Lurralde :inv. espac. N. 17 (1994) p. 229-241 ISSN 1697-3070

 

LA CREACIÓN DE SISTEMAS CLIMÁTICOS ACTUALES

EN FUNCIÓN DE FACTORES GEOGRÁFICOS.

PROPUESTA METODOLÓGICA

Recibido: 1994-10-11

José Manuel SÁNCHEZ MARTíN

Universidad de Extremadura

Dpto. de Geografía y O. T .

Avda. de los Quijotes, S/N. 10004-Cáceres

 

RESUMEN:

Con el trabajo que presentamos se pretende realizar una propuesta metodológica que permita la construcción de sistemas climáticos. Su elaboración está basada en la influencia que ejercen los diferentes factores geográficos en el clima, ya que se constituyen en los principales modificadores del clima en un espacio reducido. Para conseguir este objetivo se precisa una metodología rigurosa que esté fundamentada en dos pilares básicos: Técnicas estadísticas complejas, y Teoría General de Sistemas.

Palabras clave: Matriz de correlación, regresión múltiple, Teoría General de Sistemas, factoresgeográficos, clima.

ABSTRACT:

The aim of this work is to achieve a methodological proposal which permit the construction of climate system. Its elaboration is based on the influence of the several geographic factors on climate, because they are the main modifier factors of climate in a limited space. To attain this aim, it is necessary an rigurous methodology based on two basic mainstays: Statistic techniques, and General System Theory.

Key words: Correlation matrix, multiple regression, General System Theory, geographical factors, climate.

 

Los factores geográficos tienen enormes repercusiones en cualquier parámetro climático, bien sea térmico o pluviométrico. Para entender esta afirmación basta con tener en cuenta los profundos cambios que experimentan las variables climáticas en zonas relativamente pequeñas, como puede ser una provincia, una comunidad autónoma, etc..

Estas mutaciones climáticas en un espacio tan reducido están ocasionadas por la influencia de los diferentes factores geográficos. Por el contrario, las originadas por la Circulación General de la Atmósfera son mucho más reducidas, casi inexistentes en tan corta distancia. Sin embargo, debemos insistir que cuando se analizan alteraciones climáticas en un espacio reducido son debidas a la influencia que ejercen los diferentes factores geográficos. Por el contrario, cuando estos cambios afectan a un gran espacio, están motivados en gran medida por la C.G.A. y por aspectos geográficos de mayor entidad, forma de continentes, distribución de los océanos, etc..

Nosotros con este artículo pretendemos aportar o, al menos, proponer una metodología que sea capaz de permitirnos la creación de unos sistemas climáticos basados en los factores geográficos, pues, como se ha tenido ocasión de ver en los párrafos anteriores, atribuimos una gran importancia a dichos factores, en detrimento de otros, ya que nuestro propósito principal es la creación de sistemas simples, que cubran un espacio reducido.

En este sentido, debemos señalar que los factores geográficos a los que hacemos referencia son cinco exclusivamente. Entre ellos, y de acuerdo con buena parte de la literatura, hemos elegido a los siguientes:

  • la altura absoluta

  • la altura relativa o, el emplazamiento

  • la latitud

  • la longitud, y

  • la exposición

Las razones de su elección han sido varias. Por una parte, nos basamos en las experiencias que han tenido diferentes autores. Estos investigadores se han mostrado partidarios de la inclusión de unos u otros, en función del tipo de análisis realizado. Por otra parte, se ha debido a las propias experiencias llevadas a cabo en otros análisis más profundos al respecto.

No obstante, procederemos a continuación a explicar la necesidad de incluir cada uno de los factores geográficos mencionados con anterioridad, ya sea por las propias investigaciones llevadas a cabo o las de otros autores.

En este sentido podemos afirmar que el clima, con todos sus elementos, está influído por un importante número de factores. Entre ellos destacan los que conforman los aspectos geográficos, pues, en función de los mismos, el clima experimenta grandes mutaciones. Así, la existencia de un relieve accidentado y desigual, de valles profundos, elevadas mesetas o enormes cuencas sedimentarias y serpenteantes terraplenes, con distintos substratos geológicos, multiplica las posibilidades climáticas y microclimáticas, y amplía todavía más la diversificación de la vegetación forestal (Quezel, P. et allii; 1982, pág. 21}.

