UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA – UNAD
AGROCLIMATOLOGIA
ESCUELA CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE
GLORIA MARIA CIFUENTES MOLANO
Autora
Gloria María Cifuentes Molano Ingeniera Agrónoma
Especialista en Ecología
COMITÉ DIRECTIVO
Jaime Alberto Leal Afanador Rector
Gloria Herrera
Vicerrectora Académica Priscila Rey
Decana Facultad de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Rafael Urrea
Secretario Académico Escuela Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente
Gabriel pardo
Coordinador Nacional Agronomía
CURSO ACADEMICO DE AGROCLIMATOLOGIA Primera Edición
@Copy Rigth
Universidad Nacional Abierta y a Distancia ISBN
2005
Centro Nacional de Medios para el aprendizaje
C COONNTTEENNIIDDOO PAGINA INTRODUCCION 13 OBJETIVOS 16 U UNNIIDDAADDUUNNOO..FFUUNNDDAAMMEENNTTOOSSDDEEAAGGRROOCCLLIIMMAATTOOLLOOGGIIAA 1177 INTRODUCCION 19 OBJETIVOS 19 REFLEXIONES 21 C CAAPPIITTUULLOOUUNNOO.. GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS 1199
LECCION 1. INTERREALCIÓN DEL CLIMA CON OTRAS CIENCIAS 19
LECCION 2. EL CLIMA 23
LECCION 3. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CAMBIO DE CLIMA 24
LECCION 4. LA ATMOSFERA 26
LECCION 5. ISOTERMAS 38 C
CAAPPIITTUULLOODDOOSS.. FFAACCTTOORREESS DDEELLCCLLIIMMAA
2.1. ELEMENTOS DEL CLIMA 41
LECCION 1. TEMPERATURA Y VIENTOS 41
LECCION 2. VAPOR DE AGUA Y HUMEDAD
41
LECCION 3. CONSENSACION Y RADIACION SOLAR
51
LECCION 4. CORRIENTES OCEANICAS 51
LECCION 5. PRECIPITACION Y NUBOSIDAD
52
C
CAAPPIITTUULLOOTTRREESS.. FFAACCTTOORREESSCCLLIIMMAATTIICCOOSSYYGGEEOOGGRRAAFFIICCOOSSYYSSUUIINNFFLLUUEENNCCIIAA E
ENNEELLCCLLIIMMAA 7474
LECCION 1. LA EVAPORACIÓN 74
LECCION 2. PRESIÓN ATMOSFÉRICA 75
LECCION 3. CAMBIOS ESTACIONALES DEL CLIMA 75
LECCION 4. EL RELIEVE 76
. LECCION 5. FUERZAS TECTONICAS, LAS PLACAS, RELIEVE. LECTURAS COMPLEMENTARIAS 87 ACTIVIDADES 92 BIBLIOGRAFIA LECCION 5 94 U UNNIIDDAADDDDOOSS..EELLCCLLIIMMAAYYSSUUAAPPLLIICCAACCIIÓÓNNEENNEELLSSEECCTTOORRAAGGRRIICCOOLLAA 9977 INTRODUCCION 97 OBJETIVOS 98 REFLEXION 98 C CAAPPIITTUULLOOUUNNOO.. EELLCCLLIIMMAA,,LLOOSSEECCOOSSIISSTTEEMMAASSYYEELLHHOOMMBBRREE 9999 LECCION 1. LOS BIOMAS. ZONAS DE VIDA EN EL MUNDO 99
BIOMAS TERRESTRES 99
BIOMAS ACUÁTICOS 105
LECCION 2. ZONAS CLIMATICAS EN COLOMBIA 114
LECCION 3.FACTORES CLIMATICOS Y SU EFECTO EN LA AGRICULTURA 117
LECCION 4. TEMPERATURAS BAJAS. HELADAS 119
LECCION 5. FENOLOGÍA. 123
C CAAPPIITTUULLOODDOOSS.. EELLCCLLIIMMAA,,YYEEFFEECCTTOOSSEENNLLAAAAGGRRIICCUULLTTUURRAA LECCION 1. LA INFLUENCIA DEL CLIMA EN LA AGRICULTURA 123
LECCION 2 ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS 141
LECCION 3 REGISTRO DE LOS VIENTOS 149
LECCION 4. LA MEDICIÓN DE LA PRECIPITACIÓN 152
LECCION 5. REGISTRO DE DATOS METEOROLÓGICOS 157
C
CAAPPIITTUULLOO33..EELLCCLLIIMMAACCOOMMOOHHEERRRRAAMMIIEENNTTAAEENNLLAAPPRROODDUUCCCCIIOONN 117700
INTRODUCCION 170
OBJETIVOS 170
LECCION 1.. ESTACIONES CLIMÁTICAS 168
LECCION 2. AGRICULTURA DE PRESICION 173
LECCION 3.CAMBIO CLIMATICO 176
LECCION 4 EFECTO INVERNADER Y CAMBIO CLIMATICO 179
LECCION 5.NORMATIVIDAD AMBIENTAL LECTURAS COMPLEMENTARIAS 181 ACTIVIDADES 185 BIBLIOGRAFIA 188 BIBLIOGRAFIA GENERAL 188 ANEXOS 190
L
ista de
T
ablas
TABLA PAG.
