l’aigua), un pluviògraf (que enregistra la intensitat i la durada de la pluja) i un heliògraf (aparell que mesura les hores de sol eficaç).

Al costat de la gàbia meteorològica instal·larem un pluviòmetre (que recull l’aigua de la pluja i permet saber-ne la quantitat caiguda), un penell (que assenyala la direcció del vent) i un anemòmetre (que en mesura la velocitat). És molt important que la gàbia estigui ben airejada i pintada de color blanc (com la resta d’aparells que hi ha fora de la gàbia, excepte l’heliògraf) perquè no s’escalfi amb el sol i s’alteri la temperatura. El sòl, si es pot, ha de ser de gespa, ja que aquesta no s’escalfa i així no afecta les dades de l’interior de la gàbia. Algunes d’aquestes gàbies porten, a la part superior, una mena de xemeneia per tal de provocar més corrents d’aire.

Gàbia meteorològica

34

En definitiva, una de les funcions de la gàbia meteorològica és mantenir la temperatura real de l’aire a l’interior.

El termòmetre

El termòmetre Com ja saps, un termòmetre és un aparell per a mesurar temperatures. N’hi ha de diversos tipus, però gairebé tots es basen en la dilatació d’un líquid (mercuri o alcohol tenyit) contingut en un dipòsit que està en contacte amb el medi del qual es vol mesurar la temperatura.

La variació de la temperatura afecta el volum del líquid, de manera que aquest es desplaça pel dipòsit, que està graduat. Si augmenta la temperatura, el líquid es dilata; si la temperatura disminueix, el líquid es contreu. La graduació del dipòsit que conté el mercuri o l’alcohol ens permet saber, en tot moment, la temperatura del medi que envolta el termòmetre (que ha d’estar protegit del sol).

La temperatura pot mesurar-se en diferents escales: aquí fem servir l’escala Celsius (parlem de graus centígrads), però molts països (Anglaterra, Alemanya, Estats Units, etc.) n’utilitzen una altra, l’escala Fahrenheit (graus Fahrenheit). Al marge pots veure la conversió dels graus d’ambdues escales. En física s’utilitza una tercera unitat, el kelvin.

Quan compris un termòmetre, cal que el comparis amb d’altres per a saber si té algun error. Normalment, els termòmetres no presenten més d’un grau de diferència entre si. Cal fixar-se, també, si tenen alguna bombolla d’aire que parteixi la columna de mercuri o alcohol. En aquest cas, de vegades, amb una sacsejada desapareix la bombolla. També es pot posar el termòmetre a prop d’una font de calor. L’augment de temperatura farà que a un valor força elevat s’ajunti la columna de mercuri o alcohol i desaparegui així la bombolla.

Conversió de graus Fahrenheit en graus centígrads Fahrenheit 100oF

Celsius 40oC

90 30 80 70

20

60 50

10

40 30

0

20 10

–10

0 –20 –10 –20

–30

–30 –40

–40

Termòmetre de mercuri o termòmetre d’alcohol?

Pot ser que et preguntis què és millor, un termòmetre de mercuri o un d’alcohol (aquest tenyit de blau o vermell, ja que l’alcohol és incolor i cal facilitar-ne la lectura). De fet, tots dos són igualment vàlids, encara que el d’alcohol va més ràpid a donar-nos una temperatura determinada. També cal dir que el mercuri se solidifica quan arriba a una temperatura de 39°C sota zero; per tant, si creus que el teu pot arribar a aquesta temperatura, compra’n un d’alcohol.

Hi ha altres tipus de termòmetres, com els digitals o els que hi ha inclosos en “kits d’observatori”, que es connecten directament als ordinadors.

Situació correcta del termòmetre Per a obtenir una mesura de la temperatura més o menys fiable cal que el balcó o la finestra on posem el termòmetre estigui orientat cap al nord, perquè no rebi mai directament els raigs solars.

Ara bé, si hi ha parets pròximes que reben l’escalfor del sol, poden afectar indirectament la temperatura. Si tens un termòmetre instal·lat al balcó, resta-li sempre, aproximadament, un parell de graus.

Si disposes d’una terrassa, cal situar el termòmetre en un lloc ombrívol i ben airejat. Tornem a insistir que el termòmetre no ha de rebre l’escalfor de parets pròximes. Aquestes haurien d’estar situades, com a mínim, a cinc metres de distància.

Termòmetres d’una gàbia meteorològica

35

El baròmetre

El baròmetre aneroide El baròmetre és l’aparell que serveix per a mesurar la pressió atmosfèrica. N’hi ha de diferents tipus, però el més conegut és l’aneroide. Aquest tipus de baròmetre, més o menys rodó, té a l'interior unes càpsules anomenades “de Vidie”, que formen com una mena de sandvitx dins del qual no hi ha res, o més ben dit, hi ha el buit; se n’ha tret l’aire. Al peu de pàgina pots veure una representació esquemàtica del tall d’una càpsula baromètrica o de Vidie. La pressió atmosfèrica (recorda que actua en totes direccions), representada amb fletxes, té tendència a aplanar la càpsula, mentre que la molla (R) tendeix a contrarestar-la. Quan la pressió augmenta, la molla s’encongeix; quan minva, es distén.

Aquest moviment es difon a través d’un mecanisme que va a parar a l’agulla que nosaltres observem i que ens indica quina és la pressió atmosfèrica (en mil·libars o en mil·límetres de mercuri).

Baròmetre aneroide

Els observatoris meteorològics tenen altres tipus de baròmetres; concretament els baròmetres de mercuri o de Torricelli. Són uns aparells més complicats però, d’altra banda, més exactes que els aneroides.

Situació correcta del baròmetre Cal dir que, a diferència de la temperatura, la pressió atmosfèrica no varia de dintre a fora de les cases i, per tant, els baròmetres aneroides es poden posar a l'interior. De fet, és on es posen, quasi mai no els trobarem a l’exterior. Per a nosaltres és més còmode i el baròmetre sempre queda més protegit.

La graduació d’un baròmetre aneroide

Baixada de la pressió atmosfèrica amb l’altura Milers de m

Per a graduar el baròmetre recomanem el següent: cal posar-se en contacte amb l’observatori meteorològic més pròxim i demanar la pressió atmosfèrica del moment al nivell del mar; a continuació, i amb l’ajut d’un cargol incorporat a l’aparell, es mou l’agulla indicadora per ajustar-la al valor que ens donen. D’aquesta manera ja tindrem el baròmetre graduat.

mb

26 25 24 22 20

50

18 16

100

R

14 12 10 8 6 4

36

200 300 400 500 600

2

700 800

0

900 1.013

Tall d’una càpsula de Vidie

El pluviòmetre

El pluviòmetre El pluviòmetre és l’aparell que ens dóna la quantitat de precipitació recollida, de pluja, de pedra o calamarsa, i també de neu.

Normalment és un aparell cilíndric a l’interior del qual hi ha un dipòsit on va a parar l’aigua de la precipitació. Amb el pluviòmetre sempre hi ha d'haver una proveta graduada per abocar-hi l’aigua obtinguda. La proveta, graduada en litres per metre quadrat (l/m2) ens en donarà la quantitat. En els pluviòmetres oficials, el dipòsit sol tenir unes dimensions que permeten la recollida de l’equivalent a 60 l/m2; però suposant que caigui més quantitat de pluja, cosa que succeeix sovint a l’estiu i a la tardor, l’aigua va a un altre dipòsit més gran, de capacitat equivalent a 400 l/m2.

És senzill construir-se un pluviòmetre casolà: amb un pot senzill, graduat en mil·límetres de baix a dalt, n'hi pot haver prou. En aquest cas és important destacar que els mil·límetres de pluja equivalen a litres per metre quadrat (l/m2), és a dir, que si en un metre quadrat hi aboquem un litre de líquid, tindrem una alçada d’un mil·límetre dins del pot.

Situació correcta del pluviòmetre Els pluviòmetres han d’estar a una alçada d’un metre i mig a dos metres, lliures de la proximitat d’arbres o parets que puguin causar variacions en la precipitació.

