Gelor permanent, mig any a les fosques

La tundra àrtica, un clima extremat

La tundra, el bioma propi de la regió àrtica, s’estén des del límit septentrional dels arbres fins al límit meridional del glaç permanent (en blanc), i es caracteritza per un clima fred i sec; la temperatura mitjana anual és inferior als 0°C i les precipitacions, normalment en forma de neu, rarament superen els 350 mm anuals. Els climogrames, corresponents a quatre localitats situades a latituds i altituds semblants, excepte Thule, molt septentrional, mostren que els hiverns són llargs i extremament freds, i els estius curts i frescos. Tanmateix, els dies d’estiu relativament càlids en què no bufa el vent i el sol brilla són força agradables.

Editrònica, a partir de fonts diverses

El terme tundra prové de la llengua sàmica o lapona i significa literalment “lloc elevat i sec”. Al nord d’Escandinàvia i a la península de Kola, paratges on habiten els sami ((encara que coneguts tradicionalment com a “lapp” o lapons pels escandinaus, “lappar” pels russos, etc., convé evitar aquesta denominació, d’origen desconegut però que sembla que vindria a designar els “habitants de la frontera”, ja que comporta una càrrega despectiva i fins i tot hostil, per a designar els sami i la seva llengua), el terme tundra es fa servir per a designar els cims desforestats dels turons i els planells que sobresurten enmig dels paisatges típics dels boscos boreals de coníferes, és a dir, de la taigà. Posteriorment, en la literatura naturalística s’ha generalitzat aquesta denominació a les planúries cobertes de vegetació rasa que s’estenen per les regions més septentrionals d’Euràsia i d’Amèrica del Nord que envolten l’oceà Àrtic.

El clima extremat és un dels factors determinants de les peculiaritats de la tundra, de la seva manca d’arbres, per exemple, de l’abundor de briòfits, o de la proliferació de llacs. Tot i que la seva extensió latitudinal és relativament limitada, la tundra es troba sotmesa a un gradient de condicions climàtiques molt marcat.

Els condicionaments latitudinals

Els rigors del clima de la tundra s’expliquen, en primer lloc, per la latitud tan elevada. En efecte, els raigs solars incideixen a la superfície terrestre amb un angle més oblic als casquets polars que a les latituds tropicals; a més, l’angle amb el qual la Terra s’inclina amb relació al Sol produeix l’alternança de les estacions, de manera que una part de l’any el pol nord és exposat al Sol i la resta s’hi troba exposat el pol sud. La radiació solar total anual que incideix sobre la superfície de la tundra varia entre 70 i 80 kcal/cm2, valor més alt que el que reben les illes àrtiques situades a elevades latituds (57-67 kcal/ cm2) i lleugerament inferior al de les regions temperades de l’Europa central (80-100 kcal/cm2).

Incidència de la radiació solar a les diferents latituds terrestres i mitjanes tèrmiques anuals. A l’equador, els raigs solars incideixen perpendicularment sobre la superfície de la Terra i l’escalfen; a causa de la curvatura del planeta, però, als pols els raigs solars arriben formant un angle més petit de 90°, de manera que la mateixa quantitat de radiació ha de travessar un gruix més gran d’atmosfera, i es reparteix sobre una àrea també més gran, amb la qual cosa l’escalfament és menor. A més a més, els casquets de glaç dels pols reflecteixen bona part de l’energia solar altre cop cap a l’espai. Aquestes són, entre altres, les raons que fan que la temperatura disminueixi en augmentar la latitud. Al gràfic de temperatures mitjanes es pot veure que l’hemisferi sud és considerablement més fred que l’hemisferi nord, i els canvis estacionals de temperatura hi són menors.