TABLA 1. HISTORIA DE LA CLIMATOLOGIA 22
TABLA 2. CALOR ESPECIFICO DE ALGUNOS MATERIALES 34
TABLA 3. TEMPERATURA ºC ESTACION COCORNA 36
TABLA 4. DESCRIPCION DEL VIENTO SEGÚN LA ESCALA BEAUFORT
39
TABLA 5. HUMEDAD DE SATURACION 51
TABLA 6. HUMEDAD ABSOLUTA VS. HUEMDAD RELATIVA 52
TABLA 7. DATOS REGISTRADOS ESTACION ARCADIA
59
TABLA 8. REGISTRO ANUAL DE PRECIPITACIONES 64
TABLA 9. COEFICIENTE PARA ESTIMAR LLUVIAS APROVECHABLES 65
TABLA 10 PERIODO DE ESTACIONES DEL CLIMA 78
TABLA 11. ZONAS DE VIDA EN EL OCEANO 102
TABLA 12 EL CLIMA Y LA VEGETACION 104
TABLA 13. CLASIFICACION CLIMATICA DE KOPPEN 107
TABLA 14. CLASIFICACION ESPECIFICA DEL CLIMA SEGÚN KOPPEN
107
TABLA 15. INDICE CALORIFICO. 109
TABLA 16. CLASIFICACION DE ECOSISTEMAS. BOSQUES DE COLOMBIA
112
TABLA 17. DISTRIBUCION DE BOSQUES EN COLOMBIA. 114
TABLA 18. VARIABLES USO CONSUNTIVO DE AGUA 128
TABLA 19. RESULTADOS USO CONSUNTIVO DE AGUA EN AGUACATE
129 TABLA 20. RESULTADOS USO CONSUNTIVO ANUAL. CULTIVO DE
AGUACATE
130 TABLA 21. CONSUMO DE HUMEDAD PARA VARIOS CULTIVOS 136 TABLA 22 COEFICIENTE DE CULTIVO PARA ALGUNAS ESPECIES 136
TABLA 23. HOJA DE REGISTRO DE TEMPERATURA 142
TABLA 24 DIRECCION DE LOS VIENTOS 147
TABLA 25HOJA DE REGISTRO. PLUVIOSIDAD 152
TABLA 26. REGISTRO DE DATOS METEOROLOGICOS 152
TABLA 27 USO DE LA TABLA PSICROMETRICA 153
TABLA 28 INFORMACION CLIMATOLOGICA 155
TABLA 29. COMPORTAMIENTO DE TEMPERATURA ANUAL 161
TABLA 30 TEMPERATURA SECA Y HUMEDA 162
TABLA 31. TEMPERATURA MAXIMA Y MINIMA 164
TABLA 32. TEMPERATURA ADECUADA PARA ALGUNOS CULTIVOS. 173
L
ista de
F
iguras
PAG.
FIGURA 1. AREAS EN PROCESO DE DESERTIFICACION 22
FIGURA 2. TERMOSCOPIO DE GALILEO 26
FIGURA 3. ESCALAS TERMOMETRICAS 28
FIGURA 4. LEY DE CHARLES GAY_ LUSSAC 34
FIGURA 5. ANEMOGRAFO 38
FIGURA 6. FORMACION DE VIENTOS 39
FIGURA 7. CIRCULACION DEL AIRE EN EL GLOBO TERRAQUEO 43 FIGURA 8. CORRELACION PRESION ATMOSFERICA_ VIENTOS 45
FIGURA 9. MAPA DE ISOBARAS 47
FIGURA 10 MAPA PRONOSTICO DEL TIEMPO 48
FIGURA 11. CONSENSACION DE VAPOR 49
FIGURA 12. FLUJO DE ENERGIA EN LA TIERRA 56
FIGURA 13. MAPA DE ISOYETAS 66
FIGURA 14. CLASIFICACION DE LAS NUBES SEGÚN HOWAR 67 FIGURA 15. CLASIFICACION DE NUBES SEGÚN LA ALTURA 69
FIGURA 16. CAMBIOS ESTACIONALES 73
FIGURA 17 EFECTO SOMBRA _ LLUVIA 76
FIGURA 18. RELIEVE 80
FIGURA 20. VALLES 82
FIGURA 21. VOLCANES 83
FIGURA 22. BIOMAS EN EL MUNDO 98
FIGURA 23. PRADERA ARTICA 99
FIGURA 24. HABITANTE DE LA PRADERA ARTICA 100
FIGURA 25 SISTEMAS DE CLASIFICACION CLIMATICA SEGÚN HOLDRIDGE
110
FIGURA 26. AFECTACION DE LOS BOSQUES POR LA PRESION POBLACIONAL
116
FIGURA 27 FASES FENOLOGICAS EN FRUTALES 123
FIGURA 28 HIGROGRAFO 126
FIGURA 29 CURVA REAL Y TEORICA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO 136
FIGURA 30. UNIDAD METEOROLOGICA 141
FIGURA 31. TERMOMETRO SECO _ HÚMEDO 143
FIGURA 32. .ANEMÓGRAFO _ ANEMÓMETRO 145
FIGURA 33. ANEMOMETRO DE ROTACION 146
FIGURA 34. ANEMOGRAFO 148
FIGURA 35 PLUVIOGRAFO 149
FIGURA 36. PLUVIOMETRO 149
FIGURA 37 ESTACION PLUVIOMETRICA 151
FIGURA 38. BAROGRAFO 156
FIGURA 33. HELIOGRAFO 157
FIGURA 34. ACTINOGRAMA 159
FIGURA 35. ESTACION CLIMATOLOGICA. 164
FIGURA 36. PRONOSTICO PLUVIOMETRICO EN AMERICA DEL SUR.
173
FIGURA 37. PRONOSTICO SATELITAL SUR AMERICA 174
L
ista de Diagramas
PAG.
DIAGRAMA 1. ESTRATOS O CAPAS ATMOSFERICAS 24
DIAGRAMA 2. TIPOS DE RADIACION SOLAR 52
DIAGRAMA 3 USO CONSUNTIVO DE AGUA 117
DIAGRAMA 4. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL USO CONSUNTIVO DE AGUA
117
DIAGRAMA 5. COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA Y HUMEDAD. GRAFICA PRODUCIDA POR TERMOHIGROGRAFO
125
DIAGRAMA 6 BRILLO SOLAR REGISTRADO DURANTE UN AÑO 134 DIAGRAMA 7. COMPORTAMIENTO DE LAS LLUVIAS EN UN AÑO.
ESTACION LOS POMOS. CHINCHINA. CALDAS
145
DIAGRAMA 7. DATOS PLUVIOMETRICOS 146
DIAGRAMA 8. COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA Y DE LA HUMEDAD
L
ista de
A
nexos
PAG. ANEXO 1. INSTRUMENTOS PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE
EN COLOMBIA
170
ANEXO 2. INFORME AMBIENTAL
171
ANEXO 3. RED DE HUMEDALES
172
ANEXO 4. LEYES AMBIENTALES 173
ANEXO 5. BASE DE DATOS RED AMBIENTAL
178
ANEXO 6. BASE DE TADOS RED AMBIENTAL 180
ANEXO 7. CONEXIONES PARA OBSERVACION DEL CLIMA. PRONOSTICOS SATELITALES.
INTRODUCCION
El curso de Agroclimatología intenta dar una mirada a la acción del clima en la actividades que tienen que ver con el sector agrícola, está conformado por dos créditos y tiene como propósito crear una conciencia ambiental entorno a las actividades agrícolas productivas. En la primera Unidad encontrará los conceptos acerca de lo que significa el clima en todo su contexto, y una mirada a la climatología y a las ciencias y disciplinas conexas que complementan su accionar. También se desarrolla un tema importante relacionado con los factores que influyen en el clima como la temperatura, la precipitación y otros elementos que inciden en las variaciones climáticas, se conocerá la estructura de la atmósfera como factor básico de la temperie su influencia y composición; como también se
dará una visión los aspectos fisiográficos que son determinantes en el clima y zonas de vida.
