La atmósfera como sistema. El sistema climático
En 1975 la Organización Meteorológica
Conceptos básicos en la Teoría General de Sistemas
Para estudiar la atmósfera, es imprescindible emplear un enfoque sistémico. definieron sistema como un conjunto estructurado de elementos, objetos y atributos constituidos por componentes o variables que presentan relaciones unas con otras y operan de forma conjunta como un todo complejo, de acuerdo con ciertas pautas observadas. Un sistema físico es aquel cuyos componentes y variables son entidades y magnitudes físicas y las relaciones son de transferencia de materia y energía (un ejemplo de sistema no físico sería el sistema económico).
Los sistemas se dividen en función con el tipo de relaciones que mantengan con su entorno en:
- abiertos (intercambian materia y energía con el entorno)
- cerrados (intercambian energía pero no materia)
- aislados (no intercambian ni materia ni energía)
Los sistemas naturales suelen ser excesivamente complejos para poder estudiarlos en detalle, por ello se suele hacer uso de modelos. Un modelo puede definirse como una representación simplificada de un sistema que captura lo esencial del mismo, eliminando elementos que resultan innecesarios debido a su escasa relevancia en el comportamiento global del sistema, a la escala de trabajo o a los objetivos.
La Teoría General de Sistemas aporta un vocabulario propio que resulta útil para el estudio del sistema climático:
- Componentes
- Flujos (entradas o salidas)
- Estructura
- Función
- Entorno (fuentes y sumideros)
- Equilibrio
- Tiempo de residencia
Los componentes almacenan una determinada cantidad de materia (expresada en unidades de masa o volumen) o energía (expresada normalmente como temperatura). Los flujos reflejan las transferencias de materia o energía entre diferentes componentes y se expresan como tasas, es decir en unidades de materia o energía por unidad de tiempo y/o espacio. Las transferencias de energía se expresan en unidades de energía (Julios) por unidad de espacio y/o tiempo. Cuando dos componentes aparecen interconectados las salidas de uno se convierten en las entradas del otro.
La estructura se refiere al esquema que el sistema adopta tal como puede ser dibujado (componentes y transferencias) mientras que función se refiere a la cantidad de materia o energía que se almacena en los diferentes componentes y a las transferencias de materia y energía que se producen entre ellos.
Finalmente, por entorno se entiende todo lo que esta alrededor del sistema y que no forma parte del sistema. En el caso de los sistemas abiertos el entorno se relaciona con el sistema mediante transferencias de materia y energía, en los sistemas cerrados solo a través de transferencias de materia y en los sistemas aislados no hay relación. Se denomina fuente a los elementos del entorno desde los que el sistema recibe entradas, y sumidero a los elementos del entorno hacia los que el sistema emite salidas.
Cuando en un sistema las transferencias (entradas y salidas) entre los diferentes componentes permanecen constantes a lo largo del tiempo, se dice que el sistema está en equilibrio. Este equilibrio conlleva que la cantidad de materia o energía en cada uno de los componenetes permanece constante ya que el conjunto de las entradas es igual al conjunto de las salidas.
Tiempo de residencia es el tiempo promedio que una partícula de materia permanece en un determinado componente y, en el caso de que el sistema este en equilibrio es igual a la cantidad de materia presente en el componente partido por la suma de las entradas. Un tiempo de residencia corto implica que cualquier alteración en las entradas o las salidas se va a hacer patente rápidamente, mientras que si el tiempo de residencia es corto tardará más en reflejarse.
La organiación Mundial de meteorologíua- definió el Sistema Climático como constituido por:
- Atmósfera
- Hidrosfera
- Criosfera
- Superficie terrestre
- Biosfera
Este orden refleja el orden en el que empezó a tenerse en cuenta la relevancia de cada uno de estos componentes.
Entre ellos se establecen transferencias de materia (los diferentes gases que componen la atmósfera más el agua, en forma de vapór) y energía.
La estructura (es decir el esquema de almacenamiento en componentes y transferencia entre ellos) de cada una de las diferentes formas de matria que aparecen en la atmósfera se denomina ciclo. Se habla así de ciclo hidrológico, ciclo del carbono, nitrógeno, etc.
El esquema de almacenamiento y transferencias de energía se suelo denominar balance energético(que puede ser tratado en otro artículo).
(Parte de información tomada de la revista del clima y el ambiente).
Chorley y Kennedy (1971)
Solo el saber, nos hará libres
Y NO SE DEBESER DEBIL,SI SE QUIERE SER LIBRE