Jordi Corbera, a partir de Davenport, 1992

Tanmateix, no n’hi ha prou amb la informació sobre la radiació solar que arriba a la superfície terrestre en un determinat lloc per a avaluar la quantitat real de calor retinguda, que és la que permet el creixement d’una determinada vegetació i la supervivència d’uns determinats organismes. La superfície terrestre reflecteix la major part de la radiació solar, i la irradia de nou cap a l’espai. Les superfícies cobertes amb gel i neu són particularment reflectants i el valor de l’albedo, és a dir, la fracció reflectida de la llum total incident, representa a les més elevades latituds de les regions àrtiques un valor mitjà d’un 95% anual, mentre que a la tundra és d’un 50% i a la taigà, de només un 35-38%.

Té un interès particular conèixer el balanç de radiació, és a dir, la diferència entre l’energia solar total incident i la reflectida per la superfície terrestre. El balanç energètic anual de la tundra varia entre 10 i 20 kcal/cm2. A tall de comparació, val la pena indicar que a les illes àrtiques de latituds més elevades aquest valor se situa entre 6 i 10 kcal/cm2, en boscos temperats entre 40 i 50 kcal/cm2, i a les sabanes de l’Àfrica arriba a assolir de 70 a 80 kcal/cm2 per any. Així, des de mitjan octubre fins a març, gairebé a tota la tundra la radiació reflectida és superior a la radiació absorbida, amb un balanç negatiu que pot arribar a ser d’un 60%; només d’abril fins a juliol es pot acumular calor a la superfície del sòl. (Vegeu també Els tipus de clima de la Terra)

Les baixes temperatures i el vent

La tundra és un àmbit fred, bé que a l’estiu hi pot fer molta calor i fins i tot s’hi poden donar dies tòrrids. A l’hemisferi nord, les temperatures més baixes de l’hivern no s’assoleixen a la tundra, però, sinó en regions de la taigà situades molt més cap al sud. L’anomenat “pol del fred” de l’hemisferi boreal, on les temperatures mínimes de l’hivern sovint poden ser inferiors a –50°C (la mínima absoluta mesurada és de –68°C) es troba a la zona de taigà de la Sibèria oriental, prop de Verkhoiansk, no gaire al nord del cercle polar àrtic. Però, a la taigà, el fred rigorós de l’hivern és compensat per la calor d’un estiu força llarg, que és el que fa possible que hi creixin arbres.

A causa dels forts vents que afecten la tundra, hi predominen les plantes llenyoses aplicades al terra. Els arbres que creixen a la vorada de la tundra, al seu límit amb la taigà, encara que pertanyin a espècies que creixen normalment a les formacions forestals, són petits, retorts i amb capçades asimètriques vinclades i estiragassades en la direcció dels vents predominants.

Les precipitacions escasses i l’aigua superficial

Els llacs i els aiguamolls abunden a la tundra més que a qualsevol altra regió, tret potser d’algunes zones forestals de la taigà. Tanmateix, resulta paradoxal l’existència de tanta aigua, atès que la precipitació anual a la tundra és molt baixa (de 200 a 350 mm), si fa no fa la mateixa que s’observa a les estepes seques subboreals d’Euràsia. Aquesta paradoxa s’explica per les temperatures tan baixes, per una evaporació insignificant i per la dominància de sòls glaçats que impedeixen la infiltració de l’aigua.

Les temperatures estivals, tot just per sobre de 0°C, faciliten la condensació de les petites quantitats d’humitat que contenen les masses d’aire d’origen polar i la seva precipitació en forma de pluja. Aproximadament la meitat de les pluges anuals es produeixen a la tundra durant els quatre mesos en què les temperatures superen els 0°C. En els deserts àrtics situats més cap al nord, la precipitació mitjana anual és de 100 mm. Aquesta quantitat és molt petita i és similar a la que s’observa en els veritables deserts. L’elevada humitat de la tundra a l’estiu també és determinada en bona part pel desglaç continuat dels horitzons superficials del sòl. Es calcula que el desglaç d’un gruix d’un metre de sòl proporciona 30 ml d’aigua/cm2, xifra que representa el doble de la quantitat d’aigua caiguda en forma de pluja durant el període de l’any que es troba lliure de gelades.

