CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA DE THORNTHWAITE

Surge para corregir algunas deficiencias en la clasificación de Köppen en los albores de la década de 1930.

Ambos sistemas utilizan como índices la temperatura y la precipitación relacionando la vegetación y el clima.

La novedad de Thornthwaite es enfatizar la importancia de la precipitación, P, y la evaporación (E) en el crecimiento de las plantas.

Utiliza la razón P/E (P = precipitación mensual, E = evaporación mensual) y su suma anual para definir un índice P/E.

Mediante este índice, Thornthwaite define cinco regiones húmedas principales y su vegetación característica: bosque lluvioso, bosque, pradera, estepa y desierto.

En 1948, para mejor describir la humedad disponible para el crecimiento vegetal, Thornthwaite usa el concepto de evapotranspiración potencial, ETP, que representa la cantidad de agua que pasa a la atmósfera procedente del suelo y la vegetación si hubiera suficiente agua disponible.

ETP se introduce en cuatro nuevos índices que depende esencialmente de las diferencias entre precipitación y ETP y es, en sí mismo, un quinto índice.

No se ha publicado ningún mapa del mismo a escala mundial. Funciona bien en climas templados con abundantes precipitaciones

en verano.

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN

Se definen tres índices hídricos

1. Ih o índice de humedad2. Ia o índice de aridez3. Im o índice hídrico anual.

y un índice de eficacia térmica en verano ETV definida como

donde ETPv = evapotranspiración en junio, julio y agosto

24

El índice de humedad Ih es el porcentaje de superávit hídrico anual (S), respecto a la evapotranspiración potencial anual (ETP):

El índice de aridez Ia se define como el porcentaje del déficit anual (D), respecto a la evapotranspiración anual (ETP):

El índice hídrico anual Im resulta de la diferencia entre el índice de humedad y el de aridez, este último multiplicado por 0,6:

el factor 0,6 tiene por objeto dar mayor peso a los meses en los que la precipitación supera a la evaporación, debido a la capacidad de retención de los suelos.

Principales tipos climáticos

A partir de los índices anteriores, se distinguen varios tipos de climas en función del régimen de humedad y de la eficacia térmica anual y estacional.

Los climas quedarían caracterizados por una fórmula compuesta de cuatro letras y unos subíndices.

La primera y la tercera letra son mayúsculas y se refieren al índice hídrico anual Im y a la eficacia térmica anual de la zona representado por la evapotranspiración potencial anual ETP.

La segunda y la cuarta letra son minúsculas y corresponden a la variación estacional de la humedad, representado por los índices Ih e Ia y a la eficacia térmica en verano ETV.

Los cuatro cuadros que siguen relacionan estas letras con los valores de Ih,

Ia, Im, ETP y ETV.

25

Tabla 1. Tipos climáticos según el índice hídrico Im

Letra Denominación Im

A perhúmedo Im > 100B4 húmedo 100> Im >80B3 húmedo 80> Im>60B2 húmedo 60> Im>40B1 húmedo 40> Im>20C2 subhúmedo 20> Im>0C1 seco subhúmedo 0> Im>-20D semiárido -20> Im>-40E árido -40> Im>-60

Tabla 2. Tipos climáticos en función de la variabilidad estacional de la humedad

Letra Denominación Ih e Ia

Climas húmedos (A,B,C2) Ia

r Lluvioso (pequeña o ninguna falta de agua) Ia<16,7s Verano subseco (falta de agua moderada en verano) 16,7<

Ia<33,3s2 Verano muy seco (gran falta de agua en verano) Ia>33,3w Invierno subseco (falta de agua moderada en invierno) 16,7<

Ia<33,3w2 Invierno muy seco (gran falta de agua en invierno) Ia>33,3

Climas secos (C1,D,E) Ih

d Seco (pequeño o ningún exceso de agua) Ih<10s Verano subseco (exceso moderado de agua en invierno) 10< Ih<20s2 Verano muy seco (gran exceso de agua en invierno) Ih>20w Invierno subseco (exceso moderado de agua en verano) 10< Ih<20w2 Invierno muy seco (gran exceso de agua en verano) Ih>20

Tabla 3. Tipos climáticos en función del valor de la ETP (mm) Eficacia térmica anual

Letra Denominación ETP (mm) anualA’ megatérmico ETP > 1140B’4 mesotérmico 1140> ETP >997B’3 mesotérmico 997> ETP >855B’2 mesotérmico 855> ETP >712B’1 mesotérmico 712> ETP >570C’2 microtérmico 570> ETP >427C’1 microtérmico 427> ETP >285D’ clima de Tundra 285> ETP >142E’ clima glacial ETP <142

