El Monzón y la Circulación Walker

Aunque Hoodley, Ferrel y la célula Polar desempeñan un importante papel en la distribución de calor a nivel global, no actúan solos. La disparidad de temperaturas también conduce a sistemas de circulación longitudinal. Esta circulación aparece generalmente asociada a la diferente capacidad de calentamiento de la Tierra con respecto a las superficies de agua. A escala global, estas células funcionan relacionando regiones del ecuador continental y oeste del océano Pacífico con zonas de ubicación variable situadas aproximadamente en el este del Pacífico y el Atlántico.

La célula del Pacífico es tan importante que ha sido llamada Circulación Walker. También se denomina Oscilación Meridional. El movimiento de aire en la Circulación Walker afecta directamente al tiempo atmosférico. Bajo circunstancias normales, el clima se comporta como se espera. Pero cada pocos años, los vientos se vuelven inusualmente cálidos o fríos, relacionados con la frecuencia de huracanes o tifones, que ven alterado su número y energía. En definitiva, este tipo de circulación atmosférica se basa en la observación de los fenómenos monzónicos, pero también es importante entender el fenómeno de El Niño. Si la actividad colectiva se ralentiza en el Pacífico occidental, aparecen cambios, primero en los vientos del oeste de las capas superiores, que tienden a desaparecer, cortándose la fuente de enfriamiento del aire en hundimiento y paralizando los vientos alisios. La consecuencia es doble: el agua cálida aumenta desde el oeste del Pacífico y los efectos de esta parálisis de la Oscilación Meridional dan como resultado un patrón de vientos y precipitaciones en América, Australia y África suroriental, provocando variaciones en las corrientes oceánicas.

Riesgos Asociados al Clima

• Vientos destructivos
• Lluvias torrenciales (inundaciones, avenidas)
• Sequías
• Olas de frío y calor (frío: precipitación en forma de nieve; calor: asociadas a sequías)

Compuestos Orgánicos

Se diferencian dos grupos:

• Compuestos Orgánicos Volátiles (COV), de los cuales se excluyen el metano y los CFC. Tienen procedencia natural, pero en ocasiones con origen en infraestructuras urbanas (RSU), contribuyen a la contaminación fotoquímica, sobre todo en reacción a los aldehídos de bajo peso molecular. Son precursores de óxidos de nitrógeno y en muchos casos intervienen en contaminaciones hídricas.
• Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (HPA), procedentes de pirólisis de combustibles fósiles y derivados de dioxinas y los PCB, relacionados con compuestos clorados.

Ciclo de Emisión-Deposición

Para el seguimiento de los niveles de determinados contaminantes se utiliza el estudio de su ciclo de emisión-deposición. En este se detalla:

• Fuente de emisión y, en su caso, las cantidades de emisión.
• Naturaleza del contaminante, reactividad y fotorreactividad.
• Características de su dispersión y la deposición.

Los contaminantes que presentan focos de emisión controlables y baja reactividad son los más fáciles de controlar, pero aquellos que tienen fuentes difusas, naturaleza reactiva y un tiempo de resistencia alto son los más complejos y difíciles de conocer en su evolución.

Efectos de la Contaminación

• Los cambios en la composición del aire ocasionan efectos negativos que pueden valorarse a corto o largo plazo.
• En función del radio de acción, distinguimos efectos locales, regionales o globales.
• Los factores que influyen son las clases de contaminantes, su concentración y el tiempo de exposición, además de las reacciones.

Los efectos de la contaminación pueden ser:

• Directos: acción de los contaminantes a los receptores.
• Indirectos: complejos episodios de contaminación.

Factores que Influyen en la Concentración de O₃

• La radiación solar.
• Acción de los CFC.
• Proceso de formación/destrucción del O₃.
• Contaminantes (NOx, bromuro de metileno, CFC…).
• Dinámica atmosférica.

¿Qué Ocurre con el O₃ a Nivel Troposférico?

La presencia de O₃ en las capas bajas de la atmósfera representa un episodio de contaminación. El O₃ formado en esta altura es consecuencia generalmente de situaciones donde aparecen distintos factores contaminantes. Es muy perjudicial para la salud humana.

Para entender la contaminación por O₃ troposférico hay que señalar las condiciones en que aparece:

• Condiciones de estabilidad atmosférica, para que la dispersión sea nula o baja.
• Potente radiación solar.
• Emisión de contaminantes (productos de construcciones o procesos industriales).

