Figura 2(siguiente): Concepto simplificado de la radiación ( 2-A ) que llega a la Tierra desde el Sol (ventana atmosférica de onda corta en rojo) y radiación que es emitida desde la superficie terrestre hacia el Cosmos (ventana atmosférica de onda larga en azul); 2-B : Absorción y dispersión total (0-100 por ciento, eje Y) de la atmósfera (radiación entrante y saliente); 2-C : sectores de longitudes de onda (en µm, eje X) que pueden ser absorbidos por los diferentes gases atmosféricos. El vapor de agua (H 20) es el gas atmosférico que puede absorber los mayores sectores de longitudes de onda y muchos de ellos muy fuertemente o incluso en su totalidad; de https://de.wikipedia.org/wiki/Atmosphärisches_Fenster; ver también la Figura 75.

Fig. 2
Como podremos ver en lo que sigue, el clima de nuestro planeta, y correlativamente las temperaturas, han variado mucho durante la historia geológica. Por ejemplo, la parte septentrional del Sáhara no fue siempre tan seca como hoy día. Desde haber finalizada la última Época glacial y hasta hace unos 5.000 años, el Sáhara era verde a causa de períodos repetidamente húmedos. Aparentemente se puede diferenciar una primera fase húmeda en el Sáhara que duró desde hace 11.000 a 8.000 años y una segunda fase húmeda entre hace 7.000 y 5.000 años. El arte rupestre prueba de existencia de grandes mamíferos en un Sáhara verde. Pinturas y grabados en cuevas presentan los típicos animales de la sabana, como son antílopes, elefantes, jirafas, rinocerontes, hipopótamos etc. Se han encontrado fósiles de grandes mamíferos, cáscaras de huevos de avestruz, polen y semillas, como también fragmentos de cerámica – todos indicativos de un ambiente habitable en estos tiempos para una fauna, incluido el hombre, y una flora correspondiente a un clima más húmedo que el actual. Fue hace unos 5.000 años cuando empezó repentinamente una fase muy árida en el norte de África que dura hasta hoy provocando una rápida desaparición de la vegetación en el Sáhara que corresponde aproximadamente con el comienzo del segundo máximo de temperatura del Óptimo climático del Atlántico (ver Figura 6y 51). Probablemente fue también la razón de la concentración del desarrollo de la agricultura a lo largo del fértil y productivo valle del Nilo hace unos 4.000 a 3.000 años y del apogeo de las altas culturas de los faraones en Egipto. En la actualidad, se observa aparentemente un ligero aumento de las precipitaciones en el norte de África.
Aunque los fenómenos o tiempos meteorológicos dependen de las zonas climáticas, no se pueden equiparar con el clima. Fenómenos meteorológicos locales antropogénicos, como por ejemplo la formación de copos de nieve en invierno (en tiempos de heladas, se llama también "nieve industrial") en la cercanía de fábricas (por ejemplo papeleras) que emiten vapor de agua, no son cambios climáticos, sino hechos meteorológicos locales. Otro fenómeno meteorológico antropogénico común, sobre todo en las zonas meteorológicas templadas, son los "focos de calor" de las ciudades y metrópolis modernas, que pueden ser hasta +3°C más cálidas en comparación con su entorno, dependiendo del tamaño de la urbe. Eso es provocado por la interacción de varios diferentes efectos, como por ejemplo un fuerte calentamiento de día (de su masa de edificios de hormigón y el asfalto en las calles) y un limitado enfriamiento de noche, lo que se intensifica sobre todo en invierno por las calefacciones.
