miniatura|Pisos térmicos de los Andes basado en las teorías de A. von Humboldt. miniatura|Helechos arborescentes de unos 10m de altura en la Cordillera de la Costa, a unos (metros sobre el nivel del mar), cerca de la Colonia Tovar, Venezuela.
El relieve constituye el factor modificador del clima de mayor importancia, sobre todo en la zona intertropical, por lo que los distintos tipos climáticos están relacionados principalmente con la altitud relativa determinada por ese relieve. Surge así el concepto de pisos térmicos, también llamados pisos climáticos, pisos bióticos, pisos ecológicos o pisos altitudinales, dependiendo de los criterios que se tomen en cuenta.
Denominaciones
Existen varias razones que podrían fundamentar el empleo de una de dichas denominaciones en lugar de las otras. Por ejemplo, no sólo varía la temperatura atmosférica con la altura relativa sino también otros elementos del clima como son la humedad, las precipitaciones, los efectos de los vientos (sobre todo, a escala local) y, por supuesto, la presión atmosférica. Así, la denominación de pisos climáticos podría preferirse si vamos a estudiar detalladamente la forma como la altitud en la zona intertropical modifica todos y cada uno de los elementos climáticos. Lo mismo podemos decir con respecto a la denominación de pisos bióticos ya que puede tener mucha importancia estudiar la adaptación de los seres vivos a las diferencias de altitud.
Altitud y temperatura
La progresión de la altitud relativa en la zona intertropical da origen a una disminución considerable de la temperatura, aproximadamente, 1°C por cada 180m de altura (a esto se denomina gradiente térmico). Esta disminución de la temperatura con la altitud determina lo que se conoce como pisos térmicos, y algunos autores se refieren también a la existencia de fajas o bandas de acuerdo a la altura relativa del relieve, en lugar de pisos. Surge así lo que algunos autores han denominado la Geografía «altitudinal» en los países intertropicales. Se han definido 4 o 5 pisos (según diversos autores), en los cuales, las temperaturas medias, las precipitaciones y la insolación pueden variar lo suficiente como para hablar de climas distintos según la altitud. Así pues, como en la zona intertropical las temperaturas medias varían poco a lo largo del año (los climas intertropicales son climas isotermos), la altitud se convierte en el factor climático de mayor importancia, como ya se ha dicho. El concepto de pisos climáticos viene así a definir con mayor precisión los climas de montaña en la zona intertropical.
La monumental obra de Maurice Herzog La Montaña, que constituye una verdadera enciclopedia de este tema, hace referencia al escalonamiento de las temperaturas,Herzog, Maurice: La Montaña. Barcelona: Editorial Labor, 1967, pp. 282-284. a la influencia del relieve sobre las lluviasHerzog, Maurice: La Montaña. Barcelona: Editorial Labor, 1967, pp. 284-286. y, en general, a la modificación del clima por el relieve.Herzog, Maurice: La Montaña. Barcelona: Editorial Labor, 1967, pp.286-303.
Pisos térmicos en la zona templada
thumb|350px|El palacio - fortaleza Johannisberg en el Rheingau, Alemania, con cultivos de viña hacia el sur, en la vertiente de solana. El clima varía con la altura en cualquier lugar de la superficie terrestre, pero solo en la zona intertropical podemos hablar de pisos térmicos en sentido estricto ya que en las zonas templadas, la carencia de algunos pisos altitudinales hace que este concepto no tenga plena validez. A pesar de ello, la existencia de fajas altitudinales comenzaron a estudiarse primero en las montañas europeas y en otras partes de la zona templada. thumb|left|250 px|En la imagen de los dos tipos de bosque en los Pirineos (árboles caducifolios abajo y coníferas más arriba) puede verse la diferencia ecológica que marca la distinta altitud en los bosques de las montañas de la zona templada. Los árboles de hoja ancha resisten menos el frío, por lo que se ve nítidamente el nivel en el que son sustituidos gradualmente por las coníferas como el abeto común (Abies alba).
Ya en el , con las primeras ascensiones a los Alpes, que iniciaron Horace-Bénédict de Saussure y sus seguidores comenzó a hablarse de las modificaciones que la altitud introduce en la vida de las plantas y animales y en la disposición de pisos altitudinales de acuerdo a las temperaturas máxima y mínima de los mismos. Sin embargo, en la zona templada, no es la altitud el único modificador del clima en general y de la temperatura en particular ya que otros factores, como la insolación, la disposición de las montañas con relación a los vientos y otros vino a modificar localmente los climas de montaña, que el propio Köppen englobó a todos ellos como climas indiferenciados de montaña (Climas H). Este hecho hizo que no se pudiera aplicar la clasificación climática de Köppen a la zona intertropical, sin adaptaciones necesarias, de las que Trewartha y Thorntwhite hicieron las que recibieron la mayor aceptación.
Podría decirse que, en los Alpes europeos, los pisos de cultivo, de bosques, de praderas alpinas y de nieves perpetuas, tienen sus límites a muy distintas alturas según sea la exposición a los vientos y a la insolación. Así, las laderas montañosas orientadas hacia el norte tendrán unos pisos térmicos bastante más bajos que en las laderas o vertientes de solana, que son las orientadas hacia el sur. En el valle alto del Ródano, en Suiza, por ejemplo, casi todos los pueblos, caseríos y chalés dispersos se encuentran en la vertiente de solana, que está ubicada en las laderas de la margen derecha de dicho río.
Y este factor térmico no incide sólo en el asentamiento de los seres humanos, sino también en la Geografía de las plantas o fitogeografía y en la zoogeografía. Un ejemplo muy claro está en la ubicación de las terrazas de cultivo para la vid en los valles del Rin, del Duero en Portugal y en muchas otras partes y ello se debe a la necesidad que tiene este cultivo y muchos otros de tener una provisión suficiente de rayos solares que no se conseguiría en las laderas o vertientes de umbría.