Pluviòmetre, neu i calamarsa Si la precipitació cau en forma de neu, cal fer el següent: omplim la proveta amb una quantitat determinada d’aigua calenta; després, l’aboquem dintre el pluviòmetre per desfer la neu que pot anar a parar dins del dipòsit annex; aboquem l’aigua del dipòsit a la proveta i després li restem els litres d’aigua calenta que hi hem afegit inicialment. En el cas que no nevi en aquell moment, també podem deixar el pluviòmetre prop d’una font de calor fins que es liqüi la neu.

Si la precipitació cau en forma de calamarsa, es pot fer el mateix que acabem de descriure.

El pluviògraf El pluviògraf és l’aparell que enregistra la durada i la intensitat de les precipitacions. Aquest tipus d’aparell és, de fet, un pluviòmetre, però més sofisticat, ja que, com hem dit, permet enregistrar les variacions de la quantitat de pluja caiguda durant un període de temps determinat.

Pluviògraf

Pluviòmetre

37

Altres aparells

L’evaporímetre Aquest aparell ens permet saber la quantitat d’aigua que s’evapora en un temps determinat. És un aparell molt senzill: consta d’un tub cilíndric de vidre amb la part superior tancada i la part inferior oberta. S’omple d’aigua, generalment d’aigua destil·lada o aigua de pluja neta, i se’n tapa la part inferior amb un paper assecant aguantat per un ferret. L’aigua es va evaporant a través del paper assecant. El tub de vidre està graduat, cosa que ens permetrà saber quina és la quantitat d’aigua evaporada, per exemple, cada dia. Un dia amb molt de vent i amb poca humitat, per exemple, s’hauran evaporat 5, 6, 7 o 8 ml, mentre que un dia amb molta pluja i molta humitat s’evaporaran només 0,5 o 1 ml, o fins i tot menys.

L’anemòmetre Evaporímetre

Aquest altre aparell ens indica la velocitat o la intensitat del vent. N’hi ha de manuals i d’electrònics, que van dibuixant gràficament la direcció i la velocitat del vent. Si bé poden ser de formes molt diverses, els anemòmetres manuals consten, normalment, de quatre semiesferes buides, als extrems de dos eixos que formen una creu, amb la concavitat dirigida sempre en el mateix sentit. L’aire les fa moure i amb elles l’eix on es fixen. Un comptarevolucions mesura el nombre de voltes per minut, i aquestes dades ens permeten saber la velocitat del vent.

El penell

El meteorògraf és un dels aparells més sofisticats: mesura la pressió, la temperatura i la humitat.

Els anemòmetres acostumen a anar acompanyats d’un aparell, molt senzill, que assenyala la direcció del vent: el penell. Aquest aparell consta d’una peça generalment en forma de sageta capaç de girar, empesa pel vent, al voltant d’un eix vertical. És freqüent afegir al mecanisme uns eixos fixos que assenyalin els quatre punts cardinals, nord, est, sud i oest, per a poder comparar aquestes quatre direccions amb la que assenyala la sageta del penell en tot moment.

Penell senzill

38

Anemòmetre

Altres aparells

L’heliògraf L’heliògraf és l’aparell que serveix per a enregistrar la insolació, és a dir, l’arribada de radiacions solars prou intenses per a produir ombres. Dit encara d’una altra manera, l’heliògraf pot enregistrar les hores de sol eficaç. N’hi ha diversos models, però el més corrent o conegut és una bola de vidre a la part inferior de la qual es col·loquen uns papers que aquesta, que actua com una lupa, va cremant. Els papers estan graduats en hores i mitges hores. Si hi ha interrupcions del sol a causa de la presència de núvols, les podrem observar a la fi del dia, comptant les hores i els minuts totals de sol eficaç enregistrat.

Heliògraf

El psicròmetre Aquest aparell, que s’utilitza per a mesurar la humitat, és molt eficaç. Consta de dos termòmetres normals i corrents, l'un dels quals, però, té el dipòsit de mercuri envoltat d’un ble, d’un feix de filaments, en contacte amb un pot amb aigua. Aquest ble manté sempre humit el dipòsit, i quan l’aigua s’evapora pren, del mateix termòmetre, part de la calor necessària per a l’evaporació, i en fa baixar la temperatura; per tant, l’aigua actua com a refrigerant d’aquest termòmetre que gairebé sempre ens dóna una temperatura més baixa que la del termòmetre sec. La diferència de temperatura entre els dos termòmetres, juntament amb unes taules (pàgina 59), ens indica el tant per cent d’humitat, és a dir, la humitat relativa.

Psicròmetre

L’higròmetre Un altre aparell per a mesurar la humitat relativa és l’higròmetre.

No és tan fiable com el psicròmetre però, en canvi, és més conegut. N’hi ha de dos tipus: Higròmetre de cabell o d’absorció, basat en la diferència de longitud d’un cabell o un filament en estat humit i en estat sec.

Higròmetre d’absorció química, que mesura la humitat segons l’augment de pes d’una substància higroscòpica (que absorbeix ràpidament la humitat) quan hi passa una quantitat determinada d‘aire.

Detall del cabell d’absorció d’un higròmetre

39

magazín El temps i la saviesa popular 40

En meteorologia, les previsions tenen en part un component de saviesa popular. El pescador, el mariner, el pagès, etc., al llarg dels segles i a còpia d’estar en contacte amb la natura, ha comprovat les variacions meteorològiques i ha confeccionat un gran repertori de dites populars basades en l’experiència.

OBSERVACIÓ SENSE APARELLS L’observació sense aparells és importantíssima per al meteoròleg o per a l’afeccionat a la meteorologia. L’observació dels núvols pot arribar a ser molt eficaç per a veure el temps en un indret concret. Cal conèixer els núvols, cal saberne veure la direcció i la velocitat, com sabem que ho fan la gent de pagès o els mariners. Hi ha molts fenòmens meteorològics que es poden seguir sense cap aparell: per exemple, la rosada, la gebrada, la calitja, la boirina, la boira, etc.

Abans de mirar el Meteosat o el radiofacsímil per veure què diuen els mapes, el primer que ha de fer un meteoròleg és observar el cel. És la base per a saber quin temps farà.

LES DITES POPULARS

JUNY Si plou el primer de juny, el mal temps és lluny.

Juny plujós, graner polsós.

JULIOL I AGOST Juliol sense rosada du la pluja amenaçada.

Pel juliol els temporals a la posta del sol, i per l’agost, a l’entrada de fosc.

SETEMBRE Al setembre, qui tinga blat, que sembre.

Ara t’oferim algunes dites populars relacionades amb la meteorologia. S'ha de dir que en aquesta selecció apareixen dites que són vàlides en algunes comarques però no en d'altres, tot depenent de l’origen. Ho estructurem per mesos i també fem un repàs de refranys classificats per fenòmens meteorològics.

Setembre boirós, graner polsós.

GENER

NOVEMBRE

Aigua al gener, tot l’any va bé.

Novembre humit et farà ric.

La pluja de gener omple la bóta i el graner.

Si pel novembre trona, la collita serà bona.

FEBRER

DESEMBRE

Pel febrer, abriga’t bé.

Pel desembre, gelades i sopes escaldades.

Quan trona pel febrer, tremola el vinyater.

Pel desembre, tremola el vent i l’home més valent

MARÇ

OCTUBRE L’octubre fred, mata el cuquet.

Quan s’octubre està finit, mor sa mosca i es mosquit.

Març marçot, mata la vella i la jove si pot.

PLUJA

Quan març fa de maig, maig fa de març.

Cel rogent, pluja o vent.

ABRIL

Si plou a migdia, plou tot el dia.

A l’abril, cada gota en val mil.

NEU

Abril i maig compassats, componen tots els sembrats.

Neu a la serra, pescador, canya a terra.

MAIG

Neu a la muntanya, pescador, arracona la canya.

Al maig, cada dia un raig.

VENT

Maig ventós i juny calent, fa bon vi i bon forment.

Vent xerrador, no et faci por.

Vent d’Aragó, aigua al balcó.

El clima i els éssers vius

El conjunt de les condicions atmosfèriques caracteritza una zona o regió. Una regió on plou sovint durant tot l’any té un aspecte molt diferent d’una altra on pràcticament no cau ni una gota. I això comporta unes condicions ambientals que afecten les diferents formes de vida.

Quan acabis aquesta unitat podràs: – Explicar les causes de la diversitat de climes.

– Relacionar la diversitat de climes amb la distribució dels éssers vius.