Para entender mejor a la evolución de la temperatura en la Tierra será conveniente a hablar también de varios fenómenos meteorológicos y climáticos, sobre todo para poder valorar mejor y críticamente a ciertas noticias sensacionalista que muchas veces globalizan o fallan en describir correctamente las condiciones previas. Los océanos ocupan casi el 71 % de la superficie terrestre y tienen una gran influencia en los sucesos meteorológicos y climáticos de los continentes terrestres que principalmente se concentran en la actualidad en el hemisferio norte. La Tierra está ampliamente expuesta a la radiación solar en sus océanos cuyos enormes volúmenes de agua reaccionan por consecuencia fuertemente a las oscilaciones de la actividad solar. Por eso será muy importante hablar en el Capítulo 5detalladamente del sistema climático Sol – Océanos – Atmósfera para poder entender mejor los cambios climáticos.
2.
Épocas glaciales (períodos de frío) y Épocas interglaciales (períodos de calor)
Los Cambios climáticosya han existido desde hace millones de años, relacionados con cambios de temperatura, con épocas de tiempos fríos (períodos glaciales) y tiempos cálidos (períodos interglaciales), donde evidentemente la duración de los primeros fue siempre mucho más larga que la de los últimos. Durante el Cuaternario, es decir durante los últimos 2,56 millones de años, se pueden distinguir más de 20 cambios fuertes de períodos fríos y períodos cálidos. La mayoría (más o menos un 90 %) de los últimos 420.000 años fueron más fríos que en la actualidad, y períodos cálidos, como el que disfrutamos hoy día, son más bien la excepción en la historia de la Tierra ( Figura 3). Sin embargo, también durante los últimos 12.000 años, es decir desde el fin de la última Época glacial de Würm, hubo períodos mucho más cálidos que hoy en día. Así fue por ejemplo durante el Óptimo climático del Atlántico hace unos 8.000 a 4.000 años (ver Tabla 1, como también el Capítulo 8y las Figuras 6y 51). Este período climático del Atlántico, llamado también "Óptimo climático del Holoceno", se caracteriza por una mayor extensión de plantas de ambientes cálidos, como por ejemplo bosques mixtos de robles, la retirada de tundras sin árboles en las regiones septentrionales (o borales) del hemisferio norte y la subida del límite superior del bosque en las montañas.
Tabla 1(siguiente): Resumen simplificado de los distintos períodos de épocas frías y cálidas de los últimos 885.000 años basado en la nomenclatura clásica. Las épocas cálidas son resaltadas en rojizo, las épocas frías en azulado. Ligeramente más pálidos se resaltan los períodos más cálidos ("Óptimos" o máximos) o más fríos ("Pésimos" o mínimos) del actual Holoceno, la época cálida que empezó hace unos 11.700 años, después del final de la última Época glacial. En la climatología moderna las diferentes épocas cálidas y frías son numeradas correlativamente a base de Marine Isotope Stages (MIS, Estadios Isotópicos Marinos). En la columna derecha se presentan las diferencias del nivel del mar con respecto al nivel actual (ver también las Figuras 49 y 50).

Tab. 1
En la Tabla 1se presenta un resumen de los cambiantes períodos de épocas frías y cálidas de los últimos 885.000 años que corresponden a menos de la mitad de la duración del Cuaternario de 2,56 millones de años. A la última Época glacial los científicos la llaman "Würm" en la región de los Alpes europeos que es un afluente del río Isar (Baviera, Alemania) porque en esta región se habían encontrado numerosos sedimentos glaciales y típicas formas y paisajes de la última glaciación. El avance glacial simultáneo que abarcó el norte de Alemania y de Polonia desde Escandinavia tiene el nombre "Weichsel" o "Vístula" (el río más largo de Polonia). En el norte del continente americano se aplica el nombre "Wisconsin" según el estado de los E.E.U.U. con el mismo nombre situado en la región de los Grandes Lagos. La época fría anterior se llama Glacial de "Riss" en los Alpes y Pre-Alpes y Glacial de "Saale" en el Norte de Alemania. Los glaciares de Escandinavia de la época fría de "Saale" avanzaron más hacia las tierras bajas del Norte de Alemania (hacia el sur) que los de la época fría de "Weichsel". Aunque ahora esa terminología ha caído en desuso y ahora es habitual referirse preferentemente a los MIS (Estadios Isotópicos Marinos, Figura 4).
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