Informe 1 – Viaje de Campo 1:
Bosque Lluvioso Tropical
Objetivos
Realizar un informe científico, en el que se apliquen las destrezas aprendidas durante el curso.
Descripción
En esta experiencia, se visitó el bosque lluvioso llamado El Yunque, donde se midieron factores atmosféricos, como temperatura, “wind chill”, humedad relativa, “dew point” y velocidades del viento, para formular hipótesis sobre sus interrelaciones, y aceptarlas o
Universidad de Puerto Rico en Humacao Laboratorio de Ecología General
Análisis de Tendencias de Factores Atmosféricos en el Bosque Lluvioso Tropical “El Yunque”
Ivelisse Resto Garay 842-10-6444 Prof. Deborah Parrilla
I. Introducción
El Bosque Nacional de El Yunque es un bosque lluvioso tropical ubicado en la Sierra de Luquillo, a 40 km al este-sudeste de San Juan, Puerto Rico. Este bosque comprende aproximadamente 11,500 hectáreas y está dividido en cuatro ecosistemas principales: bosque pluvial montano bajo subtropical, bosque muy húmedo montano bajo subtropical, bosque pluvial subtropical y bosque muy húmedo subtropical, los cuales son comúnmente denominados Bosque de Tabonuco, Palo Colorado, Palma de Sierra y Bosque enano nuboso. Anualmente, el bosque recibe 2,500 mm de lluvia en las partes bajas del bosque, y 4,500 mm de lluvia en las partes altas del bosque. Las temperaturas diarias promedios son de 25.5° C (77.9° F) en las partes más bajas y 18.5° C (65.3° F) sobre los 1,000 metros. Más de 240 especies de árboles y plantas habitan en El Yunque, 26 de las cuales no se encuentran en ningún otro lugar; y en lo referente a fauna, podemos encontrar aproximadamente 100 especies de vertebrados, de las cuales 11 son especies de murciélagos. En el Bosque de Tabonuco, predomina el árbol de tabonuco, el cual tiene plantas epífitas en su tronco ancho, y briofitas. También se observan yagrumos macho y
hembra, palmas arecas, palmas de sierra, Selaginella y helechos, los cuales se adaptan a
cualquier elevación. A lo largo de la vereda Mt. Britton(760-941m), se encuentra mayor diversidad de plantas, ya que la luz logra penetrar más, y abunda la palma de sierra, cuyas raíces atrapan nutrientes de las escorrentías, por lo que no penetran el suelo en gran medida, ya que este es pobre en nutrientes. El fruto de la palma de sierra es el principal alimento de la cotorra puertorriqueña. Otras especies que podemos encontrar en ese lugar son de género Marchantia, Bromelia en los troncos de las palmas y helechos arbóreos.
Al nivel del mar, en la Playa Seven Seas, se pueden observar diversos organismos
como algas, gastrópodos sobre arena cementada, que se agregan, Littorinas (caracoles),
liebres o babosas marinas (Aplysia), mangles, corales, erizos y quitones con algas adheridas, entre otros.
El Yunque posee gran valor ecológico, ya que contiene una gran biodiversidad y sirve de refugio para muchas especies que han sido desplazadas debido a las actividades antropogénicas llevadas a cabo en las diferentes partes de la Isla. Debido a las razones mencionadas anteriormente, El Yunque es un sitio donde se suelen llevar a cabo múltiples estudios (LTER). El objetivo de este trabajo es analizar factores atmosféricos como viento, temperatura, “wind chill”, humedad relativa, “heat stress”(estrés térmico) y “dew point”(punto de rocío) a diferentes alturas en el bosque El Yunque y a nivel del mar, y probar si las hipótesis mencionadas más adelante, con respecto a la tendencia y relación de estos factores, son verdaderas o falsas. El “wind chill” es una medida de temperatura, normalmente más fría a la que registra el termómetro, ya que considera el efecto del viento, el cual hace que el cuerpo de aire pierda calor más rápido. La humedad relativa es la relación entre la cantidad de vapor de agua por metro cúbico contenido realmente en el aire estudiado (humedad absoluta) y el que podría llegar a contener si estuviera saturado (humedad de saturación). El “dew point” se refiere a la temperatura a la cual el aire se enfría, y se satura con vapor de agua de la atmósfera (condensación). A una humedad relativa de 100%, ocurre el “dew point” y se produce lluvia, nieve o hielo.