– Entendre l’adaptació dels éssers vius als diferents climes.

– Descriure la relació entre els organismes i l’atmosfera.

– Descriure els problemes ambientals fruit de la relació entre l’ésser humà i l’atmosfera.

Activitats prèvies / Mapa de conceptes

El clima i els éssers vius

A

C

T

I

V

I

T

A

T

S

P

R

È

V

I

E

S

1

Digues per què a l’estiu fa més calor que a l’hivern.

4

Explica per què l’ós és més pelut a l’hivern.

2

Et sembla que climatologia i meteorologia són paraules sinònimes?

5

3

Explica per què no hi ha cactus als Pirineus i per què als deserts més àrids no hi creixen grans arbres.

Digues quins problemes ambientals relacionats amb el clima creus que ha provocat l’espècie humana.

6

Pensa si menges el mateix a l’estiu que a l’hivern. Argumenta-ho.

El clima

pot ser influït per

és el conjunt de les

determina els

l’ésser humà

condicions atmosfèriques

biomes

i provocar

que varien segons

terrestres

aquàtics

• costa rocosa • costa

• tundra • boscos de

sorrenca

coníferes problemes ambientals

l’estacionalitat

• forat de la

capa d’ozó • increment de l’efecte hivernacle • desforestació • pluja àcida

causada per

• boscos

caducifolis • sabanes • pluviïsilves • estepes i praderies • deserts • antàrtic • mediterrànies

marins • escull de

corall • plàncton • bentos

d’aigua dolça • llac • riu • ...

l’angle d’inclinació de l’eix de rotació de la Terra que són comunitats

d’éssers vius

42

litorals

• ...

Moviments de la Terra i canvis estacionals

Els moviments de la Terra El planeta Terra gira al voltant del Sol seguint una trajectòria o òrbita el·líptica; d’aquest moviment en diem translació. La Terra, com ja saps, triga un any a fer una volta completa al voltant del Sol. Com que la trajectòria és el·líptica, la distància entre tots dos no és sempre la mateixa. Podríem pensar que aquesta distància és la que determina les estacions, però no és així. El mes de gener és quan la Terra és més a prop del Sol i, en canvi, a l’hemisferi nord és ple hivern. Per altra banda, la translació tampoc no explicaria que, mentre a l’hemisferi nord és estiu, a l’hemisferi sud és hivern, i a l’inrevés.

Hi ha un altre moviment, el de rotació; la Terra va girant, d’oest a est, al voltant del seu eix nord-sud. Aquest moviment és el responsable que, cada dia, estiguem encarats al Sol i a l’Univers, o dit d’una altra manera, és el responsable que hi hagi dia i nit cada vint-i-quatre hores, però tampoc no té a veure amb les estacions. Doncs, què fa que hi hagi estacions?

El pla generat per l’òrbita de la Terra al voltant del Sol s’anomena eclíptica.

N

L’angle d’inclinació de l’eix de la Terra L’eix de rotació, és a dir, la línia que uneix els pols, no és perpendicular al pla pel qual es desplaça el planeta al voltant del Sol. Aquest eix té una inclinació de 66° respecte de l’eclíptica. Aquesta és la causa que, quan l’hemisferi nord està encarat al Sol, no ho estigui el sud, i a l’inrevés. Aquesta alternança és la que permet que hi hagi estacions, bàsicament estiu i hivern.

66˚

Cal dir, però, que, tot i la inclinació d’aquest eix, si la Terra no tingués capes fluides (atmosfera i hidrosfera) no hi hauria estacions.

El moviment de les capes d’aire i d’aigua distribuint l’energia solar és imprescindible a l’hora de tractar l'estacionalitat.

Les estacions Si parlem de les estacions extremes, estiu i hivern, i ens fixem en la inclinació de l’eix de la Terra ens adonem que, a l’hemisferi nord, l’estiu correspon a l’època de l’any en què els raigs solars arriben més perpendicularment a tota la seva superfície (mentrestant ho fan obliquament a l’hemisferi sud, on és hivern). L’hivern a l’hemisferi nord, en canvi, correspon a l’època de l’any en què els raigs solars arriben a menys superfície i més obliquament (i, per tant, perpendicularment a l’hemisferi sud, on serà estiu).

La primavera i la tardor són estacions de pas entre l’estiu i l’hivern només a les latituds intermèdies. A les zones equatorials, tropicals i polars, no n’hi ha.

43

La climatologia / Els biomes

Clima i climatologia El conjunt de les condicions atmosfèriques pròpies d’una regió (determinades, com ja has vist, per l’angle d’inclinació de l’eix de la Terra) és el clima d’aquella regió.

La climatologia és la ciència que estudia els diferents tipus de clima del planeta (que veuràs a la propera unitat), els factors que els determinen i la seva influència sobre els éssers vius.

Els biomes terrestres A més dels biomes terrestres, també hi ha biomes aquàtics i biomes litorals (costa rocosa, costa sorrenca, etc.). Els aquàtics poden ser marins (escull de corall, plàncton, bentos, etc.) o d’aigua dolça (de llac, de riu, etc.)

Els climes determinen el tipus de vegetació i fauna de les diferents regions. El conjunt d’aquestes comunitats d’organismes que ocupen un territori definit i que estan mútuament condicionats s’anomena bioma. Els biomes es corresponen amb les faixes climàtiques terrestres, i els més importants són els següents: Tundra: ocupa les terres més fredes de l’hemisferi nord (per sobre dels 70° de latitud nord). Són zones poc plujoses, de temperatures molt baixes, amb una vegetació dominada pels líquens i petits arbustos i una fauna de petits rosegadors i de rens.

Boscos de coníferes: es troben principalment entre els 45°N i 70°N. Són terres fredes i humides. Les coníferes defineixen la vegetació, i la fauna és força variada, amb grans herbívors, molts petits mamífers, ocells, rapinyaires, carnívors i óssos.

Tundra

Boscos caducifolis: només n’hi ha a l’hemisferi nord, en zones temperades d’estius humits i hiverns freds. Hi ha un sol estrat arbori, dominat pels arbres de fulla caduca. La fauna, força diversa, migra o hiberna durant l’hivern.

Sabanes: es troben a les zones tropicals. És una zona de transició entre la selva i el desert i hi trobem grans carnívors i els herbívors més grans.

Pluviïsilves: són les selves tropicals humides, molt plujoses, que es caracteritzen per la gran diversitat de formes vives. Els estrats arboris assoleixen grans altituds. Es troben al cinturó equatorial, on les temperatures són sempre altes.

Sabana

Estepes i praderies: se situen a zones de clima temperat i allunyades de les costes. N’hi ha al sud d’Àfrica i a zones del centre d’Àsia i de l'Amèrica del Nord. La pluviositat és baixa i condiciona una vegetació herbàcia, i aquesta una fauna herbívora.

Deserts: són a les zones més àrides, tant als tròpics com a les zones temperades. Es caracteritzen per la poca disponibilitat d’aigua i, per tant, la manca o escassetat de vegetació que, a la vegada, condiciona molt la fauna que s’hi adapta.

Antàrtic: a l’Antàrtida pràcticament no hi ha vegetació, ja que les temperatures són extremament fredes, però sí que hi ha força fauna carnívora (que s’alimenta de la riquesa marina), molt ben representada pels pingüins.

Mediterrànies: són zones amb estius més aviat secs i hiverns suaus i més o menys plujosos. N’hi ha a la conca mediterrània i altres zones com Califòrnia i algun punt de la costa sud-africana, del sud d’Austràlia i de Xile. La fauna és la típica de les zones temperades i la flora està adaptada a la sequedat.

44

Els biomes

Representació gràfica dels grans biomes terrestres

45

Adaptació climàtica dels vegetals

L’adaptació a la manca d’aigua

Cactus

Moltes espècies vegetals i animals han patit canvis que els han permès adaptar-se a climes concrets. ¿Qui no ha vist mai un cactus o no ha sentit parlar dels baobabs? Aquestes plantes i arbres estan adaptats a climes on les precipitacions són molt escasses i presenten unes estructures que faciliten l'emmagatzematge d’aigua per a fer front a llargues èpoques de sequera. Molts cactus tenen una tija que permet una dilatació molt considerable i que actua com a reservori d’aigua quan n’hi ha disponibilitat. Aquestes tiges són verdes, ja que contenen la clorofil·la indispensable per a la realització de la fotosíntesi (les fulles gairebé no en tenen, són punxegudes per a evitar l’evapotranspiració i, per tant, la pèrdua d’aigua). Els baobabs són uns arbres africans que presenten un tronc desproporcionadament gruixut que acompleix la mateixa finalitat.