Las reacciones fotoquímicas que aparecen por la existencia de fuerte insolación sobre compuestos como dióxido de nitrógeno (NO₂), SO₂, SO₃ y óxidos metálicos existentes en el aire provocan la disociación de átomos de oxígeno libre, frecuentemente en estado excitado, que reaccionan en la formación del O₃. La existencia, en gran porcentaje, de óxidos de carbono permite la acción continuada de las reacciones anteriores, produciéndose concentraciones de ozono. Como hemos señalado, los óxidos de nitrógeno ejercen un importante papel en relación al O₃. En el caso de episodios como el caso de contaminación por O₃ troposférico, los NOx funcionan también como iniciadores y potenciadores de la formación de la molécula de O₃.

Ciclo del Agua

Se distinguen dos parámetros:

• El tiempo de residencia: es el tiempo que una partícula de agua permanece en un lugar determinado. Varía en función de la zona de la hidrosfera donde se encuentre.
• Tasa de renovación: T = cantidad de agua / unidad de tiempo / volumen de agua. Compartimento.

Los valores de tasa de renovación y residencia están relacionados. Ambos parámetros influyen en la concentración de sales disueltas. Los compartimentos con elevado tiempo de residencia se renuevan lentamente y elevan sus contenidos en sales.

Las aguas continentales tienen un tiempo de residencia bastante corto y por ello su contenido en sales es bajo. Se conocen como aguas dulces. El balance hídrico será positivo o negativo.

Cuencas Hidrográficas

Señalan toda la superficie que recoge agua cuyo destino será el final de la cuenca. Todas las cuencas desembocan en otras o en el mar, excepto aquellas que son endorreicas.

Dinámica Fluvial

La acción física va a depender de una serie de factores: caudal y velocidad.

La velocidad depende de la pendiente, la profundidad y de las características del cauce. El caudal depende de la época del año, crecidas o estiaje, las precipitaciones, facilidad con que el agua llegue al cauce, capacidad de filtración del terreno y retención de agua por la cubierta vegetal.

Los cambios de caudal influyen en: la profundidad, la anchura, la velocidad, la alternancia de erosión y sedimentación.

Hidrograma

Representación gráfica del caudal. Tipos:

• Anual
• Periódico: observación de avenidas; se observa el caudal puntualmente, tiempo de respuesta y curva de agotamiento.

Carga (C): conjunto de materiales que transporta el río en suspensión, dispersión o disolución. A medida que se produce el transporte, disminuye el tamaño de los materiales y se redondean.

Capacidad (Q): máxima carga de materia que puede transportar el río. Cuando:

• C < Q à erosión
• C > Q à sedimentación
• C = Q à perfil de equilibrio y transporte

Competencia: diámetro de la mayor partícula que puede ser transportada como carga de fondo. El hombre suele intervenir en todos estos fenómenos, aumentando o disminuyendo el efecto de los ríos. Toda esta dinámica fluvial es fundamental para gestionar la cuenca hidrográfica.

Caudal punta: caudal máximo que alcanza el río en cualquier proceso.

La Dinámica Fluvial

Depende de factores como la energía potencial (pendiente) y el caudal. Estos factores determinan magnitudes como la carga y la capacidad. La relación de estas define los tramos del río y su acción geomorfológica (erosión, transporte y sedimentación). El río tiende a igualar su nivel de base, es decir, el río se encaja en su terreno. Por ello, los tramos altos tienden a ir perdiendo pendiente y a adaptarse a la litología. Los tramos bajos presentan generalmente amplias zonas de inundación en las cuales el efecto erosivo del río produce las terrazas: zonas que generalmente delimitan los márgenes de acción fluvial.

Aguas Subterráneas

El agua que llega a una cuenca hidrográfica y no termina en su red de drenaje puede tener varios destinos:

• Ser absorbida por vegetación à interceptación.
• Empapar partículas minerales superficiales, retenida por atracción.
• Infiltrar y ocupar poros o fisuras rocosas de suelos permeables.

Permeabilidad

Se define como cantidad de agua que puede circular por unidad de tiempo en un material rocoso u horizonte del suelo. Depende de: porosidad o grado de fracturación.

La porosidad es la relación existente entre el tamaño de las partículas y el tamaño de los espacios o huecos intercomunicados entre sí que presenta.

Materiales:

• Porosos: arenas, areniscas, gravas.
• No porosos: arcillas, loess, pizarras.

A determinada profundidad, una roca porosa, permeable, puede comportarse como semipermeable o impermeable debido a la acción de la presión, que cierra los poros que contiene.