En este experimento se pretende probar las siguientes hipótesis de tendencias y relaciones de los distintos factores atmosféricos. Si la temperatura en el área de estudio disminuye, la humedad relativa aumentará como resultado. La pendiente de la montaña
(gradiente de altura), fuerza a las masas de aire a moverse hacia arriba, donde hay menos presión, y por lo tanto, la porción de aire puede expandirse, lo cual causa que este se enfríe (gradiente adiabático). A bajas temperaturas, el aire puede contener más vapor de agua, lo que resulta en una mayor humedad relativa.
La siguiente hipótesis sugerida está relacionada con la temperatura y el viento promedio. Si la temperatura disminuye, se espera que haya un aumento en el viento promedio, ya que los vientos aumentan cuando se reúnen las montañas, y al ser forzados a subir por la montaña, se enfrían con el gradiente adiabático.
Como tercera hipótesis, se sugiere que, debido a que el “wind chill” es normalmente una medida más fría que la registrada por el termómetro, si la temperatura disminuye, el “wind chill” también lo hará.
Al relacionar la humedad relativa con el viento promedio, se espera que al aumentar el viento, haya una humedad relativa mayor en el caso de la montaña, ya que las temperaturas van disminuyendo conforme aumenta la elevación.
Finalmente, al relacionar la humedad relativa con el “wind chill”, se esperan resultados parecidos a los de la primera hipótesis sugerida, debido a que “wind chill” es sólo un poco más o menos que la temperatura que registra el termómetro normal. Por lo tanto, si la temperatura disminuye y la humedad relativa aumenta, entonces el “wind chill” disminuye, y también aumentará la humedad relativa.
II. Materiales y métodos
Para llevar a cabo este experimento, se utilizó el medidor de multivariables climáticas, Kestrel 3000, con el cual medimos la velocidad del viento, el viento promedio y máximo, temperatura, “wind chill”, humedad relativa, “heat stress” y “dew point”. Estas mediciones se llevaron a cabo en varias estaciones localizadas a diferentes alturas en el área de estudio. Se comenzó con la estación uno, denominada bosque tabonuco (500-600m de altura), luego se continuó con las estaciones dos, tres y cuatro, localizadas al inicio de la vereda Mt. Britton, a la mitad de la vereda Mr. Britton y en el tope de la Torre Britton respectivamente(a lo largo de 760-950 m de altura). Finalmente se obtuvieron datos de la
estación cero, localizada en la playa Seven Seas (a nivel del mar).
El área estudiada está localizada al este de Puerto Rico.
Mapa de veredas del área estudiada en El Yunque
III. Resultados
Datos Atmosféricos del Bosque Lluvioso Tropical El Yunque y Playa Seven Seas (Viaje: 26 de febrero de 2012) Estación Grupo de estudiantes Velocidad del viento (kt) Promedio del viento (kt) Viento máximo (kt) Temperatura (°F) Humedad relativa (%) Wind Chill (°F) Heat Stress (°F) Dew Point (°F) Estación 0 (Seven Seas) 3.3 0.8 5.6 81.5 81.4 81.7 95.0 76.5 Estación 1 (Tabonuco) grupo 1 2.5 0.8 3.5 72.4 92.5 grupo 2 2.3 0.8 3.5 72.3 92.4 73.0 74.3 69.9 grupo 3 1.2 0.9 1.4 74.2 74.5 grupo 4 0.9 1.3 3.3 72.7 92.5 Promedio Estación 1.7 1.0 2.9 72.9 88.0 73.0 74.3 69.9 Estación 2 2.5 2.9 4.2 72.1 94.2 71.0 73.3 69.7 (Inicio vereda Mt. Britton) Estación 3 1.6 0.6 4.2 68.4 100.0 68.3 70.5 73.2 (Mitad vereda Mt. Britton) Estación 4 6.0 0.6 7.5 65.4 100.0 65.0 67.0 67.5 (Torre Mt. Britton)
Gráficas: 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 H u m e d ad R e lativ a (% ) Tem p e ratu ra ( º F) Estación
Gráfica #1: Cambios en temperatura y humedad relativa
a través de las cuatro estaciones bajo estudio
Temperatura (°F) Humedad relativa (%) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 Vi e n to Pr o m e d io (k t) Tem p e ratu ra ( º F) Estación
Gráfica # 2: Cambios en temperatura y viento promedio
a través de las cuatro estaciones bajo estudio
Temperatura (°F) Viento promedio (kt)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 Wi n d Ch ill ( º F) Tem p e ratu ra ( º F) Estación
Gráfica # 3: Cambios en temperatura y "wind chill" a