Por este motivo, cada tipo de relieve influye de una forma muy diferente en el clima, conformando entre ambos un paisaje peculiar. Así es comprensible que existan tantas variedades climáticas en un entorno relativamente próximo, distinguiéndose cada uno de ellos por una serie de características específicas, aun dentro del mismo dominio climático, y diferentes entre ellos.

Así pues, cada factor geográfico incide de forma muy dispar en el clima, de ahí las enormes lagunas existentes sobre la influencia detallada de las alteraciones que cada uno origina. A esta dificultad de establecer cuantitativamente el grado de influencia que presenta cada uno de ellos con las variables climáticas. A ello hay que añadir la falta de criterios unánimes a la hora de hablar de factores geográficos, pese a que existen algunos comunes, otros son diferentes, y por ende, muy difíciles de analizar, como consecuencia de la escasez y mala distribución geográfica de los observatorios.

Teniendo en cuenta esta serie de aspectos, es necesario recurrir a la consideración de los principales factores geográficos, para de esa forma exponer la metodología que creemos más adecuada para la creación de los sistemas climáticos.

La influencia que ejercen dichos factores geográficos se plasma en una serie de variaciones climáticas en un espacio relativamente reducido. De este modo, la altura, la latitud, la longitud, el emplazamiento y la exposición modifican en un sentido u otro a las diferentes variables climáticas. Ello da lugar a que cuando cambian los aspectos geográficos, varíe notablemente el clima que impera en cada uno de ellos.

Al mismo tiempo, es preciso señalar que la influencia que ejerce cada uno de ellos no se produce de forma aislada, sino que, lejos de ello, las diferencias climáticas existentes entre dos lugares, se deben a la interactuación de todos los factores geográficos considerados.

Si tenemos en cuenta este aspecto, la interactuación de los factores geográficos se produce de forma simultánea. Debido a ello, el cálculo de la Influencia de cada uno de ellos, de forma aislada, entraña una notable dificultad, máxime si se tiene en cuenta que presumiblemente, existen cinco factores geográficos de gran influencia.

Así pues, teniendo en cuenta que la influencia ejercida por los factores geográficos es simultánea, no es fácil obtener la modificación que experimentan las diferentes variables climáticas en función de cada factor geográfico, ya que no es correcto asimilar las diferencias climáticas existentes a un sólo factor geográfico.

Si consideramos esta afirmación, nos percataremos de la imposibilidad de utilizar técnicas bidimensionales para la obtención de la influencia que ejerce cada factor geográfico en las diferentes variables climáticas.

Debido a esta circunstancia, es imposible utilizar una matriz de correlación lineal para determinar la mutación climática ejercida por cada factor geográfico, ya que dicha alteración está provocada por la interactuación de todos ellos a la vez. Por este motivo, es preciso recurrir a una depuración previa de la influencia ejercida por dichos elementos geográficos, para a continuación poder realizar una matriz bidimensional que nos permita la construcción de un sistema climático, depurado y con un porcentaje de explicación de la varianza mucho mayor.

Para entender estas afirmaciones hemos incluido unos cuadros muy representativos. En el primero de ellos hemos construido una matriz de correlación simplificada entre los factores geográficos y las precipitaciones medias anuales de un total de 72 observatorios de Extremadura. En el segundo, elaboramos una matriz de correlación simplificada, con los mismos observatorios, pero entre los factores geográficos y la influencia que ejercen en las precipitaciones medias anuales.

CUADRO II

 

PREC. MEDIA ANUAL

ALTURA

-0.330

(10.89%)

EMPLAZAMIENTO

-0.510

(26.01%)

LATITUD

-0.480

23.04%)

LONGITUD

0.010

(0.00%)

EXPOSICION

0.760

(57.76%)

CUADRO II

 

INFLUENCIA F.G.