El curso describe los Biomas como unidades estructurales originadas por los cambios de temperatura, humedad y los demás elementos del clima. El curso interrelaciona los anteriores factores con las actividades agrícolas y la vida del hombre, y la aplicación de la climatología a la agricultura, la protección de los cultivos frente a fenómenos impredecibles y ante fenómenos pronosticables y su relación con la fenología de las plantas. Se describirán los instrumentos y equipos necesarios para registrar los datos climáticos, sus características, importancia y funcionamiento dentro de una Unidad o Estación Meteorológica y finalmente se apreciará la normatividad encaminada al cuidado del medio ambiente.
El marco teórico del curso se fundamenta en el origen y composición de la estructura de los continentes y de las áreas oceánicas, los aspectos geomorfológico, el comportamiento biológico y fenológico de las plantas, los mecanismos de acción de los elementos del clima como la temperatura, humedad, radiación solar, sobre el metabolismo de las plantas, el ciclamiento de la materia y la energía, y las teorías básicas de preservación de los recursos naturales.
El curso corresponde al área de Agronomía y está conformada por dos (2) créditos académicos, que corresponden al campo disciplinar. Los propósitos del curso tienen relación con la formación del Estudiante en competencias para la vida y el trabajo, articulando la formación y la producción de manera que el futuro profesional esté en capacidad de reconocer, identificar, diagnosticar, valorar y controlar los aspectos relacionados con el manejo del medio ambiente y de la aplicación de la Climatología a las actividades relacionadas con la agricultura, tanto a campo abierto como de precisión o protegida en invernaderos e infraestructuras especiales.
La metodología a utilizar en el desarrollo del curso tiene que ver con la capacidad de desarrollar su propio autoaprendizaje con la ayuda de estrategias de observación, investigación, experimentación e interacción con la comunidad, acompañado por el Tutor quien le guiará el aprendizaje en aras de formar un profesional ético, reflexivo y crítico que contribuya a generar espacios de diálogo, analizar crear políticas y lineamientos entorno a la mejora del sector agropecuario.
Se realizarán también prácticas de campo de obligatorio cumplimiento, interacción con productores agrícolas, entidades, profesionales, semilleros y grupos de investigación que trabajen en el área de Agroclimatología. Se analizarán artículos científicos sobre avances en el tema, estados del arte, lectura autorregulada de textos, documentos y búsqueda de información.
La Evaluación se realizará teniendo en cuenta la Coevaluación, Heteroevaluación y Autoevaluación con la presentación de un portafolio, informes, talleres, y visitas de campo, en las que se evidencia el progreso y avance del aprendizaje.
E Essttaammooss ununiiddooss a a lalass lleeyyeess ececoollóóggiiccaass dedell flfluujjoo dede eenneerrggííaa,, alal crcreecciimmiieennttoo ddee lala p poobbllaacciióónn,, llaa sseegguurriiddaadd aalliimmeennttaarriiaa,, yy aa llooss ppaattrroonneess iinnccoonnssttaanntteess ddee tteemmppeerraattuurraa y y pprreecciippiittaacciióónn qquuee ccoonndduucceenn aa ddiiffeerreenntteess cclliimmaass eenn eell mmuunnddoo
OBJETIVOS
Conocer los elementos y características meteorológicas que determinan las condiciones fisicoquímicas que rodean las actividades agropecuarias Identificar las condiciones climáticas que se producen en la atmósfera y
conocer su influencia de las diferentes regiones en Colombia.
Estudiar los fenómenos biológicos y fenológicos de las plantas y su relación con los factores meteorológicos y del medio ambiente
Conocer y aplicar la información climatológica para dar solución a los problemas de la producción agropecuaria.
Conocer la normatividad y el pensamiento mundial sobre la conservación de los ecosistemas.
U UNNIIDDAADDUUNNOO..FFUUNNDDAAMMEENNTTOOSSDDEEAAGGRROOCCLLIIMMAATTOOLLOOGGIIAA T Toommaaddoo.. CClliimmaattoollooggííaa aaggrrííccoollaa.. UU.. SSuurr ddeell llaaggoo.. “ “LLooss HHoommbbrreess vviivveenn bbaajjoo llaass lleeyyeess ddee llaa nnaattuurraalleezzaa””.. DDaarrwwiinn..
INTRODUCCION
Bienvenido al mundo de la Agroclimatología dos palabras que se interrelacionan ya que sin clima no puede existir producción de alimentos ni mucho menos la formación de Biomas, zonas o ecosistemas que en conjunto conforman la Biosfera, en donde cada comunidad y sus individuos se adaptan y sobreviven a condiciones climáticas diferentes, el clima determina la forma de vida de los seres vivos.
¿En que tipo de bioma vive UD.? ¿Qué efectos tiene la actividad humana sobre la vegetación?, ¿Cómo afectan los cambios en los ecosistemas su vida personal? Estas y otras preguntas referidas al papel de los accidentes fisiográficos, de la hidrografía, de los elementos climático, de la composición y estructura de la atmósfera serán resueltas con su ayuda en el Módulo y en otras referencias bibliográficas, lo mismo que en la interacción con los productores que poseen el conocimiento empírico, producto de sus tareas agrícolas diarias.
El trabajo con su grupo de estudio, las prácticas y su propio interés sobre el tema serán de gran utilidad para entender los conceptos básicos y los factores que influyen en las variaciones del clima en le mundo y que tienen incidencia a nivel local.
OBJETIVOS
Entender los conceptos relacionados con el clima
Identificar los principales factores que afectan e inciden sobre las variaciones climáticas en una región en particular
Establecer la acción de la orografía sobre el clima
REFLEXIONES
1. ¿Cree que existen Ciencias afines a la Climatología, relacione algunas de
ellas y comente el porqué de su complementariedad?
2. ¿Cuál es el punto de unión entre la Agricultura y los aspectos climáticos? 3. ¿La temperatura y la humedad ambiental pueden influir en el crecimiento
de una planta?
4. Analice y discuta con sus compañeros ¿cuáles pueden ser las
competencias que le aporta el estudio de la Agroclimatología a su vida profesional?
5. ¿Cuáles pueden ser los cambios que influyen en el cambio de clima?
CAPITULO UNO. GENERALIDADES.