La muntanya, una col·lecció de biomes Per a observar el canvi de biomes a mesura que guanyem altitud és molt interessant de fer el trajecte Tàrrega-Balaguer-Tremp-Sort.

Vessant d’una muntanya

Quan anem des de la base d’una muntanya fins al seu cim, les condicions climàtiques més fredes que anem trobant a mesura que guanyem altitud determinen tota una sèrie de biomes que correspondrien als que aniríem trobant si féssim un viatge guanyant latitud, cap al pol nord.

La base de la muntanya presenta una vegetació herbàcia i boscos amb arbres de fulles amples (poc o gens adaptats a la neu i al fred intens), com el castanyer. Si seguim pujant, però encara en zones baixes, aquesta vegetació pot anar canviant a favor de boscos mixtos, boscos amb una gran diversitat d’espècies tant vegetals com animals, amb arbres caducifolis que perden les seves fulles a l’hivern (no sense abans canviar la coloració verda de la clorofil·la per tonalitats grogues, marrons i vermelloses d’altres pigments com els carotens o les xantofil·les), com els faigs, i altres de perennes com algunes coníferes (pins i avets). Aquestes coníferes són les que dominen el paisatge una mica més amunt (les fulles punxegudes i la forma triangular dels arbres els adapten a temperatures més baixes i als seus fenòmens meteorològics associats, com ara la neu). Després dels boscos de coníferes pràcticament no hi trobem arbres o, si n’hi ha, són poc desenvolupats i baixos; el sòl està cobert d’una vegetació baixa que aprofita la curta durada del bon temps, al principi de l’estiu, per a florir i garantir la reproducció.

També hi trobem molses i líquens (simbiosis d’algues i fongs). Per acabar, si la muntanya és prou alta, trobem el cim cobert de neu, com a les regions de clima polar. Si aquestes neus no són perpètues, durant el desglaç deixen veure una vegetació molt baixa que s’assembla a la de la tundra.

Fixa’t, doncs, que els diferents estrats climàtics d’una muntanya corresponen a alguns biomes generals de la Terra.

La vegetació canvia amb l’altitud

46

Adaptació climàtica dels animals

L’adaptació a les altures Ja saps que la pressió atmosfèrica disminueix amb l’altitud. Amb la disminució de la pressió atmosfèrica també es redueix la quantitat d’oxigen atmosfèric. Això afecta molts organismes que viuen a grans altures, alguns dels quals han sofert modificacions per a adaptar-s’hi. Per exemple, els animals que viuen a les grans serralades, com les de l’Himàlaia o els Andes, tenen més quantitat d’hemoglobina (pigment dels glòbuls rojos que capta les molècules d’oxigen) a la sang per a poder aprofitar amb més eficàcia l’escàs oxigen que hi ha.

Llama

La pèrdua d’aigua La manca d’aigua típica d’alguns biomes condiciona molts animals.

En zones desèrtiques, el pèl dels mamífers, les plomes dels ocells o les escates dels rèptils, tots aïllants, poden ser insuficients per a evitar la pèrdua d’aigua per evapotranspiració. Alguns animals eviten les hores d’insolació forta, altres han desenvolupat estratègies per a aprofitar l’aigua de la rosada, etc. Els camells, els grans mamífers més ben adaptats a les regions àrides, presenten certes modificacions fisiològiques, com per exemple no suar fins que arriben a tenir una temperatura corporal de 41°C; imagina’t l’aigua que estalvien!

Camell

La hibernació Però el problema pot ser que l’atmosfera sigui massa humida i extremament freda. En aquests casos hi ha força animals que han de passar l’hivern amb una despesa mínima d’energia, sobretot si l’aliment és escàs, i això sovint comporta la hibernació: un conjunt de fenòmens biològics que fan que la temperatura corporal de l'organisme disminueixi gairebé fins a l’ambiental (hi ha granotes que toleren la congelació de parts del cos!). D’aquesta manera, el metabolisme es redueix i l’organisme pot resistir els mesos més crus de l’hivern amb les reserves acumulades en forma de greixos corporals. Solen fer servir aquesta estratègia els amfibis, els rèptils i petits mamífers. Els grans mamífers, com l’ós, no hibernen, ja que la seva temperatura corporal no disminueix durant el llarg son hivernal, encara que sí que ho fa el ritme cardíac.

En dies càlids d’hivern hi ha animals que trenquen la hibernació, com les tortugues, i aprofiten les temperatures suaus per anar a buscar menjar.

Les migracions anticipades poden avisar-nos de l’arribada d’hiverns crus.

Les migracions Hi ha animals que no podrien resistir les condicions climàtiques extremes d’algunes zones en determinades èpoques de l’any. Les èpoques de sequera a la sabana africana, els freds intensos o la neu dels hiverns al nord d’Europa, per exemple, obliguen aquests animals a marxar a altres zones on les condicions climàtiques siguin més favorables. Un bon exemple en són les impressionants migracions dels nyus a l’Àfrica, fugint de la sequera i buscant terres amb herba més abundant. Però no ho són menys les que protagonitzen molts ocells entre diferents continents fugint dels hiverns freds i dels estius massa calorosos. Alguns ocells aprofiten vents determinats per a realitzar aquests desplaçaments tan llargs.

La cigonya és un ocell migrador

47

L’ésser humà i l’atmosfera

La pluja àcida L’activitat humana ha incrementat molt la quantitat de substàncies emeses a l’atmosfera. Les centrals tèrmiques, molts complexos industrials i la combustió de la benzina dels automòbils i altres vehicles emeten, entre altres substàncies, òxids de nitrogen i de sofre. Si aquests òxids es combinen amb l’aigua de l’atmosfera es transformen en àcid nítric (HNO3) i àcid sulfúric (H2SO4), tots dos molt corrosius i, per tant, nocius per al medi.

Els efectes són molt variats, des de l’acidificació de llacs amb la consegüent mort de molts dels organismes que hi viuen fins a la pèrdua de fulles dels arbres que tampoc no han suportat l’augment d’acidesa.

A Catalunya hi ha un cas prou conegut: la central tèrmica de Cercs, al Berguedà, va ser la responsable de la degradació, ara ja superada, de zones d’arbrat al seu voltant. De tota manera, Catalunya té sòls calcaris que neutralitzen l’acció dels àcids sobre el sòl i, per tant, alguns efectes de la pluja àcida.

Efectes de la pluja àcida

Un element curiós que pot incidir en aquest problema mediambiental és el vent: aquest pot transportar des dels seus focus d’emissió fins a zones molt allunyades els fums tòxics, que en barrejar-se amb l’aigua dels núvols són els responsables de precipitacions àcides. La pluja àcida afecta de manera important molts boscos escandinaus; doncs bé, l’origen dels fums contaminants que provoquen aquesta pluja tòxica sobre boscos nòrdics és a les grans zones industrials d’Alemanya i, sobretot, de la Gran Bretanya. Suècia, Noruega i Finlàndia han tingut la mala sort de rebre els vents del sud-oest.

La desforestació, l’erosió i la desertització L’ús de la llenya com a combustible, per a la construcció, per a la fabricació de paper, mobles, etc., juntament amb les tales i els incendis (alguns dels quals són provocats) han estat les causes de l’eliminació de grans extensions de boscos, de la desforestació.

Sabem que avui dia això està passant a les selves tropicals, cada cop més reduïdes. No oblidem, però, que molts països rics també han perdut la major part dels seus boscos. És cert que calen terres de conreu i per a la ramaderia, però la desforestació dóna lloc a problemes molt greus, com la disminució de la biodiversitat (recorda que a les selves tropicals aquesta és molt gran) i la pèrdua del sòl.

La relació entre la desforestació i la pèrdua del sòl és ben coneguda: sense la cobertura vegetal i la xarxa d’arrels, el sòl (sobretot en vessants de pendent fort) queda molt desprotegit de les pluges. L’aigua que cau amb força arrossega la terra i provoca una forta erosió de la zona desforestada. L’aigua no penetra a l’interior de la terra, sinó que va seguint el pendent enduent-se el que troba pel camí. Hi ha una altra cosa que no es pot passar per alt: l’erosió és la principal responsable de la desertització.

