¿Se ajustan las fechas y duración de las estaciones a la climatología?

Desde muy pequeños nos enseñan que las estaciones astronómicas son primavera, verano, otoño e invierno y que transcurren entre unas fechas fijas: la primavera comienza el 21 de marzo, el verano el 21 de junio, el otoño el 21 de septiembre y el invierno el 21 de diciembre. En meteorología y climatología se usan unas fechas diferentes, pero también fijas: la primavera comprende el trimestre marzo-abril-mayo, el verano el trimestre junio-julio-agosto, el otoño el trimestre septiembre-octubre-noviembre y el invierno el trimestre diciembre-enero-febrero.

Hace unos meses, tuve constancia por twitter de un trabajo que habían hecho en Estados Unidos para ver hasta qué punto estas fechas fijas se ajustan a la climatología.

El trabajo mencionado, que podéis ver en: http://us-climate.blogspot.com.es/2017/12/defining-seasons.html, me pareció muy interesante y por eso lo reproduzco a continuación para España

Paso previo: Obtención de valores medios diarios del periodo de referencia 1981-2010

Veremos posteriormente como se usan dos enfoques diferentes para analizar la idoneidad del inicio y duración de las estaciones usados tradicionalmente, pero ambos necesitan disponer de valores medios diarios para un periodo de referencia suficientemente largo, que en nuestro caso es 1981-2010. Aquí surge la primera dificultad, ya que aunque se dispone de los valores diarios de temperatura en dicho periodo, si nos limitásemos a hallar los valores medios para cada día del año, obtendríamos fluctuaciones notables de un día a otro y no serían apropiados como valores de referencia. Por ello, es mejor partir de los valores medios mensuales y buscar una función que se ajuste a los mismos y nos permita interpolar los valores diarios. En este caso he utilizado el análisis de Fourier, tanto para las series de los observatorios como para los grids de temperatura media mensual. Al final del trabajo, en el apartado Referencias os incluyo un enlace con información sobre el tema.

Primer enfoque: Determinación de las estaciones a partir de los 91 días del año más cálidos y más fríos

Se trata de comprobar si los periodos que consideramos verano e invierno coinciden realmente con los 91 días más cálidos y más fríos del año. Para ello, en primer lugar se localizarán esos 91 días más cálidos y más fríos del año, que nos darán el inicio y fin de verano e invierno. Conocidos estos datos, la primavera será el periodo que transcurre entre el final del invierno y el comienzo del verano y el otoño el que transcurre entre el final del verano y el comienzo del invierno.

 Mapa 1. Verano: Los 91 días más cálidos del año. Periodo de referencia: 1981-2010

Como podemos ver en el mapa 1, en la mayor parte del interior peninsular el verano comenzaría entre el 9 y el 14 de junio y finalizaría entre 7 y el 12 de septiembre; en el resto de la Península y en Baleares comenzaría entre el 14 y el 19 de junio y finalizaría entre el 12 y el 17 de septiembre, salvo en A Coruña y puntos del Cantábrico en que lo haría unos días después, comenzando entre el 19 y el 24 de junio y finalizando entre el 22 y el 27 de septiembre. En Canarias el verano comenzaría prácticamente un mes después que en la Península; en Gran Canaria, Lanzarote, Fuerteventura y buena parte de Tenerife se iniciaría entre el 4 y el 9 de julio y finalizaría entre el 2 y el 7 de octubre; en el sur de Tenerife, así como en Gomera y La Palma comenzaría entre 9 y el 14 de julio y finalizaría entre el 7 y el 12 de octubre y el inicio más tardío lo encontramos en la isla del Hierro, entre el 19 y el 24 de julio, finalizando entre 17 y el 22 de octubre.