LECCION 1
1.1. INTERRELACIÓN DE LA CLIMATOLOGIA CON OTRAS CIENCIAS.
La Agroclimatología guarda amplia relación con muchas ciencias y es una herramienta fundamental para el desarrollo de todas las actividades humanas. En lo que respecta al Sector agropecuario es una disciplina transversal que tiene que ver en primer lugar con el desarrollo de la población humana o Demografía, ya que marca ampliamente parámetros para su crecimiento al tocar temas tan importantes cómo el uso de los recursos y su degradación, la contaminación ambiental que producen el hombre a través de las actividades de producción y las relaciones de la población y la tecnología que genera desechos que son arrojados al ambiente. La historia de la interrelación entre Demografía y Climatología comienza con la época en que el hombre era cazador y recolector y poco a poco fue generando sociedades agrícolas e industriales; la revolución industrial da un visón histórica del modo de uso y conservación de los recursos naturales y la protección del medio ambiente y el impacto de las poblaciones sobre los ecosistemas, con incidencia directa sobre la variabilidad en el clima. La distribución de la población en las zonas urbanas y rurales da lugar a organizaciones cuyas actividades requieren de los recursos ambientales y en ocasiones se convierten en problemas ambientales críticos.
Se relaciona también con la Física y la Química, cuando se estudian los recursos, materia y energía, que tienen que ver con las formas, estructura y calidad de la materia, los tipos de energía utilizados por el hombre, entre ellas la más importante: el sol; pero también tiene que ver con los cambios físicos y químicos y los principios de conservación de la materia. Una ciencia que guarda amplia relación con la Agroclimatología es sin duda la Ecología, como interrelación del medio ambiente con el Hombre, se aprecia allí el funcionamiento de los ecosistemas y las distintas formas de sustentación de la vida en la tierra, los componentes de los ecosistemas y el flujo de energía con el ciclamiento de la materia en los ecosistemas y las funciones e interacciones de las especies animales y vegetales; el clima se asocia a la vida terrestre y acuática, es decir a los biomas y a la vida sobre la tierra.
La Geología, la dinámica de la tierra y el clima se complementan en cuanto la Geología se ocupa de la estructura y composición de la tierra, los procesos internos y externos en los cuales el factor clima influye, la misma formación del suelo por meteorización de las rocas, no se podría llevar a cabo sin la participación de los elementos del clima como la humedad, la temperatura, los peligros naturales también son objeto del clima y obviamente los marcos de tiempo.
La Edafología o estudio de los suelos, se relacionan con la composición de sustratos, flujo de nutrientes para las plantas, procesos de conservación y problemas como el de la desertificación por varios factores entre ellos los vientos, la sequedad, la deforestación y el mal uso de la tierra, lo mismo que la contaminación por procesos diversos entre ellos la agricultura no limpia.
La Hidrología o ciencia que se ocupa de los recurso del agua como líquido vital para la humanidad, regulada por los ciclos pluviométricos, la evaporación, los procesos contaminantes de la atmósfera y los cambios climáticos, también está ampliamente unida a la Agroclimatología.
La Biología, es una de las ciencias afines a la Agroclimatología en puntos fisiológicos y morfológicos de los seres vivos especialmente de la flora y fauna. La Fitopatología se ve altamente influenciada por el clima. El desarrollo de enfermedades, la relación patógeno- hospedante, la incidencia de enfermedades, epifitias y los mismos procesos de manejo y control tienen que ver con los fenómenos climáticos. La Economía, el medio ambiente y el clima tiene un punto de encuentro en el estudio de los bienes y recursos, el crecimiento económico y los costos de la contaminación por ejemplo, o del uso de los recursos naturales, el estudio de algunos métodos económicos para mejorar la calidad ambiental y conservar los recursos, asociados a una transición hacia la economía de la sustentación de la tierra en aras de eliminar la pobreza.
La Estadística y la Matemática son herramientas que le sirven a la climatología para analizar datos tomados del ambiente y que influyen en las actividades humanas. Se podrían enumerar muchas más áreas del conocimiento pues en general
ECCION 2. EL CLIMA
El clima se deriva de la palabra griega KLIMA que significa inclinación del eje terrestre. La Climatología como ciencia es el estudio de las condiciones atmosféricas o conjunto de efectos meteorológicos que tienen directa incidencia en un área determinada. El clima tiene influencia marcada en los cambios que se
suceden en los componentes bióticos y abióticos deL suelo, entre ellos se pueden mencionar la afectación sobre los suelos, las rocas, la flora, la fauna, los microorganismos que habitan el suelo, sobre los sistemas agrícolas, pecuarios, y en los grandes cambios que actualmente se suceden con respecto al aumento de la temperatura en el globo terráqueo. El clima se define como la historia del tiempo atmosférico registrado en una determinada región.1
El clima es un factor básico que determina las diferentes formas de vida especialmente en lo que a plantas se refiere, las que se encuentran en el desierto tienen estructuras específicas que les permiten mantener las células turgentes y almacena por lo tanto agua en ellas. Las plantas de las praderas pueden alcanzar más de dos metros de altura, y los bosques que son áreas en donde la intensidad pluviométrica es relativamente alta, estas, son las principales regiones terrestres ecológicas del planeta. El clima también influye en la vida acuática de lagos, lagunas, estanques, ríos, pantanos, océanos, humedales afectando la vida silvestre tanto a nivel terrestre como acuático.
Los cambios de clima se suceden a diario y en ellos influyen varios factores como la presión atmosférica, la temperatura y humedad, entre otros, estos cambios a corto plazo e intempestivos se definen como Temperie que hace referencia a las variaciones de las propiedades de la troposfera en un lugar y tiempo dados, es lo que se denomina tiempo atmosférico o Meteorología. La troposfera por estar
en contacto con la tierra llega hasta los 8 Km. en los polos y a los 16 o 17 Km.
en el Ecuador, la temperatura desciende a medida que aumenta la temperatura por efectos del aire caliente que asciende, se expande y enfría, allí se forman las nubes y se suceden los diferentes fenómenos que influyen en el clima de la tierra. Existe una diferencia significativa entre tiempo y clima:
El Tiempo: Es el estado atmosférico en un lugar y momento dado, el tiempo pude
variar repentinamente, en el influyen la nubosidad, la precipitación, la radiación solar, la temperatura, la presencia de vientos, entre otros. La ciencia que estudia el Tiempo se denomina Meteorología
El Clima, es la suma de diferentes clases de tiempo que se suceden
repetidamente el un lugar , por ello para definir el clima de un lugar determinado es necesario realizar observaciones durante largos periodos de tiempo, como mínimo de treinta ( 30 ) años sucesivos, para proceder a promediar los datos, recolectados en las estaciones meteorológicas, de allí proceden los Climogramas o gráficos que evidencian los comportamientos de la temperatura ( líneas ); precipitaciones ( barras ) a nivel mensual. La ciencia que se ocupa de la relación entre la vida vegetal y animal y el clima se denomina Climatología.