Tala d’arbres

48

L’estalvi i el reciclatge de paper, les replantacions i una actitud més conscient i sensible vers la pèrdua dels boscos podrien ser les solucions no sols del problema de la desforestació, sinó també dels que duu associats: l’erosió i la desertització.

L’ésser humà i l’atmosfera

La capa d’ozó Quan a l’estiu prens el sol, especialment si ets a la platja, et poses cremes perquè els raigs solars (en concret els ultraviolats, els més penetrants) no et facin mal. Doncs bé, la capa d’ozó (O3), situada entre els 20 i els 40 km d’altura, atura bona part de les radiacions solars ultraviolades (UV), protegint els éssers vius; sense aquesta capa gasosa, ni tan sols les cremes et defensarien de l’excés de radiacions.

Des de fa uns quants anys se sap que aquesta capa pateix una reducció progressiva del seu gruix segons l’època de l’any. També sabem que les molècules d’aquest gas es formen contínuament a partir de les d’oxigen i amb el concurs de les mateixes radiacions UV, cosa que fa que en algunes èpoques de l’any es recuperi una mica el gruix ideal, però tot i això sembla que no hi ha una clara regeneració de la capa malmesa.

Els clorofluorocarburs (CFC) són unes molècules que reaccionen amb les d’ozó i el destrueixen. Són els responsables, entre d’altres, de la formació del “forat” de la capa d’ozó. Caldria eliminar l’ús dels CFC dels productes de neteja que en contenen, així com dels materials aïllants i embalatges d’escuma, aires condicionats, aerosols i aparells de refrigeració.

Si no ho fem, les cremes protectores no evitaran l’augment dels casos de càncer de pell i les malalties oculars ocasionades per l’excés de raigs ultraviolats que arribaran a la superfície de la Terra.

L’increment de l’efecte hivernacle Des de la revolució industrial, al segle XIX, l’ésser humà ha estat projectant cap a l’atmosfera grans quantitats de fums i de contaminants (CH4, CO2, etc.). Molts són eliminats per via natural (es reincorporen al sòl per precipitació o absorció, reaccionen amb altres gasos...), però d’altres van impregnant l’atmosfera i absorbeixen les radiacions solars infraroges o bé l’escalfor projectada per la superfície terrestre; aquest fet provoca un augment de la temperatura global de tot el planeta. És a dir, que la Terra es transforma en una mena d’hivernacle gegantí.

Val a dir que hi ha gasos com el vapor d’aigua que també col·laboren ( i de manera molt important) en l’absorció de radiacions infraroges (IR) i, per tant, en l’increment de l’efecte hivernacle.

Un efecte que, de fet, i amb moderació, és natural i positiu; si no fos així, la temperatura mitjana de l’escorça terrestre seria molt inferior a l’actual.

A petita escala trobem casos ben coneguts, com les illes de calor en què s’han transformat les grans ciutats. Per exemple, la contaminació de la ciutat de Barcelona, gairebé tota provocada pel fum dels automòbils, reté l’escalfor del dia durant gran part de la nit i provoca mínimes molt més elevades al centre de la ciutat (de fins a 5° de diferència) que a les zones on hi ha espais verds grans o l’àrea suburbana.

La desforestació també és una causa de l’augment de l’efecte hivernacle, ja que cada vegada hi ha menys arbres per a absorbir, mitjançant la fotosíntesi, el CO2 atmosfèric en excés.

Són difícils de predir els efectes d’aquest increment de l’efecte hivernacle natural, però, tot i que caldria reduir l’emissió dels gasos que en són responsables, alguns científics creuen que la Terra té mecanismes propis per a superar el canvi climàtic (per exemple, si augmenta la temperatura del planeta, s’evaporarà més aigua dels mars i oceans, es formaran més núvols que no deixaran passar tants raigs solars, i les temperatures baixaran).

Pensa que els últims quaranta anys la temperatura del planeta ha augmentat 0,5°C. A causa d’aquest increment les tempestes són més intenses a les zones temperades.

49

magazín La meteorologia i les arts 50

La natura, a través de tots els seus vessants, ha influït notablement en els artistes. Moltes obres teatrals, literàries, pictòriques, musicals, cinematogràfiques, etc., estan directament o indirectament basades en fenòmens meteorològics. I és que la meteorologia, amb totes les seves possibilitats en forma de fenòmens, té una influència molt forta en la imaginació i fins i tot en la personalitat de molta gent.

LA MÚSICA

EL CINEMA

En el món de la música, força compositors han basat algunes de les seves obres en fenòmens meteorològics. És curiós d’observar que aquest tema surt a qualsevol època, des del Renaixement, passant pel Barroc, el Classicisme, el Romanticisme, l’Impressionisme, fins a la música contemporània, inclosa la d’avantguarda.

Sens dubte una de les pel·lícules que més ens ha impressionat pels fenòmens meteorològics que mostra és La filla de Ryan. El director de la pel·lícula, David Lean, dugué a terme una acurada escenificació de la geografia del lloc i dels fenòmens meteorològics que s’hi manifesten. En aquest film, situat a Irlanda, es va esperar l’arribada d’un enorme temporal per filmar unes imatges espectaculars. Ones de deu metres, vent huracanat i pluja s’hi conjuguen tot donant un aspecte terrible i tràgic. Fins i tot alguns actors van patir les conseqüències del temporal amb contusions. Una escena es va filmar en una petita platja lleugerament arrecerada del temporal, però tot i així les enormes onades hi penetraven i per poc no s’emporten alguns actors mar endins.

En el període barroc, el compositor italià Antonio Vivaldi es va fer conèixer arreu amb les seves Quatre estacions. Precisament en la música dedicada a l’estiu, apareix una tempesta amb els trons representats per cops de violins ben enèrgics.

En el període romàntic, Beethoven fa aparèixer en el tercer moviment de la seva sisena simfonia, Pastoral, una tempesta realment espectacular. Et pots imaginar a través de la música l’aproximació, l’esclat i l’allunyament d’una tempesta d’estiu.

Txaikovski va compondre uns poemes simfònics, La tempesta i El temporal, basats en obres homònimes de Shakespeare. En La tempesta, podem descobrir una gran tempesta al mar que fa naufragar un vaixell.

Aquests són només alguns exemples, ja que la relació de compositors que han tractat de la meteorologia en les seves obres és molt llarga.

Al film El doctor Zhivago, del mateix director, hi apareix una forta nevada. I a Lawrence d’Aràbia es poden veure remolins de sorra i tempestes de sorra completament naturals.

A la pel·lícula Els somnis, d’Akira Kurosawa, apareix un fantàstic arc de Sant Martí i una violenta tempesta de neu, simulada però que sembla real. A Dersu Uzala, del mateix director, tornem a viure una tempesta de neu, impressionant, que hauria posat fi a la vida del capità si no hagués estat acompanyat pel seu amic Dersu, que improvisa un aixopluc.

I, per acabar, recordem la pel·lícula Huracà, de John Ford, tot un clàssic de la filmografia “meteorològica”, i la més recent Tornado, produïda per Steven Spielberg, amb unes escenes més que espectaculars basades en fets reals, encara que més espaiats en el temps.

La distribució i combinació de les variables meteorològiques, juntament amb altres factors –latitud, continentalitat i altitud–, donen lloc a l’aparició de diferents tipus de climes sobre la Terra. Així, la situació geogràfica de qualsevol zona terrestre, com per exemple Catalunya, determina un clima –o més d'un– que dependrà de tots aquests elements.

Quan acabis aquesta unitat podràs: – Diferenciar els conceptes de temps atmosfèric i de clima.

– Descriure els diferents climes de la Terra i, a grans trets, els de la Península Ibèrica.

– Descriure els factors que determinen la diversitat climàtica a Catalunya.

Els climes de Catalunya

Activitats prèvies / Mapa de conceptes

Els climes de Catalunya

A 1

C

T

I

V

I

T

A

T

Explica per què no és correcte dir: quin clima fa, avui?

2

Digues per què sí que ho és dir: quin clima hi ha, en aquesta regió?

3

Explica quins climes diferents coneixes.

