Meteorología y Medio Ambiente
En muchas situaciones cotidianas la relación entre las condiciones meteorológicas y la contaminación ambiental es evidente. Por ejemplo, las partículas y gases expulsados por una chimenea acabarán por perjudicar a zonas diferentes según la dirección y la fuerza del viento. Pero más allá de esto, en el presente artículo se tratan de localizar otra serie de relaciones menos directas, pero quizás más interesantes.
¿Por qué podemos afirmar que un día de invierno muy frío, con una situación anticiclónica, puede dar lugar a uno de los episodios más claros de contaminación grave? De ello nos ocupamos en las siguientes líneas.
Para comenzar, nos fijaremos en los mapas del tiempo que se pueden ver en la televisión, en la prensa, etc. Dos son las situaciones posibles. La primera, la anticiclónica; y la segunda, la opuesta, la ciclónica. Para distinguirlas en los mapas, los anticiclones, o altas presiones, son señalados con una 'A' y las borrascas, o bajas presiones, con una 'B'. Los anticiclones tienen las isóbaras más separadas que los ciclones. Puesto que las isóbaras nos muestran puntos geométricos de igual presión se deduce que las situaciones anticiclónicas suponen una mayor estabilidad, llevando asociada la menor presencia de vientos. Ello no supone, más bien al contrario, algo positivo para el Medio Ambiente, puesto que el viento favorece la dispersión y dilución de los contaminantes.
A nivel global, se puede explicar la formación de borrascas y anticiclones en base a la circulación de los vientos. La división del globo terráqueo en tres células por hemisferio, constituye el fundamento teórico. En las dos extremas, la polar y la del ecuador, el viento circula en un mismo sentido (del extremo del gradiente de presión al extremo del gradiente de temperatura - Teorema de Bjerknes) y, por lógica, lo hará en el contrario en la célula central. Así, en la unión entre la central y la polar confluyen un viento cálido y otro frío en sentido ascendente, dando lugar a bajas presiones. Lo contrario pasa en la otra unión entre células, dando lugar en nuestras latitudes al anticiclón de las Azores.
En situaciones de bajas presiones, con los vientos en ascensión, se producirá la condensación del agua y, por tanto, se darán las condiciones propicias para la aparición de precipitaciones. Como existen dos frentes en juego, el cálido y el frío, se pueden dar dos situaciones también distintas. En la zona del frente cálido, éste se elevará por encima del aire frío, que es más denso, con una pendiente pequeña (de forma gradual), dando lugar a un bloque muy ancho de nubes poco blancas en el Meteosat y que deja menos precipitaciones que en el caso contrario; en la zona del frente frío éste se introducirá por debajo del aire cálido de forma más abrupta por el rozamiento con el suelo, originando una hilera de nubes muy blancas en el Meteosat que da lugar a chaparrones y lluvias intensas.
Las nubes y la lluvia influyen en gran medida en la contaminación ambiental. La lluvia lava contaminantes de la atmósfera, si bien, lógicamente, éstos podrán dar lugar a lluvia ácida y a contaminación hídrica. Las nubes, como se verá después, pueden evitar situaciones de inversión térmica.
Como curiosidad dentro de este apartado de circulación general, se puede comentar el sentido de giro del viento en los anticiclones y en las borrascas. En el hemisferio norte, en un anticiclón el viento va en la dirección de las agujas del reloj, ocurriendo lo contrario en una borrasca. ¿A qué se debe? La respuesta es al gradiente de presión: en altas presiones hacia fuera y en bajas hacia dentro (de más a menos presión). Ello unido a la fuerza de Coriolis, que desvía el viento en el hemisferio norte hacia la derecha, da lugar a las direcciones señaladas.
Además de los vientos globales, la participación de los vientos locales es también importante para el Medio Ambiente. Como se ha comentado, la dirección y la velocidad del viento pueden decir mucho en la contaminación que recibirá una zona concreta. A ellas habrá que añadir la turbulencia y la dispersión vertical, si bien este tema se comentará al hablar de las inversiones térmicas.
Una velocidad pequeña del viento en las ciudades agrava en gran medida la contaminación de éstas debido al efecto denominado 'isla de calor'. La ciudad, por su naturaleza (rugosidad, etc.), se encuentra a una temperatura mayor a la de sus alrededores. Ello induce al viento a mantenerse estanco en su área, puesto que no es capaz a desplazar al viento frío (más pesado) de las zonas próximas.
A otro nivel, se puede comentar el hecho de que los días en primavera sean más claros que en otoño. Se debe a que en primavera a la península le llegan vientos fríos, que tenderán a desplazar a los más cálidos existentes sobre el suelo y, por tanto, a limpiar la atmósfera. En otoño ocurre todo lo contrario.
Inversiones térmicas.
El fenómeno de la inversión térmica es, con gran probabilidad, el más grave de los relacionados con la meteorología y la contaminación ambiental. Se puede entender de forma sencilla a partir de un resultado termodinámico que nos dice que un gas (humo o similar) que es expulsado a la atmósfera se enfriará aproximadamente 1 grado centígrado por cada 100 metros que ascienda verticalmente. Ello se conoce como el gradiente adiabático seco y a él se puede asimilar el comportamiento del gas dada su inmiscibilidad.
Si el aire ambiente tiene como característica propia un enfriamiento con la altura menor al mencionado existirá siempre un punto en la atmósfera en que el humo expulsado tendrá una temperatura menor que la del aire que le rodea. De esta forma este humo será más denso y descenderá, evitándose la dispersión vertical del contaminante. El gradiente medio de la atmósfera es de 0.65 grados por cada 100 metros, con lo cual deducimos que la atmósfera es, por norma general, estable.
El problema serio aparece cuando sucede una inversión térmica. Ello ocurre en situaciones especiales y, relacionándolo con lo mencionado al comienzo, fundamentalmente ante la presencia de un anticiclón en épocas de mucho frío. Una noche de invierno muy despejada la atmósfera se enfriará (por conducción) en gran medida, y más cuanto más cerca del suelo. De esta forma se invierte el gradiente térmico y ocurrirá muy cerca de la superficie el fenómeno mencionado con anterioridad: los contaminantes gaseosos verán cortada su dispersión vertical, afectando de manera mucho más grave a la zona.
Es fácil reconocer la existencia de una inversión térmica; o lo que es lo mismo, de un episodio grave de contaminación atmosférica. Un penacho o humo procedente de una chimenea que se mantiene a la misma altura en una gran superficie es un claro indicativo.
Bibliografía:
· 'Contaminación e Ingeniería Ambiental', J.L. Bueno, H. Sastre y A.G. Lavín, FICYT, Oviedo, 1997.