 Mapa 2. Invierno: Los 91 más fríos del año. Periodo de referencia: 1981-2010

Por lo que respecta al invierno, el mapa 2 nos muestra como en gran parte del interior peninsular comenzaría entre el 21 y el 26 de noviembre y finalizaría entre el 19 y el 24 de febrero; en el resto de la Península comenzaría unos días después, entre el 26 de noviembre y el 1 de diciembre, finalizando entre el 24 de febrero y el 1 de marzo, salvo en algunas zonas costeras en que empezaría entre el 1 y el 6 diciembre y finalizaría entre el 1 y el 6 de marzo. En Baleares, el invierno empezaría entre el 6 y el 11 de diciembre en Ibiza y Formentera, finalizando entre el 6 y el 11 de marzo y entre el 11 y el 16 de diciembre en Mallorca, Menorca y Cabrera, finalizando entre el 11 y el 16 de marzo. En Canarias el invierno también se inicia más tardío que en la Península, Lanzarote es la isla más madrugadora, comenzando el invierno entre el 11 y el 16 de diciembre y finalizando entre el 11 y el 16 de marzo; le siguen Fuerteventura, Gran Canaria y gran parte de Tenerife, donde el invierno empezaría entre el 16 y el 21 de diciembre y finalizaría entre el 16 y el 21 de marzo, en el sur de Tenerife y en Gomera empezaría entre el 21 y el 26 de diciembre, finalizando entre el 21 y el 26 de marzo, en La Palma comenzaría entre el 26 y el 31 de dicembre, finalizando entre el 26 y el 31 de marzo y el comienzo más tardío corresponde a la isla del Hierro, donde comenzaría entre el 31 de diciembre y el 5 de enero, finalizando entre el 31 de marzo y el 5 de abril.

Mapa 3. Duración de la primavera. Periodo entre los 91 días más fríos y los más cálidos. Periodo de referencia 1981-2010

Fijados de esta manera las fechas que corresponderían al inicio y fin de verano e invierno, la primavera y el otoño serían los periodos de transición entre ambas. En estos casos no tendrían una duración fija y no habría por tanto relación entre las fechas de inicio y fin, por lo que los mapas 3 y 4 muestran simplemente la duración de estas dos estaciones.

En el mapa 3 podemos ver como la duración de la primavera sería bastante uniforme, situándose entre los 105 y los 110 días en casi todo el país, correspondiendo la duración más corta a Baleares, con entre 95 y 100 días y la más larga a Lanzarote y zonas de Galicia y del SW peninsular con una primavera que duraría entre 110 y 115 días.

Mapa 4. Duración del otoño. Periodo entre los 91 días más cálidos y los más fríos. Periodo de referencia 1981-2010

En el mapa 4 se representa la duración del otoño, que resultaría ser la estación más corta del año, con una duración entre 70 y 75 días en la mayor parte del país, correspondiendo el otoño más corto a la isla de Lanzarote con entre 65 y 70 días y el más largo a Baleareas con entre 85 y 90 días en Mallorca, Menorca y Cabrera.

Cuadro 1. Distribución de las estaciones con veranos e inviernos de duración fija, coincidentes con los 91 días más cálidos/fríos del año. Periodo de referencia 1981-2010.

El Cuadro 1 muestra la distribución de las estaciones resultante de aplicar este enfoque para los observatorios principales de AEMET incluidos en la publicación de la Guía Resumida del Clima en España (1981-2010)

Segundo enfoque: Determinación de las estaciones a partir del rango anual de temperatura

En el enfoque anterior se fija de antemano la duración de verano e invierno, quedando variables la duración de primavera y otoño, resultando ser la primavera la estación más larga del año.

En este nuevo enfoque se establecen unos umbrales de temperatura para el inicio y fin de verano e invierno, quedando primavera y otoño como estaciones de transición igual que el punto anterior. Los umbrales se establecen dividiendo el rango anual de temperatura en cuatro tramos iguales, considerando verano los días que estén en el tramo superior e invierno los que estén en el inferior.