EN PRECIP. MEDIA ANUAL

ALTURA

0.910

(82.81%)

EMPLAZAMIENTO

0.670

(44.90%)

LATITUD

0.700

(49.00%)

LONGITUD

0.950

(90.25%)

EXPOSICION

1.000

(100.00%)

Como puede observarse en los dos cuadros anteriores, mediante la utilización de la matriz de correlación lineal entre los diferentes factores geográficos y la influencia que ejercen sobre las precipitaciones medias anuales, los coeficientes de explicación de la varianza aumentan de una forma considerable.

Este hecho es suficiente para que nos decidamos a exponer una metodología que nos permita establecer, en primer lugar la influencia que ejerce cada factor geográfico sobre las diferentes variables climáticas.

Para llegar a este aumento significativo en la explicación de la varianza ha sido preciso recurrir a la utilización de otra técnica estadística compleja, la regresión múltiple. Su utilización no es novedosa, ya que viene aplicándose desde hace mucho tiempo por investigadores de diferentes campos.

El uso de la regresión múltiple se debió a que las bases del análisis multivariante consisten, pues, en relacionar todas las variables independientes (factores) con la variable dependiente (hecho natural), evaluándolas simultáneamente en diferentes situaciones, combinaciones y magnitudes (Clorinda Palafox; 1986, pág. 79).

Pese a todo ello, nosotros partimos de una serie de aspectos peculiares. En primer lugar hemos considerado que las diferencias climáticas existentes en un espacio reducido como es Extremadura, están motivadas por las diferencias geográficas. Partiendo de este postulado, los cambios espaciales que experimenten las variables climáticas estarán provocados por la interinfluencia que ejercen los factores geográficos considerados, esto es, la altura, el emplazamiento, la latitud, la longitud y la exposición.

Teniendo en cuenta que de entre todos estos factores, es muy fácil obtener el valor de cuatro de ellos, la altura, el emplazamiento, la latitud y la longitud, será posible obtener el valor del último que nos falta, la exposición, pues, ha sido imposible obtener su valor sin un cálculo estadístico previo. Ello se debe a que la exposición cambia notablemente su influencia, su valor para cada variable de análisis. Es por este motivo que se ha procedido a obtenerla de forma estadística.

El procedimiento seguido ha sido el siguiente. En primer lugar, hemos considerado que las variaciones climáticas están motivadas por los cinco factores geográficos enumerados en páginas anteriores, en un elevadísimo porcentaje. Así pues, si establecemos un modelo matemático que posibilite el cálculo de cualquier variable climática en función de los cuatro factores geográficos conocidos, las diferencias entre la variable real y la calculada estarán motivadas por el único factor geográfico que hemos omitido, la exposición.

De ese modo, se obtiene el único factor que era imposible deducir de un simple mapa topográfico, ya que como se ha señalado antes, su valor o comportamiento difiere notablemente según la variable climátíca analizada.

Para la obtención de la exposición se ha procedido de la siguiente manera:

1) Se han calculado las diferentes variables climáticas en función de los cuatro factores geográficos conocidos, la altura, el emplazamiento, la latitud y la longitud.

2) La diferencia entre dichos cálculos y los valores reales, los residuos o ruidos de la variable, se los asignamos a la exposición, previa normalización simple.

3) Conociendo el valor de todos los factores geográficos es posible calcular la influenr;ia que ejerce cada uno de ellos en las diferentes variables climáticas.

4) Para llegar a la obtención de esta serie de influencia de factores geográficos sobre variables climáticas ha sido preciso elaborar las siguientes regresiones múltiples:

a) V. I.: Altura, emplazamiento, latitud y longitud.

V. O.: Variables climáticas.

Residuos normalizados: Exposición.

Residuos: Influencia de la exposición en variables climáticas.

b) V. I.: Exposición, emplazamiento, latitud y longitud.

V. O.: Variables climáticas.

Residuos: Influencia de la altura en variables climáticas.

c) V. I.: Altura, exposición, latitud y longitud

V. O.: Variables climáticas.

Residuos: Influencia del emplazamiento en variables climáticas.

d) V. I.: Altura, exposición, emplazamiento y longitud.

V. D.: Variables climáticas.

Residuos: Influencia de la latitud en variables climáticas.

e) V. I.: Altura, exposición, emplazamiento y latitud.

V. D.: Variables climáticas.

Residuos: Influencia de la longitud en variables climáticas.