Altrament, les molses i els líquens que entapissen el sòl de la tundra absorbeixen i retenen l’aigua. Aquesta peculiaritat, com també el permafrost, o sòl permanentment glaçat que impedeix la filtració de l’aigua al subsòl, facilita la formació, a les més insignificants depressions, de nombrosos aiguamolls i petits llacs. Els rius són poc profunds, tenen cabals escassos (1,5 - 2 m3/s) i serpentegen formant nombrosos braços i meandres. La principal font d’alimentació dels rierols (50 - 70% del total) és la fosa de la neu; per això, després de la primavera, període durant el qual el riu porta molta aigua, el cabal baixa molt. A l’hivern, alguns rierols es congelen fins al fons, de manera que la circulació d’aigua queda completament abolida.

Tot i que hi ha molta aigua a la tundra (fins a un 30% del territori, en aquelles regions ocupades per estanyols i torberes), no es pot dir que tot el territori sigui un seguit d’aiguamolls. Als llocs més arrecerats, als solells, la neu es fon aviat, i el sòl s’asseca molt bé. En aquestes regions, de clima més continental, els estius poden ser molt calorosos, de manera que es poden trobar enmig de la tundra paratges que recorden estepes. Aquestes “estepes” septentrionals, com les que es troben en alguns llocs de la Sibèria oriental, foren segurament el darrer hàbitat dels mamuts.

El cicle estacional i el clima hiperbori

Un tret determinant del funcionament de la tundra és la pronunciada estacionalitat que experimenta, l’alternança de períodes molt diferents pel que fa a la llum que hi arriba i, cosa encara més important, quant al règim tèrmic. Oscil·lacions importants de la radiació solar al llarg del cicle anual i del circadiari es donen tant al tròpic com a les latituds properes als pols, però, en canvi, els seus períodes són ben diferents: al tròpic, les oscil·lacions més pronunciades són les circadiàries (a la nit, la radiació solar és nul·la), mentre que a la tundra les més importants són les que segueixen les estacions.

La lluminositat i la tebior de l’estiu

A les latituds altes, després de l’equinocci de primavera, la durada del dia creix ràpidament; al pic del solstici d’estiu, al nord del cercle polar àrtic, el sol roman per sobre de l’horitzó les 24 hores. Malgrat que es distingeixin canvis d’intensitat de llum diürns (ja que l’alçada del sol de mitjanit per sobre de l’horitzó no és pas gaire gran), gairebé no es perceben fluctuacions circadiàries de temperatura.

La quantitat total d’energia solar que rep a l’estiu la superfície de la tundra és considerable, pràcticament la mateixa que s’enregistra a les latituds subtropicals, amb la particularitat que la radiació que hi arriba és relativament més rica en raigs ultraviolats que en llum visible (fins a tres vegades més al pic de l’estiu). En canvi, la temperatura de l’aire es manté baixa, malgrat aquesta intensitat de la radiació solar. La temperatura mitjana mensual més càlida, normalment la del juliol, és de 7-10°C a les regions centrals de la tundra; més al nord, baixa fins a 3-6°C, i a les regions meridionals pot augmentar fins a 10-12°C. És precisament en aquest període de l’any que el gradient tèrmic latitudinal es fa més accentuat. Així, per exemple, només hi ha 10 dies l’any, a la zona septentrional, que s’assoleixi una temperatura mitjana superior a 10°C, mentre que a les regions meridionals es poden atènyer els 30°C durant 30 o 40 dies. A l’hivern, en canvi, el gradient tèrmic és menys acusat.