Gráfico 1. Serie ajustada de temperatura media diaria de A Coruña. Periodo de referencia 1981-2010

El gráfico 1 ilustra la determinación de las estaciones con este enfoque; partiendo de los valores medios mensuales se han ajustado por Fourier los valores diarios. Obtenidos estos, podemos determinar el rango anual de temperatura, que es simplemente la diferencia entre los valores máximo y mínimo, que este caso es: Rango = 19,55ºC - 10,85 ºC = 8,70 ºC. A continuación se divide el rango anual en cuatro tramos iguales siendo verano los días que caigan en el tramo superior, que en nuestro caso serán los días con temperatura >= 17,38 ºC (19,55 - 8,70/4) e invierno los que caigan en el tramo inferior, que en este ejemplo serán los días de temperatura <= 13,03 ºC (10,85 + 8,70/4). Una vez establecidos verano e invierno, primavera y otoño son las estaciones de transición.

Con este procedimiento todas las estaciones tienen una duración que varía de unos puntos a otros y por ello hay que representar en mapas separados las fechas de inicio y fin de las mismas.

Mapa 5. Inicio del verano basado en el rango anual de temperaturas. Periodo de referencia 1981-2010

El mapa 5 muestra las fechas de inicio del verano, que como podemos ver se adelantan respecto a las obtenidas en el punto anterior. En la mayor parte del interior peninsular el verano comienza entre el 4 y el 9 de junio; en el resto de la Península lo hace entre el 9 y el 14 de junio. En Baleares el verano se inicia en las mismas fechas que en la Península. En Canarias las fechas se retrasan; el inicio más tempranero, entre el 19 y el 24 de junio, corresponde a Fuerteventura; en Lanzarote, Gran Canaria y norte de Tenerife comenzaría entre el 24 y el 29 de junio, en el sur de Tenerife, Gomera y La Palma se iniciaría entre el 29 de junio y el 4 de julio y en la isla del Hierro comenzaría entre el 9 y el 14 de julio.

Mapa 6. Fin del verano basado en el rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010

La finalización del verano se retrasa respecto a la obtenida en el primer enfoque. En el interior peninsular finalizaría entre el 12 y el 17 de septiembre, mientras en el resto de la Península lo haría entre el 17 y el 22 de septiembre, si bien en algunas zonas costeras lo haría algo más tarde, entre el 22 y el 27 de septiembre e incluso entre el 27 de septiembre y el 2 de octubre en zonas muy reducidas del litoral de Galicia, Asturias y País Vasco. En Baleares el verano finalizaría entre el 17 y el 22 de septiembre en Mallorca, Menorca y Cabrera y entre el 22 y el 27 de septiembre en Ibiza y Formentera. En Canarias el verano finaliza prácticamente un mes después que en la Península, entre el 7 y el 12 de octubre en Lanzarote y NE de Tenerife, entre el 12 y el 17 de octubre en Fuerteventura y franja central de Tenerife, entre el 17 y el 22 de octubre en Gran Canaria, Sur de Tenerife, Gomera y La Palma y entre el 22 y el 27 de octubre en la isla del Hierro.

Mapa 7. Duración del verano basada en el rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010

En el mapa 7 se representa la duración del verano resultante de aplicar este enfoque y podemos comprobar como su duración superaría la que 'oficialmente' se le atribuye. El verano más corto, con una duración entre 95 y 100 días, lo encontramos en el centro peninsular, si bien en zonas altas del Sistema Central sería algo más corto. En el resto de la Península la duración predominante está entre 100 y 105 días, elevándose hasta entre 105 y 110 días en Galicia, País Vasco y zonas de Cádiz, Badajoz, Asturias, León, Lleida y Zaragoza. En Baleares la duración oscila entre 95 y 105 días. En Canarias los veranos son más largos que en la Península, con una duración que en Lanzarote, norte de Tenerife, La Palma y el Hierro está entre 105 y 110 días, en Gran Canaria, sur de Tenerife y Gomera entre 110 y 115 días y el verano más largo lo encontramos en Fuerteventura con entre 115 y 120 días de duración. 