Por otra parte, los climas de las zonas templadas no son isotermos como en la zona intertropical sino que tienen variaciones notables de temperatura durante las estaciones y ello ocurre en cualquier piso térmico que nos encontremos. Así no existe ningún piso térmico que podamos definir como piso macrotérmico o tierra caliente, ni tampoco subtropical y en el llamado piso templado, las variaciones de la temperatura son mucho más fuertes a lo largo del año en la zona templada que en la intertropical, lo que desvirtúa en gran parte la idea que se ha señalado acerca de los pisos térmicos y la disposición de los mismos y de su vegetación a medida que aumenta la altitud. Lo que se ha tratado siempre de hacer es comparar los pisos térmicos de la zona templada con los de la zona intertropical para ver las diferencias existentes y tratar de explicarlas. Humboldt fue el primero que hizo esta especie de comparación cuando ascendió al Teide en las islas Canarias y luego a algunos picos andinos.
Pisos térmicos en la zona intertropical
En la zona intertropical, donde el concepto de pisos climáticos ha sido muy bien estudiado, se suele considerar la existencia de 5 pisos, comenzando con el nivel inferior que corresponde a lo que tradicionalmente se conoce como "tierra caliente" o piso macrotérmico y siguiendo con los pisos subtropical, templado, frío, páramo y helado. Si bien en Colombia sólo se tiene en cuenta cálido, templado, frío, páramo y nieves perpetuas sin incluir "subtropical". A cada piso indicado corresponde alguno o varios bioindicadores vegetales característicos.
Piso macrotérmico
thumb|250px|Nuez o mazorca de cacao, de unos 18cm de longitud, en la zona de Barlovento, Estado Miranda, Venezuela. Piso tropical, cálido, de tierras bajas o en realidad, la tierra caliente, ubicada entre el nivel del mar (28°C de temperatura promedio anual) y los 900- (metros sobre el nivel del mar) con una temperatura promedio superior a 24°C en este nivel superior, no se suele incluir como uno de los pisos térmicos, ya que su clima podría quedar mejor definido por la propia clasificación climática de Köppen (climas cálidos en sus distintas variantes: Af, Am y Aw). En la tierra caliente la planta autóctona representativa de la zona intertropical americana es el cacao, que crece como una planta de sotobosque en un clima cálido y húmedo durante todo el año. También la yuca que, a diferencia de la papa, no es una planta de sotobosque y no presenta tubérculos, sino que se aprovechan sus raíces para su uso directo como alimento o para la producción de casabe, el cual viene a ser una forma autóctona americana del pan que siempre ha venido consumiendo la población indígena. En las llanuras de la zona intertropical la vegetación es muy variada, sobre todo en las selvas lluviosas (selva pluvial macrotérmica o selva ecuatorial, selva de galería, etc.) y en menor grado, en las zonas de sabana y bosques tropófilos.
Piso subtropical
Piso premontano, semicálido o subtropical, aunque esta última podría considerarse una denominación poco apropiada ya que es un piso de la zona intertropical, pero es la más usada. Es un piso intermedio o de transición entre los niveles de la tierra caliente y la templada, donde las temperaturas son próximas a las del clima subtropical pero con menor amplitud térmica. Se encuentra entre los 900 y los (metros sobre el nivel del mar) de altitud promedio. Corresponde a lo que en Venezuela se conoce como piso del café, ya que en él se localizan las principales plantaciones de este cultivo. Las temperaturas promedio se ubican entre los 24°C a los y los 18°C a los
Piso mesotérmico o tierra templada
thumb|right|300 px|Hojas fosilizadas de un helecho arborescente del período Carbonífero de la era paleozoica, hace unos 330 millones de años. Piso mesotérmico, templado o montano bajo. Se localiza entre los 1700 y los (18 a 15°C de temperatura media anual, aproximadamente). Es el nivel de las flores y de las hortalizas en la zona intertropical. Constituye una de las regiones ecológicas más productivas por hectárea de nuestro planeta, si omitimos el efecto y los riesgos de las pendientes para la agricultura intensiva. De hecho, algunas mesetas intermontanas ubicadas en este piso (la región de Cundinamarca en Colombia, por ejemplo) pueden producir rosas y otros productos de la agricultura intensiva como para abastecer un mercado muy amplio en todo el mundo. Como esta altura es bastante favorable para la producción de lluvias orográficas en las laderas de los vientos dominantes viene a ser, aproximadamente, el piso de la selva nublada (también llamado bosque montano alto), caracterizado por la gran variedad de la vegetación y una gran adaptación y estabilidad ecológica y climática, mostrada por la presencia de helechos arborescentes, como puede verse en la imagen tomada con ayuda de iluminación artificial (por la oscuridad ya en horas de la tarde), junto a la carretera de Caracas a la Colonia Tovar. Los helechos arborescentes constituyen una especie vegetal muy antigua, una de las primeras que aparecieron en la Historia geológica de la Tierra: de hecho, los depósitos de carbón más antiguos que se han encontrado en Europa contienen numerosos restos fosilizados de hojas y ramas de estas plantas como puede verse en la imagen. Entre otras plantas de cultivo, también el café es cultivado en este piso, además de la papa, que viene a continuarse en el piso superior (tierra fría). En las laderas montañosas de barlovento (e incluso en las de sotavento a partir de los ), se encuentra, siempre en la zona intertropical, el tipo de selva montana o nublada (algunos autores se refieren a este tipo de selva como bosque montano alto).
Piso frío o microtérmico