Mediante la realización de este conjunto de regresiones en cada variable climática, se obtiene la influencia que ejercen los diferentes factores geográficos sobre las variables climáticas que deseemos incluir en el siguiente paso que proponemos, la elaboración de una matriz de correlación que nos conduzca a la creación de un sistema climático basado en los factores geográficos.

De este modo tenemos que al realizar matrices de correlación lineal entre los factores geográficos y la influencia que ejercen sobre las diferentes variables climáticas, no estamos correlacionando los factores geográficos con las variables climáticas, cuyo valor depende de la interactuación entre las diferentes influencias de la altura, el emplazamiento, la latitud, la longitud y la exposición. Por el contrario, correlacionamos exclusivamente un factor geográfico con la influencia que ejerce sobre las variables clim áticas. Ello se traduce en un incremento considerable en los coeficientes de correlaciÓn obtenidos, aportando una mayor fiabilidad a los cálculos y análisis que deriven de los mismos.

Pese a todo ello, este incremento sustancial en la explicación de la varianza no es lo más importante que aporta esta nueva visión metodológica, sino la posibilidad de establecer sistemas climáticos en función de los diferentes factores geográficos.

Para llegar a la consecución de dichos sistemas es preciso establecer o recurrir nuevamente a la 'matriz de correlación lineal, efectuada entre los factores geográficos y, sobre todo, entre las mutaciones que desencadena cada uno de ellos en las variables climáticas que consideremos más definitorias de un sistema climático.

Nosotros, para ejemplificar toda la metodología expuesta hasta ahora, hemos recurrido a la inclusión de las siguientes variables climáticas:

*) Temperatura media anual

*) Temperatura máxima media anual

*) Temperatura mínima media anual

*) Temperatura media de máximas absolutas

*) Temperatura media de mínimas absolutas

*) Amplitud térmica

*) Días con temperatura mínima inferior a

*) Días con temperatura máxima superior a 20º

*) Precipitación media anual

*) Días de lluvia

*) Días de precipitación superior a 10 mm.

Con ellas y, previo cálculo de la influencia que ejerce cada factor geográfico en las mismas, hemos obtenido una matriz de correlación bastante significativa, sobre todo por los coeficientes de correlación que se obtienen entre la influencia que ejercen un mismo factor geográfico en las diferentes variables climáticas.

Dicho coeficiente se reduce a + 1.000 ó a -1.000. Ello implica un porcentaje de explicación de la varianza cifrado en el 100%, es decir, todas las variaciones experimentadas por las variables termopluviométricas ocasionadas por un factor geográfico se encuentran explicadas de forma absoluta.

Este mismo hecho sucede con cuatro de los factores geográficos incluídos en el estudio. Se trata de la altura, el emplazamiento, la latitud y la longitud, en los que el coeficiente de correlación entre ellos y la influencia que ejercen en todas las variables climáticas se cifra bien en + 1.000 ó -1.000.

En cambio, en la exposición no ocurre así, ya que su comportamiento es diferente en cada variable climática. Como consecuencia de ello, no es posible establecer un criterio unánime, razón por la cual, los coeficientes de correlación varían de forma sensible.

No obstante y con la finalidad de entender mejor lo expuesto hasta ahora, hemos creído conveniente la elaboración de las diferentes matrices de correlación, para de esa forma obtener las interconexiones que se establecen entre las diversas variables climáticas, en función de cada factor geográfico.

Pese a ello, es preciso señalar que las correlaciones se han calculado entre la influencia que ejerce cada factor geográfico en las variables termopluviométricas consideradas. Así obtenemos los siguientes cuadros.

CUADRO III. MATRIZ DE CORRELACION ENTRE LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS

POR LA ALTURA EN LAS DIFERENTES VARIABLES CLIMATICAS

CUADRO IV. MATRIZ DE CORRELACION ENTRE LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS

POR EL EMPLAZAMIENTO EN LAS DIFERENTES VARIABLES CLIMATICA

En los cuadros precedentes figuran las diferentes matrices de correlación efectuadas entre las distintas alteraciones que experimentan las variables climáticas en función de los cinco factores geográficos seleccionados.