S

P

R

È

V

I

E

S

4

Intenta definir què és un microclima.

5

Defineix el microclima de la teva ciutat, del teu poble, de prop de casa...

6

Cita tres regions del món que creguis que són de climes totalment diferents.

Els climes

poden definir-se mitjançant

classificacions

depenent de les

com la de

variables meteorològiques

Köppen

• temperatura • humitat • vent • radiació solar • pressió

que estableix els següents

poden afectar

gran àrees geogràfiques

petites àrees geogràfiques

macroclimes

microclimes

com el

com el

• temperat càlid • d’alta muntanya

• mediterrani humit • mediterrani sec

que trobem a

que trobem a

macroclimes influïdes per altres

factors • latitud • continentalitat • altitud

52

Catalunya • tropicals • secs • temperats càlids • temperats freds • freds • d’alta muntanya

Meteorologia, temps i clima

Meteorologia, temps i clima Tot just començar la primera unitat d’aquest crèdit ja queda definit el concepte de meteorologia: la ciència que estudia tot el que hi ha a l’atmosfera, des dels seus components fins als fenòmens que s’hi esdevenen. A la unitat anterior hem parlat de clima: conjunt de condicions atmosfèriques pròpies d’una regió.

Doncs bé, quan parlem de temps atmosfèric ens referim a l’estat de l’atmosfera pel que fa a la temperatura, la humitat, la nuvolositat, el vent i altres fenòmens meteorològics. No és un sinònim de clima. El clima es manté constant durant períodes molt llargs de temps; el temps atmosfèric pot canviar en només algunes hores. El clima abasta zones més o menys grans; el temps atmosfèric és molt més localitzat, pot estar plovent en un poble o una ciutat i a pocs quilòmetres fer sol (les persones que estiguin sota la pluja parlaran de mal temps, en canvi les que gaudeixin de sol diran que fa bo). Podem dir, doncs, que el temps és l’estat de l’atmosfera en un moment i lloc determinats, mentre que el clima és la successió periòdica de tipus de temps.

Els dies més calorosos no coincideixen amb els de més hores d’insolació, ni els més freds amb els de més hores de foscor. Així, el dia 21 de juny és el més llarg de l’any, però durant el juliol acostuma a fer més calor que aquest dia. El dia 21 de desembre és el més curt i, en canvi, durant el gener hi ha dies més freds. Això és degut a l’escalfament i el refredament progressius durant l’estiu i l’hivern, respectivament.

Latitud i lluminositat A causa de la inclinació de l’eix de la Terra, les hores de llum i l’altura del sol respecte de l’horitzó varien. Els raigs solars no arriben a tots els punts de la Terra en les mateixes condicions. La intensitat de la insolació és màxima en el punt en què els raigs solars incideixen verticalment. Quan disminueix l’angle d’incidència, la mateixa quantitat de calor es distribueix sobre una zona més gran de superfície terrestre.

A les regions properes als pols, és a dir, a les latituds més grans, la calor aportada pels raigs solars es distribueix per una superfície més gran que a l’equador. Així, en aquestes regions, a l’estiu els dies són tan llargs que el sol no arriba a pondre’s. Però, fins i tot al migdia, el sol s’eleva poc per sobre de l’horitzó, de manera que els seus raigs són extremament oblics. Al mateix pol, el dia dura els sis mesos d’estiu i la nit dura els altres sis mesos.

El sol no s’arriba a pondre durant el mes central de l’estiu polar

A l'equador, en canvi, els dies i les nits tenen la mateixa duració al llarg de tot l’any i al migdia els raigs solars presenten molt poca obliqüitat. Pel que fa a les latituds mitjanes, a l’estiu hi ha més hores de sol que a l’hivern i, a més, el sol està més alt sobre l’horitzó.

El clima i els seus condicionaments La temperatura, la humitat, el vent, la radiació solar i la pressió (aquesta variable meteorològica influeix sobre totes les altres) són determinants dels diferents climes.

Ara bé, com acabes de veure, la latitud és un factor que també influeix en els grans climes de la Terra, de la mateixa manera que ho fan l’altitud (altura sobre el nivell del mar) i la continentalitat o la major o menor proximitat del mar (les zones costaneres o influïdes pels mars i oceans són climatològicament més suaus que les que en són allunyades).

Les zones costaneres tenen un clima més suau que les interiors

53

Els climes de la Terra

Les classificacions climàtiques És molt difícil tenir en compte tots els factors que determinen els diferents climes a l’hora de fer-ne una classificació, de manera que aquesta es fa en funció d'un d'aquests factors, o d'uns pocs. Les classificacions depenen, a més, del grau de precisió i l’àrea d’estudi. Podem classificar els climes més importants de la Terra d'una manera molt general, cosa que inclourà països sencers dins de l’àrea d’un clima determinat. Si, en canvi, estudiem una zona molt més petita, com la Península Ibèrica, per exemple, o fins i tot Catalunya, podrem diferenciar-ne més d’un en una classificació més precisa i àmplia.

Classificació segons la temperatura Si només tenim en compte la temperatura, la distribució climàtica és més o menys paral·lela a l’equador i la Terra es pot dividir en tres zones climàtiques principals: Climes sense estiu: no hi ha cap mes de l’any que tingui una temperatura mitjana superior a 10°C. Climes de latituds mitjanes: hi ha hivern i estiu, amb una diferència tèrmica important.

Detall de la distribució dels tres tipus de clima segons la temperatura

Climes sense hivern: no hi ha cap mes de l’any que tingui una temperatura mitjana inferior a 18°C.

Classificació segons la precipitació Recorda que, en pluviometria, mm equival a l/m2.

Aquesta segona classificació es basa en la quantitat de precipitacions anuals: Clima àrid: precipitació inferior a 250 mm. Aquest extrem de la classificació inclou zones sense cap mena de vegetació (els deserts de sorra, per exemple) i altres on n’hi pot haver d’estable durant tot l’any depenent de la temperatura, que condicionarà el temps de durada de l’aigua en el sòl.

Clima semiàrid: de 250 a 500 mm.

Clima subhumit: de 500 a 1.000 mm.

La humitat ambiental pot variar puntualment aquesta classificació: a Estocolm (Suècia), les precipitacions són d’uns 500 mm anuals, però l’alta humitat ambiental fa que no pugui considerar-se una ciutat situada en una zona de clima semiàrid.

Clima humit: de 1.000 a 2.000 mm.

Clima molt humit: més de 2.000 mm. Aquest altre extrem de la classificació inclou les selves tropicals plujoses, on les precipitacions són gairebé constants, com a l’Amazònia i a l’Àfrica central, i els boscos monsònics, on només plou durant una època molt concreta però amb prou intensitat per a pertànyer a aquest grup climàtic; també es dóna a zones del sud-est asiàtic (inclosa una part de l'Índia) i a la costa nord i nord-est australiana.

Desert

54

Els climes de la Terra

Classificació de Köppen Aquesta classificació té en compte tres factors determinants: la temperatura, la pluviositat i la distribució de la vegetació. És una classificació molt utilitzada, tot i el seu caràcter general, ja que només diferencia sis grans grups de climes: tropicals, secs, temperats càlids, temperats freds, freds i d’alta muntanya.

Igual com en la primera classificació de la pàgina anterior, s’aprecia una simetria a banda i banda de l’equador. El fet, però, que a l’hemisferi sud hi hagi més superfície oceànica que a l’hemisferi nord crea diferències climàtiques que trenquen, a mesura que ens acostem als pols, la simetria. Si deixem de banda l’Antàrtida i l'extrem de l'Amèrica del Sud que s’hi acosta, el clima de les masses continentals és força suau i equilibrat. A l’hemisferi nord, amb masses continentals molt més extenses, el clima temperat fred afecta àmplies zones tant d’Àsia com d’Europa i Amèrica.

Paisatge andalús

En els mapes de distribucions climàtiques, la Península Ibèrica s'inclou en una franja que correspon a un clima determinat. En el mapa de Köppen, la franja correspon als climes temperats càlids. Però les condicions climàtiques que hi ha en algunes zones del sud-est de la Península, a Andalusia, no s’assemblen gens a les que hi ha, per exemple, al nord-oest, a Galícia. A les primeres es poden trobar zones que tendeixen a la desertització, mentre que a les segones l’índex pluviomètric és molt elevat gairebé cada any.