En el Climograma se indican los datos de temperatura y precipitación de cada
uno de los meses indicados en el eje de las abscisas u horizontal, y la temperatura y precipitación en el eje de las ordenadas, a izquierda y derecha respectivamente. Tal como lo indica el siguiente diagrama.
Figura 1. El climograma
La temperatura se mide en grados centígrados, la distribución de estas a lo largo del año marca los meses cálidos, fríos, y la amplitud térmica que se obtiene por diferencia entre las temperaturas de dos meses. La precipitación en milímetros mm o cm. cúbicos. Sabiendo que Un mm equivale a 1 litro de agua por metro cuadrado. Si la precipitación anual es menor de 250mm corresponde a un clima desértico.
.
Historia de la Climatología: La Climatología como ciencia tiene su origen desde
la formación de la tierra cuando se realizaba apenas ajusten en las condiciones atmosféricas. Luego Galileo Galilei creó el primer termómetro y luego Torriceli inventó un instrumento de medida para la presión atmosférica, Dalton y Lavoiser realizaron estudios sobre el comportamiento de la humedad. Hacia el Siglo XIX aparecen los primeros mapas climatológicos y las cartas climáticas, y ya en el siglo XX se da inicio al uso de Sondas meteorológicas y sistema de radares que permiten observaciones más precisas sobre el tiempo atmosférico.
TABLA 1. HISTORIA DE LA CLIMATOLOGÍA
Suceso Época
Ajuste de condiciones atmosféricos Formación de la tierra
Creación del termómetro Galileo Galilei 1607
Invención del barómetro. Torricelli 1643
Invención del pluviómetro. Benedicto Siglo XVII Se estudió y descubrió la composición de la atmósfera.
Lavoisier
1783. Estudios sobre Humedad relativa. Dalton 1856
Invención del telégrafo. Siglo XIX
Mapas climatológicos- cartas climáticas Siglo XIX Creación de los Servicios meteorológicos Siglo XIX. Aplicación en el uso de satélites meteorológicos Siglo XX Explotación atmosférica. Uso de Aeroplanos- Sondas
meteorológica-Radares- Aeroplanos y Satélites.
Siglo XX. Fuente: Semprum, J. Climatología Agrícola
LECCION 2.
1.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CAMBIO DEL CLIMA
La Temperatura: Es uno de los principales factores que influyen en la variabilidad
del clima. La temperatura es una medida del grado de calor o de frío que produce el ambiente o un objeto al entrar en contacto con él. La temperatura del
aire, que se puede medir con el termómetro de mercurio o el termógrafo, sufre variaciones que tienen relación con las estacionales en donde influye el eje terrestre y el fenómeno de translación de la tierra. Estacionalmente los rayos solares caen en ángulos diferentes en cada hemisferio y uno de ellos recibe mayor o menor cantidad de energía solar en diferentes épocas del año. Entre el día y la noche también se presentan cambios importantes en el grado de calor o frío. Durante el día los rayos del sol calientan la superficie de la tierra y durante la noche la temperatura disminuye, con temperaturas mínimas generalmente al amanecer.
En los continentes y en las masas de aire también ocurren variaciones de temperatura significativas, así en los océanos hay tendencia a minimizar los cambios de temperatura, en realidad allí los cambios no son muy notables mientras que en la superficie de la tierra se presentan variaciones más amplias y en ocasiones extremas. Asimismo en regiones de suelos húmedo como pantanos, humedales bosques los cambios son mínimos en cuanto a temperatura, mientras que las tierras áridas tienden a generar mayores oscilaciones de temperatura.
La latitud es un factor que tiene relación con los cambios de temperatura, pues la inclinación de los rayos solares en las regiones altas inciden en una menor temperatura en las superficies, mientras que la perpendicularidad de los rayos se presenta en el Ecuador, generando mayores valores de temperatura en estas regiones. La temperatura en la primera capa de la atmósfera disminuye en un valor de 6.5 a. 8ºC. por cada 100 metros de altura, esta disminución se denomina Gradiente vertical de Temperatura. También se registra un aumento de la temperatura con la altura llamada Inversión de temperatura. En las horas de la noche la Tierra pierde calor por el fenómeno de irradiación y se enfría mucho más rápido, enfriando el aire.
Los cambios en la temperatura hacen que el aire se expanda o se contraiga y que suba o descienda y libere o no la humedad contenida en él. El aire se mueve alrededor de celas de convección en la troposfera distribuyendo homogéneamente el calor en el globo terráqueo. Las celdas de convecciòn son seis que están formadas por masas de aire que se distribuyen tres en el hemisferio norte y tres en el hemisferio sur, debido a las fuerzas creadas en la atmósfera cuando la tierra gira sobre su eje. El movimiento de las masas de aire establece la dirección de los vientos N-S y E-O ( Norte –Sur; Este –Oeste distribuyendo el aire y la humedad sobre la tierra, dando lugar a diversos tipos de vegetación.
El clima tiene relación con la circulación global del aire, con las corrientes marinas, y con la composición química en la atmósfera. Los cambios del clima producidos por las variaciones de energía solar que llega a distintas regiones de la tierra dan lugar a las diferentes estaciones. El aire se mueve en celdas de convecciòn que circulan en la troposfera o capa ubicada a 16 Km de l ecuador o
a 8Km de los círculos polares y se encargan de distribuir el calor y la humedad alrededor del globo terráqueo.
La precipitación
Un segundo factor tiene que ver con la precipitación, entendida como el volumen de agua que cae a la superficie del suelo como resultado del ciclo del agua, puede medirse a través de mapas de precipitación que representan la distribución de lluvias de una región determinada, para ello se usan los registros de información pluviométricos de varias Estaciones Meteorológicas. Durante cada mes cae al suelo una cantidad de lluvia que afecta la temperatura del ambiente y que tiene incidencia en la variación del clima. La precipitación se origina por remolinos de agua caliente centros de baja presión y efectos de corrientes de aire. Cuando se calienta la superficie de la tierra por el sol, la densidad del aire es menor y es expulsado a mayores altitudes y allí se enfría hasta la condensación.
El balance hídrico durante un año identifica las zonas con deficiencia de humedad, con exceso o con problemas de inundaciones o sequías. La humedad en el suelo regula los cambios de temperatura en el y en el ambiente. La precipitación marca también áreas lluviosas y desiertos como dos grandes áreas características de la biosfera. Las condiciones climáticas de falta de precipitación origina desertificación pues entre menores cantidades de lluvia que caigan durante un año en una región las condiciones de sequedad aumentan y con ello el potencial de aridez del suelo. Los patrones estaciónales de lluvia unidos a las variaciones de la temperatura aumentan los índices de evaporación. Las áreas más secas en el mundo representan 1/3 del área de la tierra. El 80% del suelo desértico se halla en África, Asia y Australia que son las zonas ubicadas en los trópicos de Cáncer y Capricornio. Dependiendo del promedio anual de precipitación las zonas se clasifican en áridas, hiperáridas y semiáridas
Tomado de. Documento. Introducción a las amenaza
LECCION 3.