través de las cuatro estaciones bajo estudio
Temperatura (°F) Wind Chill (°F) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 Vi e n to Pr o m e d io (k t) H u m e d ad R e lativ a (% ) Estación
Gráfica # 4: Cambios en humedad relativa y viento
promedio a través de las cuatro estaciones bajo
estudio
Humedad relativa (%) Viento promedio (kt)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 Wi n d Ch ill ( º F) H u m e d ad R e lativ a (% ) Estación
Gráfica # 5: Cambios en humedad relativa y "wind
chill" a través de las cuatro estaciones bajo estudio
Humedad relativa (%) Wind Chill (°F) 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 0 1 2 3 4 D e w Point ( º F) Tem p e ratu ra ( º F) Estación
Gráfica # 6: Cambios en humedad relativa y "dew
point" a través de las cuatro estaciones bajo estudio
Humedad relativa (%) Dew Point (°F)
IV. Discusión
Con las gráficas presentadas en la sección anterior, podemos ver claramente las tendencias que tienen las variables, he interpretar sus posibles relaciones. La gráfica #1, muestra cómo la temperatura va en descenso, mientras que la humedad relativa aumenta. Como ha sido mencionado, estos cambios en temperatura y humedad relativa son debidos al enfriamiento adiabático, y a la mayor cantidad de vapor de agua que puede contener el aire a temperaturas bajas.
En la gráfica #2, se muestran temperatura y viento promedio. Con los datos obtenidos y representados en esta gráfica no ha sido posible distinguir el efecto del viento en la temperatura, debido a que se presenta una especie de pico en las medidas de viento, causado posiblemente por la presencia de ráfagas de viento. Esto dificulta la interpretación de la relación. Una gráfica de viento promedio con “wind chill” resultaría igual de
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 D e w Point ( º F) Tem p e ratu ra ( º F) Estación
Gráfica # 7: Cambios en temperatura y "dew point" a
través de las cuatro estaciones bajo estudio
Temperatura (°F) Dew Point (°F)
complicada si utilizamos estos datos. No obstante, en las tablas de datos podemos observar que el viento máximo en las estaciones de El Yunque, va en aumento, conforme la temperatura disminuye.
En la gráfica #3, la temperatura y el “wind chill” poseen valores muy similares. Ambas van en descenso conforme hay un aumento en altura, teniendo la estación 4, las temperaturas más bajas para ambos factores. Los datos muestran temperaturas de “wind chill” algunos grados más bajas, que aquellas medidas de temperaturas registradas en termómetro normal. En el caso de la estación cero, es posible que el “wind chill” resultara ser más alto que la temperatura, debido a que el viento transporta más el calor, o también pudo deberse a los cambiantes números de la lectura del Kernel.
En cuanto a la humedad relativa y el viento promedio presentados en la gráfica #4, el pico en los nudos del viento se presenta, y la humedad relativa va en constante aumento, de manera que no se puede llegar a una conclusión.
En la gráfica #5, se presentan los datos de humedad relativa y “wind chill”. De la relación entre “wind chill” y temperatura discutida anteriormente, se puede entender que conforme el “wind chill” disminuye, la humedad relativa aumenta, debido a que el “wind chill” es la temperatura medida considerando el aire fresco en adición.
En las gráficas 6 y 7 se intenta presentar las relaciones que guarda “dew point” con humedad relativa y temperatura, respectivamente. Sin embargo, el “dew point” no parece tener una tendencia clara, debido a que aumenta en la estación 3 y disminuye en la estación 4. Sin embargo la tendencia general es a la disminución de este, conforme la temperatura de las estaciones disminuye.
En síntesis, se observa que conforme se va aumentando la altura (topografía), las temperaturas de todos los factores (“wind chill”, “heat stress” y “dew point”) disminuyen y la humedad relativa aumenta.
En otro viaje de campo realizado el 18 de marzo de 2012 se obtuvieron resultados referentes a los mismos factores atmosféricos. Los datos se presentan en la próxima página.