Mapa 8. Inicio del invierno basado en el rango anual de temperaturas. Periodo de referencia 1981-2010

El inicio del invierno también se adelanta respecto a las fechas obtenidas con el enfoque anterior. En el interior peninsular comienza entre el 6 y el 11 de noviembre y en el resto de la Península lo hace entre el 11 y el 16 de noviembre, salvo en algunas zonas costeras en que lo hace entre el 16 y el 21 de noviembre, al igual que en Baleares. En Canarias el inicio del invierno se retrasa un mes respecto a las fechas de la Península, comenzando entre el 6 y el 11 de diciembre en Lanzarote y NE de Tenerife, entre el 6 y el 11 de diciembre en Fuerteventura, Gran Canaria y franja central de Tenerife, entre el 11 y el 16 de diciembre en el sur de Tenerife, Gomera y La Palma y entre el 16 y el 21 de diciembre en el Hierro.

Mapa 9. Fin del invierno basado en el rango anual de temperaturas. Periodo de referencia 1981-2010

La finalización del invierno se retrasa respecto a lo visto en el primer enfoque. Es el mapa que presenta más dispersión de los vistos hasta el momento. En núcleos reducidos del interior peninsular el invierno finalizaría entre el 6 y el 11 de marzo. En buena parte del oeste peninsular, Zaragoza y Huesca lo haría entre el 11 y el 16 de marzo y en gran parte del resto del interior peninsular, entre el 16 y el 21 de marzo. Al acercarnos al mar nos encontramos con fechas más tardías, entre el 21 y el 26 de marzo finalizaría el invierno en regiones relativamente próximas al mar y también en las proximidades del Sistema Central, entre el 26 y el 31 de marzo en una zona lindante con la anterior, pero algo más próxima a la costa, entre el 31 de marzo y el 5 de abril en gran parte del litoral mediterráneo y en las proximidades del litoral cantábrico, entre el 5 y el 10 de abril en una franja aun más próxima al litoral cantábrico y en el propio litoral cantábrico entre el 10 y el 15 de abril en unas zonas y entre el 15 y el 20 de abril en otras. En Baleares el invierno finalizaría entre el 10 y el 15 de abril. En las cumbres del Sistema Central el invierno finalizaría entre el 15 y el 20 de abril. En Canarias el final del invierno se retrasa respecto a lo visto en la Península. En Lanzarote finalizaría entre el 31 de marzo y el 5 de abril, en Fuerteventura entre el 5 y el 10 de abril, en Gran Canaria y norte de Tenerife, entre el 20 y el 25 de abril, en el centro de Tenerife y en Gomera entre el 25 y el 30 de abril y en el extremo sur de Tenerife, La Palma y el Hierro entre el 30 de abril y el 5 de mayo.

Mapa 10. Longitud del invierno basada en el rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010

El invierno resultaría ser la estación de mayor duración del año, superando ampliamente la oficial, según podemos comprobar en el mapa 10. En la Península los inviernos más cortos los encontramos en dos pequeñas zonas de las provincias de León y Lleida con una duración entre 110 y 115 días. Entre 115 y 120 días duraría el invierno en zonas de Extremadura, Andalucía, Galicia, Castilla y León, Aragón y Cataluña, entre 120 y 125 días en zonas de las mismas Comunidades anteriores y de Castilla-La Mancha, entre 125 y 130 días en zonas de Galicia, Asturias, Castilla y León, País Vasco, La Rioja, Navarra, Aragón, Cataluña, Madrid, Castilla-La Mancha, Andalucía y Murcia, entre 130 y 135 en zonas de Castilla y León, Castilla-La Mancha, Madrid, Andalucía y Murcia, entre 135 y 140 en zonas de Cataluña, Comunidad Valenciana y Andalucía. A orillas del Cantábrico encontramos inviernos aún más largos, con entre 145 y 150 días, e incluso entre 150 y 155 en algunos puntos del litoral asturiano, pero el invierno más largo lo encontramos en las cumbres del Sistema Central con entre 160 y 165 días de duración. En Baleares el invierno duraría entre 140 y 150 días y en Canarias entre 120 y 125 días en Lanzarote y Fuerteventura, entre 130 y 135 días en Gran Canaria y entre 135 y 145 en el resto de las islas.

