Diatermancia


Diatermancia

Diatermancia

Se denomina diatermancia a la propiedad del aire atmosférico de ser atravesado por los rayos solares sin calentarse por ello (de "dia", a través, y "termancia", calentamiento). No hay que confundir este término con el de diatermia, que es el tratamiento médico de diversas afecciones con el empleo de radiaciones de calor (infrarrojas) por medios eléctricos o electromagnéticos. En idioma inglés, se emplea el término diathermancy con el mismo significado que aquí se desarrolla y diathermanous (diatérmano) a aquellos cuerpos que son transparentes a las radiciones térmicas, es decir, que se dejan atravesar directamente por los rayos solares (espectro visible) sin calentarse. Los principales estudios sobre la diatermancia se deben a Heinrich Magnus, químico y físico alemán del siglo XIX.

Reproducción fotográfica de un retrato de Heinrich Gustav Magnus, quien desarrolló los estudios más relevantes sobre la diatermancia en el siglo XIX

Contenido

Calor claro y calor oscuro

Se denomina calor claro al del espectro visible de la luz solar, en el que su longitud de onda está directamente relacionada con la mayor o menor capacidad de transportar calor (es por ello que se llaman colores cálidos a los más próximos al rojo y fríos al de los colores azules o violetas). En cambio, el calor "oscuro" es el de los rayos infrarrojos, que son propiamente las radiaciones de calor, y se conoció con este nombre desde hace tiempo, por estar fuera del espectro visible para el ojo humano. Esta razón explica el surgimiento de la fotografía infrarroja, que pone de relieve los objetos de acuerdo a su temperatura y no a su color. En la fotografía infrarroja, los objetos de mayor temperatura (la vegetación, por ejemplo) aparecen de color rojo y los más fríos, en color azul. Esta técnica fotográfica constituye una gran ayuda en el campo de los sensores remotos: por ejemplo, en las grandes zonas de vegetación de bosques, el color rojo se identifica como árboles sanos y el amarillo (menor temperatura) como partes de árboles enfermos por algún motivo determinado.

Origen del calor atmosférico

Como fácilmente se habrá podido inferir, el calentamiento de la atmósfera terrestre no es directo sino indirecto a partir de los rayos infrarrojos de mayor longitud de onda que son emitidos por la superficie terrestre caliente.[1] El alcance de estos rayos infrarrojos es muy limitado hacia arriba ya que calientan sólo el aire en contacto con dicha superficie. A su vez, esta capa inferior del aire en contacto con el suelo caliente genera un cambio significativo de su densidad, por lo que actúa como una especie de espejo, produciendo el fenómeno conocido como espejismo en un desierto o en una carretera durante el verano (el pavimento aparece como mojado) o la reverberación que puede verse en las superficies muy calientes, como sucede con los automóviles expuestos al sol del mediodía. A su vez, estos fenómenos no son sino manifestaciones de la refracción de la luz solar. De manera que el origen del calor atmosférico tiene dos fuentes principales, el contacto del aire con las superficies de continentes e islas y el que tiene con los océanos, mares y aguas continentales, siendo este último el que tiene más importancia por dos razones: la mayor superficie de los océanos en comparación con los continentes e islas y la masa mucho mayor de la hidrósfera en comparación con la atmósfera; además de que las corrientes marinas constituyen el mayor vehículo de transporte de calor y el que explica en su mayor parte la regulación de los fenómenos atmosféricos a la largo y ancho de toda la Tierra.

El calentamiento de la atmósfera de origen terrestre

Es el calor reflejado por la superficie terrestre el que posteriormente calienta a la franja inferior de la atmósfera. Este calentamiento indirecto se manifiesta a través de los espejismos en días calurosos en los desiertos y en las carreteras y en la reverberación que se produce en los techos de los automóviles: no son los rayos solares los que calientan el aire, sino los rayos infrarrojos que se reflejan en la superficie y que, debido a su mayor longitud de onda, pierden rápidamente su capacidad de intercambio de calor con dicha capa inferior del aire. Con el agua de los océanos sucede un fenómeno físico diferente al de la atmósfera. Los rayos infrarrojos calientan directamente la capa superior del agua y disminuyen sus efectos rápidamente al aumentar la profundidad. Es por ello que en las aguas inmóviles de alguna playa, lago o piscina, la temperatura de las aguas que tenemos en los pies es mucho más baja que la de las aguas superficiales. Esta característica de las aguas (no ser diatérmanas) es la que explica el color azul de las aguas profundas, ya que la absorción de la mayor parte del espectro de la luz blanca (luz solar) sólo está limitada a una profundidad relativamente escasa.