De este modo, se observa cómo las mutaciones producidas en las distintas variables termopluviométricas por la altura, el emplazamiento, la latitud y la longitud, son muy interesantes. Prueba de ello es el coeficiente de correlación que se obtiene, :1:1.000, lo que implica un solapamiento 0 explicación total de la varianza. Es decir, cuando cualquiera de estos factores geográficos desencadena un tipo de reacción en una de las variables, ya sea aumentándola o disminuyéndola, hace lo propio con el resto de ellas.

Por el contrario, los coeficientes de correlación obtenidos para la influencia que ejerce el emplazamiento en las variables climáticas analizadas son de menor entidad, la explicación no es de1100% como en el caso anterior. Esto se debe a la mayor complejidad que tiene este factor geográfico, ya que no obedece a un comportamiento concreto, sino que cambia sobremanera con cada variable. Es por ello que los coeficientes de correlación disminuyen de forma sensible, si bien, como muestra el cuadro, existen pautas de comportamiento muy similares, entre variables relacionadas.

Teniendo en cuenta esta serie de matrices de correlación lineal, es posible construir un sistema climático para cada factor geográfico o, al menos, para los que tienen una explicación total de la varianza. Para ello, es necesario recurrir a los coeficientes de correlación ya la Teoría General de Sistemas. De esa manera, se traza la estructura del sistema, basadas en subsistemas ternarios, a los que se van añadiendo los diferentes signos, bien sea +, bien sea -, dependiendo de que la correlación sea + 1.000 ó -1.000, respectivamente.

Así es posible obtener una serie de interrelaciones que nos permiten construir un sistema climático de mayor o menor complejidad, en función de cada factor geográfico y también del número de variables climáticas incluidas.

Una vez que se ha construido el armazón del sistema climático, es fácil la comprobación de las relaciones que se establecen entre las variables climáticas. Para realizar esta comprobación basta con recurrir a uno de los postulados básicos de la Teoría General de Sistemas o de Matemáticas, si se prefiere. Consiste a la multiplicación de signos, es decir, la relación que se establece entre dos elementos y un tercero vinculado a los dos anteriores.

De este modo obtenemos la siguiente relación:

VARIABLE 1

VARIABLE 2 VARIABLE 3
+ * + = +
+ * - = -
- * + = -
- * - = +

Con estas pautas, podremos comprobar el grado de acierto en la metodología utilizada, pero sobre todo, debemos fundamentarnos en las leyes de la física del aire. De este modo, es posible entender el entramado climático a que da lugar la interactuación de diferentes factores geográficos.

Teniendo en cuenta toda la metodología propuesta, llegamos a la conclusión final de que el estudio del clima pasa por un previo análisis del sistema climático que originan los diferentes factores geográficos, pues, como hemos visto, buena parte de las diferencias en las variables que lo componen están provocadas por los principales factores geográficos.

No obstante, hemos incluido varios gráficos que muestran de forma óptima el sistema climático anual que se obtiene en el caso de Extremadura. Han sido realizados para la altura, el emplazamiento, la latitud y la longitud, cuya repercusión es elevada en cualquier variable, como puede observarse.

 

BIBLIOGRAFIA

ALBENTOSA SANCHEZ, L. M. (1981). Los contrastes espaciales de las precipitaciones en el Pirineo Catalán. VII Coloquio de Geografía. Pamplona.

ANDERSON, T. W. (1984). An introduction to multivariate statistical analysis. Wiley. New York.

BASSIST, A. N. (1989). The relationship between orography and precipitacion variability: a global view. En: Sixth Conference on Applied Climatology. Charleston.

BENICHOU, P. y LE BRETON, O. (1987). Prise en compte de la topographie por la cartographie de champs pluviométriques statistiques: la méthode Aurelhy. Agrométéorologie des régions de moyehne montagne. I.N.R.A. Toulousse.

BOYER, D. G. (1985). Estimation of daily temperature means using elevation and latitude in mountainous terrain. Water Resources Bulletin, ng 20, 4.

CAPEL MOLINA, J. J. (1978). Factores del clima en la Península Ibérica. Paralelo 37º, ng 4.Consejería de cultura. Junta de Andalucía. Excelentísima Diputación Provincial. Almería.