Paisatge gallec

Els microclimes i els macroclimes Si encara volem filar més prim, estudiant les variables atmosfèriques d’una zona encara més concreta, com poden ser per exemple els Prepirineus catalans, també arribaríem a trobar diferències prou importants i representatives que, sens dubte, configuren boscos més secs en un punt concret i d’altres més humits en un altre. I si analitzem punts encara més petits d’un mateix bosc també hi trobarem zones més asolellades que altres, i d’aquestes, unes més humides, amb rierols, o altres amb més clarianes, etc. El macroclima de la Península Ibèrica és el temperat càlid, però de microclimes n’hi ha molts (per exemple, és evident que la costa atlàntica i la mediterrània són ben diferents).

55

Els climes de la Península Ibèrica

El macroclima temperat càlid La Península Ibèrica, com ja hem dit, es troba en una zona de clima temperat càlid, segons la classificació climàtica de Köppen. A grans trets podem dir que aquest clima es caracteritza per estius moderadament càlids i hiverns moderadament freds, amb abundants precipitacions al llarg de tot l’any. En algunes zones, però, la durada de l’hivern i la major o menor distància del mar determinen diferents subclimes.

Quan es fa la descripció climatològica de tota la Terra, el macroclima permet definir unes condicions climàtiques molt generals d’unes franges de la superfície del planeta. Però si volem centrarnos en territoris més petits, necessitem parlar de microclimes que ens permetin diferenciar paisatges condicionats per variacions climàtiques més subtils.

El clima mediterrani Entre els diferents biomes descrits a la quarta unitat hi ha el bioma mediterrani. I ara parlem del clima mediterrani. Cal dir que la influència de la mar Mediterrània és tan gran sobre les terres que l’envolten que ha donat nom a un clima i al bioma corresponent (recorda que el trobem a altres llocs del món).

El fet que Catalunya sigui a mig camí entre el pol nord i l’equador, la fa susceptible de rebre des de vents polars molt freds fins a vents tropicals càlids, la qual cosa dóna lloc a un clima molt complex.

El clima mediterrani (inclòs en el macroclima temperat càlid) afecta tota la Península Ibèrica llevat de la franja nord i la nord-oest (més condicionades per la mar Cantàbrica i l’oceà Atlàntic).

El clima mediterrani es caracteritza per un estiu subtropical sec i un hivern mitjanament plujós i suau amb cops de fred periòdics.

El bioma corresponent és format per boscos adaptats a les èpoques de sequera, que poden ser substituïts per matolls i arbustos si les condicions d’ariditat s’extremen. La fauna és molt semblant a la que trobem a la resta d’àrees properes de zona temperada.

El clima temperat humit de boscos caducifolis De la mateixa manera que el clima mediterrani determina un bioma adaptat principalment a èpoques de sequera, el clima temperat humit dels boscos caducifolis determina un bioma adaptat a les èpoques de fred.

Tot el nord i nord-oest de la Península Ibèrica es caracteritza per un clima que origina estius humits i hiverns freds però no gaire llargs, els quals determinen una vegetació dominada pels arbres caducifolis, de fulla caduca. Aquest clima i el bioma corresponent també es troben a bona part de la resta d’Europa, a l'Amèrica del Nord i a Àsia.

Si comparem la flora d’aquestes zones, de clima coincident però de continents diferents, veiem que a Europa n’hi ha menys diversitat. Això és degut a la disposició transversal de moltes carenes i serralades muntanyoses europees (Pirineus, Alps, etc.), que van fer de barrera per a la dispersió de llavors durant les glaciacions que van afectar l’hemisferi nord, situació que no es va donar a l'Amèrica del Nord ni a Àsia, on les serralades es disposen de nord a sud (muntanyes Rocalloses, Urals, etc.).

Els petits mamífers (que hibernen durant els mesos més freds, quan el bosc caducifoli no els ofereix aliments suficients) són un grup faunístic molt abundant, hi ha pocs mamífers grans i moltes aus migren durant els mesos d’hivern.

56

Els climes de Catalunya

Una gran diversitat de microclimes Catalunya, situada al nord-est de la Península Ibèrica, es troba dins d’una gran franja de clima temperat càlid que volta tot el planeta. A una escala més petita s’ha de dir que el clima mediterrani l’afecta de ple.

La seva latitud (que li permet rebre la influència de les pertorbacions que circulen per l’Europa central), l’orografia complicada i el contacte de la seva costa amb la Mediterrània són les causes per les quals hi trobem una gran diversitat de microclimes, i això fa de Catalunya un país amb una meteorologia complicada.

Pel que fa a l’altitud, Catalunya té muntanyes d’alçada considerable. Si bé no són prou altes per a poder associar-les al clima d’alta muntanya, hi ha punts del Pirineu axial que compleixen els requisits per a ser-hi inclosos. En aquestes muntanyes i serralades hi ha nuclis de població (Viella, Puigcerdà, Camprodon, Sant Hilari Sacalm, Prades, etc.) que poden rebre nevades importants durant l’hivern.

Quant a la latitud, les comarques de Girona i les de Barcelona, juntament amb les pirinenques, reben la influència més directa de les pertorbacions atlàntiques que travessen França per anar a parar al golf del Lleó, on poden reactivar-se. És per això que la pluviositat a les comarques de Lleida allunyades dels Pirineus i a les de Tarragona és menor que a les altres comarques.

Molt pròxima a la costa hi ha la Serralada Litoral, que pràcticament travessa tot Catalunya. Aquesta serralada fa de barrera per a les masses d’aire càlid del mar, que no poden penetrar gaire a l’interior.

Aquest fet també origina microclimes molt especials. Mentre que a la mateixa costa la mitjana de gelades per any amb prou feines arriba a un dia o dos, només 7 o 8 quilòmetres terra endins i en línia recta, i després de traspassar la serralada, aquesta mitjana pot ser de setanta o vuitanta dies en el cas d’algunes comarques.

Viella

La Vall d’Aran és un món a part, meteorològicament parlant, ja que es veu afectada per les pertorbacions que s'originen a la mar Cantàbrica.

La regularitat en les precipitacions també afecta el clima. Per exemple, plou més a Barcelona que a Londres, però a la ciutat mediterrània les precipitacions són molt menys regulars. Barcelona: 650 l/m2 per any. Londres: 630 l/m2 per any.

Segons la classificació climàtica en funció de la precipitació, les zones de Catalunya que tenen una precipitació inferior a 500 mm s’haurien de considerar zones de clima semiàrid (algunes comarques de Lleida i Tarragona), les que tenen una precipitació d’entre 500 i 1.000 mm, zones de clima subhumit (gairebé totes les altres comarques), i les que sobrepassen 1.000 mm, zones de clima humit (alguna comarca pirinenca i prepirinenca).

57

Els climes de Catalunya

La mar Mediterrània La proximitat de la mar Mediterrània, una mar tancada i càlida, provoca alteracions atmosfèriques importants com les tempestes causades per les altes temperatures durant l’estiu. Quan l’aigua del mar és ben calenta, els mesos d’agost, setembre i octubre (en aquests mesos encara es reté l’escalfor de l’estiu), es poden formar tempestes molt violentes que afectin les poblacions costaneres en forma de rierades.

La importància de la mar Mediterrània i la seva influència en el clima de Catalunya (i de totes les terres que l’envolten) són uns fets indiscutibles. Com ja saps, un tipus de clima i un bioma duen el seu nom.

La idea de la Mediterrània com una mar tranquil·la, càlida i pacífica s’ha de rebutjar. És cert que hi ha períodes al llarg de l’any que les calmes anticiclòniques fan de la nostra mar una veritable bassa d’oli, però la formació sobtada de pertorbacions, tempestes, llevantades, tramuntanades o ponentades i altres fenòmens fan que esdevingui una mar inquietant.

A la mar Cantàbrica o a l’oceà Atlàntic, les pertorbacions es veuen venir i es pot anunciar amb anticipació l’arribada d’un temporal. Però moltes d’aquestes pertorbacions, quan arriben a la Mediterrània, es deslliguen de la circulació general atmosfèrica, que corre per latituds superiors, i es tornen imprecises, amb moviments aleatoris. Fins i tot de vegades s’ha arribat a conèixer la direcció d’algunes pertorbacions amb només cinc o sis hores d’antelació. Això fa que la mar tranquil·la i pacífica es torni agitada, amb ventades que poden tenir una força huracanada, amb forts corrents marítims i amb ones que poden assolir 4 o 5 metres d’alçada.