El calentamiento atmosférico de origen oceánico

La capacidad de transporte de calor por parte de un fluido depende, evidentemente, de la masa de dicho fluido: cuanto mayor sea esa masa, mayor será su capacidad para absorber y transportar calor. Como la masa del agua oceánica es muy superior a la de la atmósfera es lógico suponer que los océanos son los responsables del mayor flujo de calor entre la zona intertropical y las templadas o polares. Lo que sucede es que resulta difícil diferenciar cuantitativamente cuál es el calor absorbido directamente por la atmósfera a través de la insolación (casi insignificante por lo demás y que depende del polvo y moléculas de agua en forma de vapor o en suspensión) y a través del calor reflejado por los continentes, para así compararlo con el que absorbe la atmósfera del propio océano.

Así pues, no debemos subestimar el papel de las corrientes oceánicas en el flujo de calor desde las latitudes ecuatoriales hacia las templadas y polares, como algunas veces se ha hecho. Este es un error evidente, y que muestra la dificultad en la comprensión integral del tema aquí tratado por parte del ciudadano promedio e incluso de investigadores y científicos en los temas atmosféricos y oceanográficos. Un ejemplo bastante claro lo podemos ver en las imágenes de satélite de ciertas zonas intertropicales: cuando las corrientes oceánicas procedentes del este pasan entre dos islas y encuentran aguas mucho más frías se suelen formar unos rosarios o alineaciones de nubes por el contraste de temperatura, de la misma manera que se forman las estelas de los aviones de reacción. La imagen de satélite obtenida en la WikiMapia del Archipiélago de Los Roques nos muestra una de estas alineaciones nubosas al pasar las aguas entre dos cayos en lo que se llama la Boca del Medio[1]

Por otra parte, la circulación de los vientos constantes coincide a grandes rasgos con la de las corrientes oceánicas, lo que podría enmascarar la influencia mutua entre la parte líquida y la gaseosa en la superficie terrestre. Esta influencia mutua tiene dos manifestaciones importantes: por una parte, las corrientes marinas cálidas son las responsables de la enorme cantidad de calor que se traslada hacia las costas occidentales de Europa y de América del Norte en las latitudes templadas y polares. Dichos vientos constantes (vientos del oeste) absorben ese calor (en forma de nubes) de las aguas superficiales de la corriente del Gulf Stream en el Atlántico y de Kuro-Shivo en el Pacífico. Y en sentido inverso, la coincidencia de los vientos alisios del noreste y sudeste con las corrientes ecuatoriales de los hemisferios norte y sur, respectivamente, acelera, por un lado, la surgencia de aguas profundas frías (corrientes frías) en las costas occidentales de los continentes (Corriente de las Canarias y de California en el hemisferio norte y de Benguela y del Perú en el hemisferio sur), ya que al proceder los vientos de África y América del Sur se crean unas pequeñas olas de traslación muy superficiales hacia el oeste y esa traslación origina, parcialmente, la succión que explica dicha surgencia. Sin embargo, hay que anotar que esta surgencia de aguas frías en las costas occidentales de los continentes se debe, no sólo a la dirección de los vientos alisios en la zona intertropical, sino a la dirección de las aguas oceánicas en la zona abisal (de oeste a este, al igual que la Tierra en su movimiento de rotación) cuando el plano inclinado del talud continental y las franjas inmediatas a las costas de África y América del Sur, obligan a las aguas profundas a surgir junto a la costa. Dicho en otras palabras: las aguas del fondo oceánico acompañan a la parte sólida de la litósfera en el movimiento de rotación, prácticamente sin ningún desplazamiento por inercia debido a la enorme presión que soportan. Pero al llegar esas aguas a las costas de África occidental, aquí sí por inercia, tienden a seguir el movimiento que tenían en el fondo pero se ven obligadas a ascender por la disminución de la profundidad. Este es el principal motivo por el que esas aguas de origen profundo sean muy frías. Es necesario hacer esta aclaratoria porque en el análisis de las corrientes frías de la zona intertropical se ha citado como el origen de dichas aguas, en muchas obras sobre el tema, a corrientes procedentes de las zonas polares, lo cual es un error. La corriente de Humboldt o del Perú, por ejemplo, no podría tener un origen antártico, por cuanto entre las costas del Perú y las de la Antártida existen corrientes oeste-este, pero de aguas templadas o cálidas. Con mucha mayor razón se podría citar el caso de las corrientes frías en el hemisferio norte (Corrientes del Labrador, Oya Shivo, California y, sobre todo, Corriente de las Canarias). En el caso de esta última corriente (Canarias), por ejemplo, sería imposible que la frialdad de sus aguas proceda de las latitudes polares del hemisferio norte ya que, entre la latitud de las Canarias y la de la zona polar ártica se atraviesa la enorme Corriente del Golfo, que es de aguas cálidas.