1.4. LA ATMOSFERA
La atmósfera se define como aquella masa de aire que circunda la tierra. La densidad es mayor a menor altura y mayor a menor altura. Tiene forma de esfera. La atmósfera rodea a la hidrosfera y también a la geósfera. La primera conforma el conjunto de océanos, ríos, lagos y lagunas del mundo y abarca por lo menos las ¾ partes del área del globo terráqueo. La segunda alberga la vida terrestre del planeta. La interacción entre la atmósfera, hidrosfera y geósfera ocurre en la Biosfera que contiene una gran diversidad de ecosistemas y zonas de vida. En la Biosfera se suceden los procesos de productividad de las comunidades productoras que habitan en ella y que sustentan las otras formas de vida animal, vegetal y humana.
Fenómenos atmosféricos: Los fenómenos se suceden en el interior de la
atmósfera durante un tiempo determinado con influencia de la precipitación, la presión atmosférica y de los cambios de temperatura. Los fenómenos atmosféricos pueden ser registrados, su análisis en los cambios se ve reflejado en la clase de flora y fauna de un lugar y delimitan el clima de una región. Los estudios satelitales han contribuido al conocimiento sobre los datos meteorológicos, lo mismo que los pronósticos sobre desastres representados en huracanes, ciclones, borrascas, entre otros.
En la atmósfera se encuentran muchos gases como Oxígeno ( 20.94%), Nitrógeno ( 78.084%), Argón ( 0.934%), CO2 ( 0.003%), estos corresponden a los gases que permanecen constantes en la atmósfera pero existe otros gases que son variables como: Hidrógeno, Helio, Ozono, Criptón, Radón que sumados conforman el (1.5%) de la masa total y otros productos de la contaminación
atmosférica como aerosoles, microorganismos, sustancias como el Cloruro de sodio, de magnesio, sulfatos, ácido nítrico, dióxido de azufre que se encargan de calentar la tierra, y forman una barrera protectora contra los dañinos rayos ultravioleta. Algunos científicos afirman que sin la capa protectora de la atmósfera fácilmente los días podría ascender a temperaturas de 180ºC y en la noche disminuirían a menos 180ºC. lo que hace imposible la vida en todas sus formas en la tierra. En los primeros 18 Km. se halla la mayor parte del agua y polvo
DIAGRAMA 1. ESTRATOS O CAPAS ATMOSFERICAS.
EXOSFERA 1.5OO KM IONOSFERA 400 KM TERMOSFERA 400— 2200ºC MESOPAUSA MESOSFERA 80 ESTRATOPAUSA ZONA DE TRANSICION EXTRATOSFERA 31 KM TROPOPAUSA FRANJA DE TRANSICIÓN. --85ºC TROPOSFERA 16 KM
El diámetro de la atmósfera es de 1500 KM, aproximadamente
Es la primera capa de la atmósfera ubicada en los primeros 15 KM en esta capa existe más movimiento de las masas de aire que en las demás capas. La palabra troposfera se deriva del griego TROPOS que significa movimiento y SPAIRA o esfera. Su espesor es de 14 a 16 KM dependiendo si se encuentra sobre las regiones ecuatoriales o en los polos, siendo menos densa hacia el ecuador y más densa a medida que se aleja de él. Contiene vapor de agua en forma de nubes; allí se originan con frecuencia las tormentas, huracanes, ciclones, lluvias, granizo y rocío. Entre la troposfera y la estratosfera se halla una franja de transición denominada Tropopausa y se caracteriza por tener temperaturas hasta de menos --85ºC.
Estratosfera
Es una capa ubicad por encima de los 16 Km. sobre la capa de transición. Se origina de la palabra griega STRATM o estrato. En esta capa existe menos movimiento del aire. Está conformada por una mezcla de vapor de agua, polvo atmosférico, algunos gases como Nitrógeno, Oxígeno y Dióxido de carbono, produce el Ozono O3 que contribuye con la absorción de radiación ultravioleta
Estratopausa: Corresponde a la zona denominada de transición ente la
Estratosfera y Mesosfera Mesosfera
Formada por ozono el cual está presente en mayor cantidad respecto a las otras capas, la temperatura es de –70ºC hasta los 90ºC. Sobre esta capa existe otra denominada la Termosfera cuya temperatura entre 400 y 2200 ºC. ya que se encuentra más cerca del sol y absorbe mayor cantidad de energía.
Ionosfera
Refleja hacia la tierra las diferentes ondas de radio, contiene gases de Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Helio; se caracteriza por su gran conductibilidad eléctrica, siendo una capa altamente ionizante. Tiene por lo menos 400Km de ancho
Exosfera
Corresponde a la última capa de la atmósfera en donde se da salida al espacio exterior con temperaturas hasta de 2500ºC. Tiene unos 100km., de ancho.
LECCION 4..
2.1. ELEMENTOS DEL CLIMA
2.1.1. Temperatura
El proceso de calentamiento por los rayos solares, imprimen cierto grado de calor, en invierno hay menos insolación de modo que la temperatura baja, en cambio en verano los días son más largos y los rayos solares caen menos inclinados. La temperatura se define como el estado térmico de un cuerpo, y la manifestación calorífica producto de la interrelación entre las radiaciones solares y las terrestres. A una mayor velocidad de las moléculas en movimiento la temperatura aumenta, esta clase de energía se denomina calor
Primeros Instrumentos para medir la temperatura.
Galileo Galilei realizó lo primeros intentos de utilizar instrumento similares al Termómetro, para ello inventó el Termoscopio que consistía en un tubo lleno de agua o alcohol, abierto en su extremo inferior; provisto de una bola de vidrio llena de aire en el extremo superior. La parte abierta del tubo se sumergía en un cubo de agua. La bola de vidrio se calentaba y el aire empujaba el agua del tubo, fue uno de los primeros instrumentos para medir la temperatura pero presentaba serias dificultades ya que la presión de la columna de agua no permitía la expansión del gas por lo tanto las lecturas eran erróneas.
FIGURA 3. TERMOSCOPIO DE GALILEO.
Jean Rey en 1662 construyó el termómetro de agua. Estos dos experimentos dieron lugar a la búsqueda de un líquido que no se congelara como el agua ni tampoco se evaporara, para ello se pensó en el alcohol y en el mercurio
Escalas de temperatura: Los termómetros cuentan con escalas para medir
la temperatura, se han inventado alrededor de 30 escalas de medida pero muchas de ellas sin mayor aplicación. Se destacan las escalas de Fahrenheit, Kelvin y Celsius.