Hi ha dues raons principals que expliquen les baixes temperatures estivals: l’enorme quantitat d’escalfor esmerçada a fondre la neu i escalfar la capa superficial del sòl, i la proximitat del fred oceà Àrtic. Les masses d’aire fred que es formen sobre aquest oceà, en efecte, penetren a les àrees de tundra i les refreden, no tan sols per les baixes temperatures característiques d’aquest aire, sinó també perquè a causa de la petita quantitat de vapor d’aigua que conté no és prou capaç de retenir la radiació d’ona llarga, fenomen en certa manera oposat a l’efecte hivernacle. A l’agost, la temperatura de l’aire és pràcticament la mateixa que pel juliol, però al setembre ja disminueix considerablement, bé que encara es manté per sobre dels 0°C.

La penombra i la gelor de l’hivern

La radiació solar rebuda per la tundra disminueix de manera important a l’hivern, però això no vol dir que a les latituds hiperbòries hi hagi obscuritat completa durant les 24 hores. El Sol, bé que roman sempre per sota de l’horitzó, proporciona de dia una llum esmorteïda.

A la majoria de les regions de la tundra el període fred dura des del mes d’octubre fins el maig. La temperatura mitjana mensual al llarg d’aquest període es manté per sota dels 0°C. Bé que les diferències latitudinals de temperatura no siguin gaire significatives a l’hivern, sí que es manifesten diferències de temperatura entre regions situades a la mateixa latitud. A les tundres d’Euràsia, els hiverns més suaus s’observen prop de les costes de l’Atlàntic, mentre que cap a l’est les temperatures són més baixes, i tan sols a tocar de les costes del Pacífic tornen a ser relativament moderades. A l’Amèrica del Nord és més temperada la façana del Pacífic. Per tant, el valor mitjà de la temperatura mensual més freda (gener o febrer, segons els llocs) pot ser molt diferent, fins al punt de variar de –2°C fins a –37°C.

A la tundra, la coberta de neu dura ininterrompudament de 220 a 280 dies, més que en cap altre bioma (als boscos boreals de l’Europa oriental, la capa de neu es manté de 120 a 160 dies, per exemple, i a les estepes dura de 60 a 80 dies). Els vents del sud són molt comuns a la tundra en aquesta època, ja que a l’hivern el continent es refreda més de pressa que l’oceà. El gruix de la coberta de neu augmenta a l’hivern i assoleix 70 cm a les regions del sud, i 40-50 cm a les centrals. A la majoria de les tundres més septentrionals, aquesta capa pot ser molt més fina, de tan sols 10 o 20 cm, però cal tenir en compte que no hi ha una relació directa entre el gruix de la capa de neu i la seva durada. Així, a les parts meridionals de la tundra hi ha més neu que a les septentrionals però, en canvi, desapareix abans. Al llarg de tot l’hivern, els vents redistribueixen la neu i l’amunteguen, segons les peculiaritats del microrelleu. Aquest fet és de gran importància per a molts organismes de la tundra, perquè la neu endurida té una conductivitat calorífica de desenes a centenars de vegades més alta que la neu més flonja. D’altra banda, la neu endurida dificulta l’accés als animals que furguen sota la neu per a trobar aliments, com per exemple el ren.

A la primavera, quan la neu comença a fondre’s, es poden observar, en algunes depressions del microrelleu, els anomenats “hivernacles de neu”. Es tracta de cavitats que es fan entre la superfície de la terra i la capa de neu que la cobreix en els quals es produeix un microclima molt peculiar. La radiació solar que penetra entre la neu escalfa el sòl, i la calor que reflecteix la superfície d’aquest és retinguda per la capa de neu superior, que mentre es va desglaçant es transforma en una placa de gel transparent que funciona com el vidre d’un hivernacle. La temperatura d’aquests “hivernacles” acostuma a ser de 2 a 5°C (i de vegades fins a 10°C) més elevada que la temperatura exterior, raó per la qual el creixement de les plantes comença en aquests llocs molt aviat, quan la temperatura general de la tundra encara no supera els 0°C.