Mapa 11. Longitud de la primavera basada en el rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010

Igual que en el punto anterior la primavera y el otoño serían los periodos de transición entre verano e invierno.

Vemos en primer lugar como la primavera tiene una duración inferior a la que le corresponde oficialmente, algo lógico si tenemos en cuenta que el verano y sobre todo el invierno tienen una duración superior a la oficial. En la Península la primavera más corta, entre 50 y 55 días corresponde a las cumbres del Sistema Central, donde el invierno resulta especialmente largo; entre 55 y 70 días dura la primavera en buena parte de A Coruña y a orillas del Cantábrico; en el litoral mediterráneo la duración está entre 65 y 80 días y en el resto de la Península la duración predominante está entre 80 y 90 días. En Baleares la primavera duraría entre 60 y 65 días y en Canarias entre 60 y 65 días en Tenerife, Gomera y La Palma, entre 65 y 70 en El Hierro y Gran Canaria, entre 70 y 75 en Fuerteventura y entre 80 y 85 en Lanzarote.

Mapa 12. Longitud del otoño en el rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010.

El otoño resulta la estación más corta del año, con una duración muy uniforme en la Península, entre 65 y 70 días, que se reduce unos días en zonas de A Coruña y del litoral cantábrico, correspondiendo el mínimo peninsular a las cumbres del Sistema Central con una duración entre 45 y 50 días. En Baleares el otoño duraría entre 60 y 65 días y en Canarias entre 60 y 70 días.

Cuadro 2. Distribución de las estaciones con veranos e inviernos de duración variable en función del rango anual de temperatura. Periodo de referencia 1981-2010.

El Cuadro 2 muestra la distribución de las estaciones resultante de aplicar este enfoque para los observatorios principales de AEMET incluidos en la publicación de la Guía Resumida del Clima en España (1981-2010).

En este segundo enfoque puede llamar la atención la duración tan larga del invierno, pero hay que tener en cuenta que se basa en el rango anual de temperatura, y como podemos ver en el gráfico 1 para la estación de A Coruña, los valores situados en el tramo inferior corresponden a la parte de la gráfica de menor pendiente y por tanto tienen una mayor extensión en el tiempo.

Referencias:

Brian B:. Defining the Seasons: http://us-climate.blogspot.com.es/2017/12/defining-seasons.html.

Beatriz Téllez Jurado: Seguimiento de las anomalías diarias de la temperatura media de Cataluña. XXXIV Jornadas Científicas Asociación Meteorológica Española (Teruel, 29 febrero/2 marzo 2016)  

7 comentarios:

  1. Interesante trabajo. A qué crees que se debe el retraso en el inicio de las estaciones en Canarias? Influencia del océano que alcanza su mínima temperatura casi entrando en primavera?

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  2. Sí, ese es uno de los factores clave, otro serían los alisios, presentes casi todo el año, pero más constantes en verano, suavizando y alargando esta estación para el segundo enfoque considerado.

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  3. Sería también interesante ver, si estos dos enfoques los aplicamos a diferentes periodos de tiempo de 30 años, se puede ver el cambio de inicio de las estaciones o incluso el cambio de su duración comparando diferentes periodos de 30 años

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    1. Tienes razón, muy probablemente lo haga para completar el estudio y ver si como bien sugieres se aprecian cambios significativos.

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