Datos Atmosféricos Bosque Lluvioso Tropical, El Yunque y Playa Seven Seas (Viaje: 18 de marzo de 2012)
Estación Velocidad del viento (kt) Promedio del viento (kt) Viento máximo (kt) Temperatura (°F) Humedad relativa (%) Wind Chill (°F) Heat Stress (°F) Dew Point (°F) Estación 0 (Seven Seas) 1.3 0.7 2.5 81.4 79.5 81.5 90.3 74.5 Estación 1 (Inicio vereda Mt. Britton) 2.2 2.5 2.3 71.5 93.5 72.3 74.4 70.3 Estación 2 (Mitad vereda Mt. Britton) 0.8 0.5 0.8 75.0 85.4 74.2 77.0 70.0 Estación 3 (Torre Mt. Britton) 9.0 5.5 9.6 65.5 98.3 63.3 68 66.7
Al comparar los datos obtenidos el 26 de febrero de 2012 con los datos obtenidos el 18 de marzo de 2012, vemos que se dan diferencias principalmente en el viento (encasillados verdes). Este dato, como ya hemos mencionado, suele variar mucho, debido a las posibles ráfagas que se pueden presentar. Dejando de lado los datos referentes al viento, podemos observar diferencias (encasillados azules) de más de 5.0 grados, cinco por ciento en el caso de humedad relativa, entre los datos de los dos viajes realizados. Estas diferencias son causadas posiblemente debido a las distintas condiciones del tiempo dadas durante el periodo de cada viaje. Según observaciones, durante el viaje del 26 de febrero hubo gran cantidad de precipitación de lluvia; por el contrario, en el viaje del 18 de marzo, no se presenció lluvia durante la recolección de datos. Es probablemente por esta razón que la humedad relativa en el primer viaje de campo realizado fue de 100% en la mitad de la vereda Mt. Britton, mientras que la del segundo viaje fue de 85.4%. Vemos cómo la temperatura a mitad de la vereda Mt. Britton también fue distinta, es por esta razón que se afectaron el “wind chill” y el “heat stress”.
Las demás medidas mostraron ser casi iguales, con menos de 5 unidades de diferencia, de manera que no hubo una diferencia significativa en cuanto a los factores
estudiados en ambos viajes. Los patrones o tendencias descritos para el primer viaje, aplican para los demás datos obtenidos en el segundo viaje.
V. Conclusiones
Al culminar el análisis de estas estaciones, pudimos comprobar que las hipótesis sugeridas fueron acertadas; excepto en el caso de los factores relacionados al viento promedio, debido a las ráfagas de viento ocurridas. Pudimos observar que conforme la temperatura disminuía, el “wind chill” disminuía y la humedad aumentaba. También pudimos probar que conforme el “wind chill” disminuía, la humedad relativa aumentaba.
VI. Referencias
Comarazamy, D., González, J., Luvall, J.C., Rickman, D., Mulero, P. (2010) A
Land–Atmospheric Interaction Study in the Coastal Tropical City of San Juan, Puerto Rico. Earth Interact., Vol. 14, p. 1–24.
doi: http://dx.doi.org/10.1175/2010EI309.1
The Ecology of Puerto Rico. Recuperado el 20 de marzo de 2012, de
http://titulo5.uprh.edu/moodle/file.php?file=%2F1390%2FThe_Ecology_of_Puerto _Rico.mht
Parrilla, D. Informe Científico. Recuperado el 20 de marzo de 2012, de
http://titulo5.uprh.edu/moodle/file.php?file=%2F1390%2FInformeCientifico.pdf
Parrilla, D. Concepto de humedad relativa, temperatura, “wind chill”. Recuperado
el 20 de marzo de 2012, de
http://titulo5.uprh.edu/moodle/file.php?file=%2F1390%2F Concepto_de_humedad_relativa_temperatura_wind.pdf
The El Yunque rainforest – hiking and sight seeing. Recuperado el 20 de marzo de
2012, de http://www.rainforestinn.com/hiking.html
El Yunque. Página electrónica de El Yunque. Recuperado el 20 de marzo de 2012,
Hojas de nuestro ambiente: Yunque. Página electrónica de Recursos naturales. Recuperado el 20 de marzo de 2012, de http://www.drna.gobierno.pr/biblioteca/ publicaciones/hojas-de-nuestro-ambiente/Yunque.pdf
RAINFOREST SOILS, CLIMATE, TOPOGRAPHY AND THE SIERRA PALMS.
Página electrónica de El Yunque. Recuperado el 20 de marzo de 2012, de http://elyunque.com/Sierra_Palm.htm