26

Tabla 4.Tipos climáticos en función de la eficacia térmica estival ETVLetra ETV %

a’ ETV < 48 %

b’4 48 %<ETV < 51,9 %

b’3 51,9 %<ETV < 56,3 %

b’2 56,3 %<ETV <61,6 %

b’1 61,6 %<ETV <68,0 %

c’2 68,0 %<ETV <76,3 %

c’1 76,3 %<ETV <88,0 %

d’ 88,0 %<ETV

Por ejemplo:

Estación: Denia

Log: 0º 7’ E altura: 14 mLat: 38º 50’ N Clasificación: C1 s B’3 a’

Denia tiene un clima secosubhúmedo, moderada falta de agua en verano, mesotérmico, siendo su eficacia térmica estival muy baja.

CÁLCULO DE LOS ÍNDICES DE THORNTHWAITE

Hay que considerar los siguientes factores mensuales:

Evotranspiración potencial ETP (mm): cantidad de agua que perderá una superficie completamente cubierta de vegetación en crecimiento activo si en todo momento existe en el suelo humedad suficiente para su uso máximo por las plantas.

Precipitación media (mm) P

P – ETP

Reserva de agua en el suelo R: Cuando P-ETP es positivo este valor se suma a la reserva del mes anterior hasta alcanzar la máxima capacidad de retención del suelo que habitualmente se cifra en 100 mm. El exceso constituye la escorrentía.

27

Si es negativo, el valor de R se calcula mediante la fórmula:

donde da es el déficit acumulado o suma de los valores de P-ETP cuando son negativos. El valor mínimo de la reserva es 1mm porque incluso en los meses más secos se supone que existe una porción de agua que no puede evaporarse, por lo que el descenso máximo de la reserva se estabiliza en 1 mm.

La reserva se forma a partir del período de sequía y variará entre 1 y 100 mm.

Tabla 5. Capacidad de almacenamiento de agua (mm), según tipos de suelos y cultivos.

Variación de la reserva VR: recoge los aumentos o disminuciones de la reserva respecto del mes anterior (considerando que existe un valor máximo, habitualmente 100 mm, y que, una vez se alcanza este valor, ya no hay variación). Cuando P-ETP es negativo, la reserva disminuye hasta llegar a 1 mm. Se calcula como:

VR = R1 –R2

Así, una VR positiva indica una disminución de la reserva.

Evapotranspiración real o actual ETA: se calcula como sigue

ETA = P + VR si P + VR ETP

ETA = ETP si P + VR > ETP

28

Falta de agua D = ETP – ETA

Exceso de agua S = P – ETA + VR

Se debe cumplir que:

P anual = ETA anual + S anual y ETP anual = ETA anual + D anual

CÁLCULO DE LA ETP mensual

Caso 1: la temperatura media mensual es menor o igual que 26,5ºC

1) A partir de las temperaturas medias mensuales Tm se calcula los doce índices de calor mensuales i mediante la fórmula:

2) Se calcula el índice térmico anual de la zona I como sigue

3) Se calcula un coeficiente a mediante la expresión

4) Se calcula la evaporación potencial sin ajustar e

en mm/mes

4’) Si la temperatura media mensual es mayor de 26,5ºC, entonces la evaporación potencial sin ajustar e se calcula mediante la fórmula

mm/mes

29

5) La ETP se calcula multiplicando e por un coeficiente corrector Kque tiene en cuenta la duración de día y los días del mes, ya que e se calcula para un mes de 30 días y doce horas de sol cada día.

mm/mes

Tabla 6. Coeficientes para la corrección de la evapotranspiración sin ajustar e según la latitud

Datos de entrada: La Tm y la P.

30

Para los cálculos es útil recoger los datos en una tabla como la siguiente:

Tabla 7. Datos para la clasificación climática de ThornthwaiteE F M A M J JL A S O N D año

Tm

ie(<26,5ºC

)e(>26,5ºC)

KETP

PP-ETPSuma

P-ETP(-)R

VRP+VRETA

D=ETP-ETVS=P-ETA+VR

Ih

Ia

Im

ETV%

Adaptación de la clasificación de Thorthwaite a España (Font Tullot, 1983)

Font aplica a España el índice Ih = Panual/ETP y establece los límites siguientes:

Zona árida: Ih menor que 0,3

Zona semiárida: Ih entre 0,3 y 0,7

Zona subhúmeda: Ih entre 0,7 y 1,0

Zona húmeda: Ih superior a 1,0

31

32

Figura 15. Zonas definidas según el índice de humedad (Fuente: Font Tullot, 1983)