En Norteamérica y otros países se utiliza la escala de Fahrenheit, la cual tiene como punto fijo superior un valor de 212ºF. Celsius tomó como punto cero el punto de congelación del agua el punto opuesto 100ºC
Fórmulas para transformar ºC a Grados F
Valor en °F = [9/5 x (valor en °C)] + 32 Relación de escalas • Centígrada o Celsius (°C) • Kelvin (°K) • Fahrenheit (°F) 100ºC---212ºF --17ºC---0ºF
William Kelvin de Largs seleccionó como punto cero la temperatura de -273.15 grados Celsius
Ejercicios de conversión de temperatura utilizando diferentes escalas:
1. Convertir 20 ºC grados centígrados a ºF. grados Fahrenheit.
Para ello utilizamos la fórmula:
F= 9/5 20 +32 = 68. O la fórmula ºC/100= ºF-32/212-32 Donde: (212-32)ºC = (ºF-32). 100 212ºC-32ºC = 100ºF -3200 180ºC +3200 = 100ºF 180 (20) +3200/100= ºF 3600 +3200/100= ºF 68= ºF
Respuesta 20 ºC equivalen a 68 grados F.
2. Convertir 104 grados Fahrenheit ºF a Grados Kelvin.
Utilizando la fórmula: F-32/212-32= K-273/373-273
(373-273) (ºF-32)= (212-32 ) (ºK-273 )
100 (º F-32 )= 180 (ºK -273 )
100ºF-3200= 180ºK-49049
Reemplazamos el valor de ºF por 104
10400-3200+49040/180= K
Respuesta: 312.4444 aproximadamente 131 ºK equivalen a 104 gradosº F.
Desarrolle estos ejercicios
A. Cuál es la equivalencia en ºF de 373 ºK
B. Halle la equivalencia de 60 ºC en º F
C. Convierta 176 grados ºF a ºC y a º K.
FIGURA 3. ESCALAS TERMOMETRICAS.
Escalas termométrica
Kelvin considera como punto de congelación del agua el valor de 273.15º K y el punto de ebullición de 373.15 ºK
Composición del Termómetro: El termómetro está conformado por un tubo
capilar de vidrio soldado a una esfera de vidrio que contiene el líquido bien sea alcohol o mercurio. A mayor cantidad de líquido, mayor dilatación, de manera que el líquido asciende dentro del tubo. Para las medidas se estima un margen de error de 0.01 K. debido a una pequeña dilatación del vidrio que es sensible al calor.
Clases de termómetros
El termómetro de alcohol solo funciona con rangos de temperatura de –
100ºC a 70º C, para temperaturas superiores no funciona. El termómetro de mercurio funciona con rangos de 39ºC hasta 356.7ºC. El punto de congelación del agua oscila 0.002 K y el de ebullición 0.01 K. Que son factores de corrección para medidas de temperatura.
Termómetros de cuarzo, que mide intervalos de temperatura de -8°C a
250°C.
Termopares: Miden temperaturas por encima de los límites convencionales, que
consisten en la conjugación de dos metales con poderes termoeléctricos, como el Oro y el Cobalto, Tungsteno-Tántalo para mediciones hasta de 3273,12 ºC. Utilizados en grandes industrias por ejemplo acerías y fundición de hierro y otros metales
Termómetro seco. Conformado por un tubo de vidrio, con un tubo capilar con
una columna de mercurio el tubo esta provisto de una reglilla con graduación en º C
Termómetro de máxima: Es un termómetro de mercurio en un tubo de vidrio con
un estrechamiento cerca la bulbo cuando la temperatura baja, la columna no pasa por el estrangulamiento y el extremo queda libre para marcar la temperatura más alta registrada durante el día, siempre se coloca en forma horizontal para que la columna de mercurio no pase al capilar.
Termómetro de mínima: Termómetro sensible al alcohol con temperaturas bajas
el alcohol se contrae y si la temperatura sube ocurre lo contrario, el alcohol se expande, pero el índice de vidrio que lleva en su interior marca la temperatura más baja registrada durante el día.
Termógrafo: Formado por un tubo curvo que consta de dos extremos uno fijo y el
otro en contacto con una palanca que mueve una pluma que registrar sobre una banda de papel colocada sobre tambor o cilindro una gráfica denominada termograma marcado en grados centígrados y el tiempo en horas, la banda de papel esta diseñada para tomar registros durante las 24 horas del día.
Geotermómetros. Termómetros que sirven para medir la temperatura al
interior del suelo, están construidos por un bulbo sensible al calor del suelo, la punta esta abierta para poner en contacto el bulbo y el suelo, normalmente la escala esta fuera del suelo o en un reloj en la parte superior del bulbo
CALOR
La Temperatura se expresa como la medida de calor que un cuerpo tiene, a medida que las moléculas se mueven a mayor o menor velocidad la temperatura aumenta, esa energía que se produce se denomina calor. El calor que se refleja desde el suelo es absorbido por la atmósfera y una parte por el agua y otra parte se pierde.
El calor como forma de energía se puede producir por la quema de carbón o de combustible lo que se denomina combustión rápida acompañada de incandescencia. Pero existe el calor desprendido a causa de la combustión
lenta en la que se genera calor aunque no se observe llama alguna. En la
fermentación de compost y en la pasteurización se presenta una combustión
lenta. En el cuerpo humano existe combustión lenta con desprendimiento de calor;
una combustión lenta se puede transformar en rápida, como es el caso de la combustión del heno. Para que tenga lugar la combustión se requiere de un combustible que puede ser carbono u oxígeno proporcionado por el aire. Por ello la estufa se apaga al cerrarse el aire. Toda combustión desprende gas carbónico además de energía liberada en forma de calor.
Grado de calor
Todas las sustancias líquidos y gases se dilatan con el calor y reducen su volumen al enfriarse, esta característica se usa al medir el grado de calor con un termómetro, el tubo hueco del termómetro con alcohol o mercurio y al colocar el termómetro en un lugar caliente, el líquido asciende por la dilatación del líquido por el calor. En un medio más frío el nivel baja en el tubo por la reducción del volumen del líquido. La escala del termómetro se divide entre 0 y 100 partes para escalas medidas en grados Celsius.
La escala Celsius toma como puntos de referencia la Temperatura de fusión del helio y la temperatura de ebullición del agua. Con un termómetro medimos la temperatura o grado de calor. En los cultivos se utilizan termómetros de alcohol que se leen con mayor facilidad y rapidez que los de mercurio para controlar la temperatura bajo condiciones controladas, en algunas ocasiones se utilizan termómetros de lectura a distancia sobre todo en invernaderos.