El caso especial de los grandes ríos

Desembocadura del Amazonas en el océano Atlántico en la que puede verse la ausencia de nubes sobre las aguas fluviales, y también sobre las marinas

Como puede verse en la imagen satelital de la desembocadura del río Amazonas, se presenta una notable ausencia de nubes sobre las aguas de dicho río, lo cual parece contradecir lo que aquí se ha explicado. Sin embargo, no existe tal contradicción, como se ha señalado en el artículo sobre la cuenca del Orinoco. Se trata de un comportamiento distinto de las aguas y tierras en cuanto el proceso de absorción y emisión de calor, mucho más lento en el caso de las aguas que en la superficie terrestre: los sólidos se calientan más rápidamente pero también se enfrían con mucha rapidez. Es por esta razón por lo que las aguas regulan la temperatura atmosférica en mayor proporción que las tierras y por lo que la zona intertropical, que es la que posee mayor volumen de aguas continentales y atmosféricas, no es la más calurosa del planeta en lo que se refiere a las temperaturas medias diarias y máximas absolutas. Lo que sucede en el caso del enorme volumen de las aguas fluviales en esta zona (ríos Orinoco, Esequibo, Caura, Amazonas, Congo y muchos otros) es que las imágenes de satélite se toman en horas de la mañana debido a que son las horas del día en las que la nubosidad es menor. La lentitud en la absorción de calor por la insolación, por parte de las aguas fluviales, en comparación con las tierras es lo que explica la ausencia de nubes en horas de la mañana. Precisamente, estas imágenes de grandes ríos sin nubes en horas de la mañana son las que demuestran el fenómeno aquí descrito: el aire es diatérmano pero el agua no lo es. Lo mismo puede decirse con respecto a las aguas oceánicas, como puede verse en gran parte de la imagen de satélite. Y si en horas de la mañana, que son aquellas en las que las aguas de los grandes ríos tienen las temperaturas más bajas, no se producen nubes sobre dichos ríos es porque todo el calor de la insolación está siendo absorbido por las aguas y, por lo tanto, no hay irradiación de calor hacia la atmósfera, sino que se forma un área anticiclónica de aire frío sobre los grandes ríos, lo cual impide o limita la formación de nubes. Algo muy distinto sucedería en el caso de tomar imágenes satelitales en horas de la tarde (sobre todo en horas del atardecer).

El balance térmico en los océanos

En el caso de los océanos, el lento calentamiento (y enfriamiento) de las aguas con respecto a las tierras da origen a que exista un retraso de más de un mes entre la temperatura mínima y máxima en las tierras (febrero y agosto en el hemisferio norte) y la de los océanos (marzo y septiembre, también en el hemisferio norte), lo cual conlleva a fenómenos meteorológicos y climáticos muy importantes. Aunque ha sido tratado científicamente en muchas obras de Ciencias de la Tierra y de otras disciplinas, se trata de un conocimiento empírico conocido desde hace mucho tiempo, como se puede inferir de la lectura de un fragmento en una obra de Pío Baroja:

Sabido es que la climatología oceánica y terrestre no es igual; en tierra, el máximum de frío y de calor es febrero y agosto; en el mar, es marzo y septiembre. Octubre, en nuestras costas, es el verdadero principio del otoño; cuando la tierra empieza a enfriarse, el mar sigue templado (Pío Baroja, 1911)[2]

Así pues, las distintas épocas de calentamiento y enfriamiento de las tierras y los océanos dan origen a las consiguientes épocas de estabilidad o inestabilidad atmosférica en estas dos zonas. En otros términos, cuando el mar está más caliente con respecto a los continentes, es la época de inestabilidad atmosférica ya que esa mayor temperatura de las aguas da origen al ascenso de masas de aire cálidas y húmedas, lo que puede traducirse en lluvias cuantiosas o persistentes en las áreas vecinas costeras. Se trata de una especie de ley de la Geografía Física: las aguas de los océanos y mares absorben una enorme cantidad de energía solar, lo que equivale a decir que actúan como una gigantesca pila eléctrica: se carga con los rayos solares y se descarga en la atmósfera mediante la irradiación de calor (rayos infrarrojos, principalmente).

Referencias

  1. Strahler, Arthur N. (1960) Physical Geography. New York: John Wiley & Sons, p. 113
  2. Pío Baroja. Las inquietudes de Shanti Andía (1911)

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