L’estat de la mar L’estat de la mar es pot classificar, tenint en compte la intensitat del moviment de la seva superfície (de les onades), de la següent manera (de menor a major intensitat): mar plana, mar arrissada, marejol, maror, maror forta, maregassa, mar brava, mar desfeta, mar molt alta i mar enorme.

L’1 de març de 1986 a l’Estartit (Baix Empordà) es van poder veure unes onades de fins a sis metres, provocades per una forta llevantada.

De fet, els tres darrers estats són pràcticament desconeguts a la Mediterrània i només es poden observar en pertorbacions atlàntiques. En canvi sí que apareix, i fins i tot sovint, la mar de fons, que és motivada per la presència de pertorbacions allunyades que provoquen onades a gran distància. La tramuntana que bufa a la Costa Brava pot originar maror forta o maregassa.

La temperatura de l’aigua La temperatura superficial del mar (que es pren a 0,5 metres de fondària) no segueix el mateix ritme que la de la terra.

La Mediterrània no sempre és una mar tranquil·la

58

La capacitat d’absorció dels raigs solars que té l’aigua i la seva elevada calor específica (cal molta energia per a escalfar-la o refredar-la) fan que l’època amb l’aigua més freda sigui entre el febrer i el març; fins i tot al començament d’abril la temperatura sol ser més freda que en ple mes de desembre. En canvi, la temperatura màxima s’enregistra entre l’agost i el setembre. La presència, però, de corrents marítims, tramuntanades o llevantades, que remouen les capes superficials de l’aigua, pot fer baixar la temperatura en un interval de temps curt. La temperatura de l’aigua disminueix, lògicament, a mesura que es guanya fondària i les radiacions solars perden intensitat.

Illes de calor / Inversions tèrmiques

El microclima de les grans ciutats Les grans ciutats modifiquen la dinàmica i els moviments de les capes atmosfèriques més baixes. Ja hem dit que les ciutats originen increments de temperatura força importants respecte de les zones rurals o boscoses que les envolten (un increment de fins a 5°C a Barcelona). Aquest fenomen es coneix amb el nom d’illa tèrmica o illa de calor. D’una banda, l’asfalt i els materials amb què es construeixen els edificis acumulen calor. De l’altra, la producció de calor és molt més alta a causa de la gran quantitat de vehicles, les calefaccions, etc.

Ja saps que, a les grans ciutats, a més de l’augment de calor sempre hi ha un augment de partícules contaminants (alliberades a l’atmosfera pels mateixos vehicles, indústries, etc. que provoquen l’augment tèrmic). Doncs bé, les partícules contaminants actuen com a nuclis de condensació que, amb l’increment de temperatura, formen núvols que poden provocar tempestes sobtades.

Contaminació urbana

Tot plegat origina unes condicions atmosfèriques i meteorològiques peculiars i característiques que podem definir com a microclima urbà.

Les inversions tèrmiques Una inversió tèrmica és una situació atmosfèrica en la qual la temperatura augmenta amb l’alçada. A la troposfera, la tendència normal és justament la contrària: a mesura que es guanya alçada, la temperatura disminueix. Les inversions tèrmiques a la troposfera, doncs, són situacions anormals. Es produeixen quan una capa d’aire calent se sobreposa a una altra d’aire fred. Aquesta capa d’aire més fred no té possibilitat d’elevar-se; recorda que el moviment de l’aire degut als canvis de pressió i temperatura es reflecteix en l’ascens de l’aire calent que es va generant a la superfície terrestre i la seva substitució per aire més fred, constituint un cicle, una cèl·lula de convecció.

Les inversions tèrmiques sobre les grans ciutats poden ser problemàtiques, ja que les partícules contaminants s’hi van acumulant i estancant al damunt. Si la inversió tèrmica impedeix la circulació vertical de l’aire durant molts dies, la contaminació pot ser molt greu.

Hi ha inversions que es produeixen durant les nits d’hivern, i algunes altres durant la primavera i la tardor. Són de curta durada perquè finalitzen quan les radiacions solars escalfen el sòl i es genera aire calent que, en elevar-se, provoca moviments verticals i, per tant, una barreja de les diferents capes d’aire. Els cúmuls de partícules contaminants es produeixen al matí a conseqüència de l’activitat humana, però la circulació vertical a partir de migdia disminueix de seguida els alts nivells de contaminació que es poden arribar a assolir.

Altres vegades els alts nivells de contaminació poden mantenirse durant molts dies. Això passa quan un anticicló ens afecta durant força temps, formant una capa d’aire calent que se sobreposa a les capes fredes que hi ha a sota. La inversió tèrmica no finalitza fins que no ho fa la situació anticiclònica i, si aquesta es manté, cal disminuir les fonts de contaminació.

Inversió tèrmica

59

magazín L’esport i la meteorologia 60

T’imagines una regata sense un bri de vent? I una esquiada sense neu? L’espècie humana ha après a gaudir d’alguns fenòmens meteorològics concrets. El vent és fonamental per a garantir un mínim d’emoció en els esports nàutics de vela.

I un cert gruix de neu ho és tot per a esquiar.

Els esportistes han de tenir molt present la influència que poden exercir en la seva activitat les alteracions meteorològiques.

En els jocs olímpics de Mèxic, la gran altitud de la seu olímpica va influir en alguns atletes, que van rendir menys, tot i que l’aclimatació (adaptació a un clima diferent del propi) s’havia fet des d’alguns mesos abans. Efectivament, amb l’alçada disminueix la pressió atmosfèrica i això fa que a una persona que no hi està acostumada li pugui resultar difícil fins i tot respirar. Fer esforços físics també pot suposar un cansament superior al que resulta de realitzar els mateixos esforços a una altitud inferior. Els alpinistes han d’aclimatar-se abans de pujar a muntanyes altes i, tot i això, han d’estar molt ben preparats per a suportar les condicions atmosfèriques que hi ha a partir de 4.000 o 5.000 metres d’altitud: costa de respirar a causa de la disminució de la pressió atmosfèrica i cal resistir temperatures d’uns quants graus sota zero. Imagina’t els que arriben fins als 8.848 m del cim de l’Everest!

això, el cas pitjor és el d’una humitat molt alta i una temperatura elevada, que provoquen un augment de la transpiració (els corredors no pararan de suar) i, per tant, del risc de patir una deshidratació (sobretot si no s’ha begut prou abans de la prova).

En algunes proves d’atletisme com el salt de longitud o la cursa dels 100 metres llisos, la força del vent pot provocar-ne fins i tot l’anul·lació. Un vent fort favorable pot ajudar el saltador o el velocista i més d’un rècord del món s’ha hagut d’invalidar per culpa d’un vent favorable massa intens, superior al permès.

Moltes d’aquestes proves es realitzen en estadis a l’aire lliure i els esportistes han de suportar, de vegades, les inclemències dels fenòmens meteorològics. Sovint s’han hagut d’ajornar partits de futbol, de tennis, proves d’atletisme, etc. a causa de pluges torrencials i fins i tot de nevades.

En l’acte d’inauguració de l’estadi olímpic de Barcelona, al setembre del 1989, la pluja intensa no va parar ni un moment i va deslluir notablement els actes. Poc després, s’hi van celebrar les primeres proves d’atletisme de caràcter internacional, ajornades diverses vegades a causa de fortes tempestes. Curiosament, durant uns mesos, quan s’hi havia de realitzar alguna prova, queia un ruixat, una tempesta o una pluja sobtada: aquesta situació va fer que el complex esportiu fos batejat per alguns com “L’estadi dels aiguats”.

És clar que l’altitud i la temperatura són factors clau a l’hora de practicar esports. Però el percentatge d’humitat també és primordial.

Així, per exemple, quan s’ha de realitzar una marató o proves de fons cal fer una predicció de la humitat i de la temperatura per al dia de la competició. Amb temperatures no gaire altes (entre 15 i 23°C) i amb humitat mitjana (entre un 45 i un 65%), el rendiment dels corredors serà molt superior al que tindrien amb temperatures excessivament altes o baixes i amb humitats també molt contrastades; tot i