CLAVERO PARICIO, P. L. et al ii. (1982). La Climatología actual: el uso de métodos estadísticos y modelos probabilísticos. Proyecto de un estudio termopluviométrico de Cataluña. Notes de Geografia Física, ng 8. Edicions de la Universitat de Barcelona. Barcelona.

CREUS NOVAU, J. y PUIGDEFÁBREGAS, T. J. (1978). Influencia del relieve en la distribución de las precipitaciones máximas: un ejemplo pirenaico. Cuadernos de Investigación Geográfica, vol. 4, fascículo 1. Publicaciones del Colegio Universitario de La Rioja. Logroño.

ESCOURROU, G. (1981). Climat et environnemeñt. Les facteurs locaux du climat. Masson. París.

FERNÁNDEZ GARCíA, F. (1983). La disimetría pluviométrica entre las vertientes Norte y Sur del Sistema Central. VII Coloquio de Geografía. Pamplona.

Ibidem. (1992). Los gradientes pluviométricos en la Meseta Meridional: avance de un modelo de distribución espacial de las precipitaciones. Alisios, ng 2. Universidad de La Laguna. Santa Cruz de Tenerife.

GARMENDIA, M. I. et al ii. (1989). Factores determinantes de la precipitación anual en la vertiente cantábrica. Meteorología y Climatología Ibéricas. XVII Jornadas de la A.M.E. UsboaSalamanca. Salamanca.

GURRÍA GASCÓN, J. L. (1984). La Correlación Lineal: Precisiones prácticas y su funcionalidad en la determinación de las similitudes y diferencias de los espacios geográficos. Norba V. Revista de Geografía. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Extremadura. Cáceres.

HAMMOND, R. y MC. CULLAGH, P. S. (1982). Técnicas cuantitativas en Geografía. Saltés. Madrid.

HARVEY, O. (1983). Teorías, leyes y modelos en Geografía. Alianza Editorial. Madrid.

HENOERSON-SELLERS, A. y MC. GUFFIE, K. (1990). Introducción a los modelos climáticos. Omega. Barcelona.

HUFTY, A., THERIAULT, M. y SHERIFF, F. (1985). El efecto de las variaciones latitudinales y estacionales de la radiación solar recibida sobre superficies inclinadas en la definición de las pendientes de solana y umbría. Paralelo ST, 8/9. Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Excelentísima Ouputación Provincial. Almería.

MATEOS MASA, V. L. (1993). Modelos de función de transferencia para serles de precipitación en la Península Ibérica. Tesis Doctoral (Inédita). Badajoz.

MCCUTCHAN, M. H. y FOX, D. G. (1986). Effect of elevation an aspect on wind, temperature and humidity. Journal of Climate an Applied Meteorology, ng 25.

MARTí EZPELET A, A. (1990). Las inversiones térmicas en la depresión de Sariñena. Geographicalia, época, ng 27. Institución Fernando El Católico. C.S.I.C. Excelentísima Diputación Provincial. Zaragoza.

MUÑOZ MUÑOZ, J. et al ii. (1985). Características de la continentalidad en el clima de la España Peninsular. Geographica, XXVII. C.S.I.C. Instituto de Geografía Aplicada. Madrid.

QUEZEL, P. et al ii. (1982). Bosque y maquia mediterráneos. Ecología, conservación y gestión. SerbaI/UNESCO. Barcelona.

SÁNCHEZ MARTIN, J. M. (1994). Los gradientes climáticos en Extremadura. Método óptimo para la obtención de variables termopluviométricas. Editores varios. Cáceres.

Ibidem. (1994). La influencia de la exposición en las precipitaciones medias anuales de la vertiente sur de Gredos. Actas de las VII Jornadas de verano sobre la Sierra de Gredos. El Barco de Ávila, 1994.

Ibidem. (1994). El efecto de pantalla orográfica en las precipitaciones medias anuales del sector extremeño de Gredos. Actas de las VII Jornadas de verano sobre la Sierra de Gredos. El Barco de Ávila, 1994.

Ibidem. El clima de montaña en Extremadura. Delimitación y análisis sistémicos. Tesis Doctoral. (Pendiente de Defensa).