Cantidad de calor
Para medir la cantidad de calor se usa la kilocaloría –Kcal.-, en otros países de lengua inglesa se usa la unidad BTU. Una BTU es igual a 0,252 Kcal. Una Kilocaloría es igual a 3 698 BTU. La kilocaloría es la cantidad de calor que se suministra a un Kg. de agua para elevar su temperatura en un ºC. Para hacer pasar la temperatura de 15 a 16ºC se necesita una kcl.
Algunos ejemplos se ilustran a continuación
Para 8 litros de agua de 23 a 24 ºC se necesitan 8 Kcl. Para calentar 10 Los de agua de 15 a 22ºC se requieren 10x7 igual a 79 Kcl
Para hacer pasa la temperatura de 0 al punto de ebullición 10x100 = 1000 kcl.
Calor específico: el número de kcl que es necesario suministrar a un kilo de un material para elevar su temperatura 1 grado, se denomina calor específico de ese cuerpo. Este calor específico en el agua es de 1 por que es necesario una kcl para elevar la temperatura de 1 Kg. de agua en 1 ºC.
Algunos materiales y elementos tienen un calor específico determinado medido en Kcl; es importante conocer algunos valores que permiten aplicación en actividades de agricultura de precisión, por ejemplo en cultivos de invernadero, o en cultivos que requieren infraestructura climatizada para saber qué cantidad de calor debe suministrarse a los materiales con los cuales se contruyen las parede, cubiertas, techos, camas de sembradío, entre otros, para lograr las condiciones adecuadas de temperatura dentro de las casas o invernaderos de cultivo. En la Tabla 2 se observan algunos de los valores acerac de calor específico de materiales como madera, ladrillo, tierra, hierro y aire.
TABLA 2. CALOR ESPECÍFICO
Cuerpos Calor especifico kcl.
Aire 0.24 Madera 0.4-0.5 Ladrillo 0.22 Hierro 0.11 Hormigón 0.5 Tierra mojada 0.7 Tierra seca 0.4
Los cambios verticales de temperatura
Hacen referencia a las variaciones en los valores de temperatura que se suceden debido a la altitud de un lugar, ya que en zonas altas existe mayor pérdida de calor, de modo que la temperatura es baja. La distribución horizontal de temperatura se relaciona con el denominado Gradiente térmico. A medida que se escala a mayor altura, la temperatura se reduce ya que la cantidad de vapor aumenta lo mismo que el volumen
En la redistribución en forma vertical de la temperatura se genera un Gradiente alto térmico (GAT) que equivale a 6 C/1000 msnm. El suelo se enfría y el aire se calienta por contacto con la superficie edáfica, en el día el aire se calienta y en la noche la superficie del suelo sufre enfriamientos
Los cambios horizontales de temperatura se deben a la latitud. En las zonas costeras de los océanos la temperatura es más estable pues el agua absorbe mayor cantidad de radiación solar, la almacena. La distribución horizontal de la temperatura, se da gracias a la curvatura terrestre, de modo que en los polos (latitud 90º) la temperatura es mínima y en el Ecuador es máxima, o sea a latitud cero.
Clases de temperatura.
Temperatura máxima: Valor máximo que alcanza la temperatura del aire durante un día.
Temperatura mínima: Valor mínimo que se presenta durante el día.
Oscilación diaria: Diferencia entre la máximo y la mínima temperatura presentada durante el diaria.
Temperatura media mensual: Promedio de las temperaturas
Temperaturas medias diarias Registradas durante un periodo de tiempo, generalmente un mes
Temperatura media diaria: Promedio de la temperatura observadas durante el día.
Temperatura media anual: Promedio de las temperaturas medias, de cada uno de los meses de año.
En la tabla 3., se muestran las temperaturas mínimas, máximas medias, lo mismo que las temperaturas mínimas absolutas y mínimas absolutas de la Estación de Cocorná. Colombia, tomadas diariamente durante los meses de año
TABLA 3. TEMPERATURA º C. ESTACION COCORNA. AÑO 2003.
MES MIN-MED MAX-MED MEDIA MAX-ABS MIN-ABS
Enero 17.7 26.3 21.8 28.5 15.7 Febrero 17.8 26.4 21.9 28.8 16 Marzo 17.5 25.9 21.2 29.5 16.3 Abril 17.7 26.1 21.6 29.6 16.5 Mayo 17.9 26.7 21.9 30.3 16.8 Junio 17.3 25.9 21.2 28.5 16 Julio 17.2 26.3 21.5 28.6 15 Agosto 17.2 26.8 21.6 29.5 16 Septiembre 17.2 26 21.3 28.4 15.6 Octubre 17.3 25 20.9 27 15.3 Noviembre 17.3 25.4 21.1 27 15.6 Diciembre 17.5 25.1 20.9 27.6 15.9 Promedio 17.5 26.0 21.4 Absoluta 30.3 15.0 Total
LECCION 5. Las Isotermas
Las isotermas son líneas que unen los puntos de igual temperatura, cuando las líneas se cruzan significa que aparecen cambios bruscos de temperatura, si por el contrario no se cruzan, esta circunstancia quiere decir que han existido cambios leves de temperatura. A partir de líneas imaginarias o Isotermas se grafican uniendo los puntos de la superficie terrestre que presentan igual temperatura, asignando valores promedios iguales
Ejemplo de mapa de isotermas se halla en la siguiente figura
Mapa de isotermas en el Mundo, une promedio de temperaturas iguales que se presentan en diferentes lugares del mundo, así por ejemplo la Isoterma que representa temperaturas de menos 30 ºC se ubica en el polo sur; de 10 de 30 ºC se presenta en regiones ubicadas hacia el Ecuador uniendo puntos en el Extremo de Estados unidos, Parte Sur de Colombia, Ecuador, África central e India entre otros lugares geográficos. La Isoterma de los 10 ºC une lugares ubicados en el trópico de Capricornio como Chile, parte Sur de África y Australia. Las temperaturas superiores a 20ºC se presentan entre los trópicos de Cáncer y de capricornio. Ejercicio: Con base en el mapa de isotermas, cuáles zonas en el mundo se ubican sobre los -20ºC; Colombia en que líneas isotérmicas se ubica en el mundo.
Tomado de http:// www.mapa isotermas
Relación entre temperatura y los seres vivos.
Los seres vivos tienen la capacidad de detectar las diferencias entre
valores de temperatura, lo que se denomina termo recepción. Los animales tienen un intervalo de temperaturas máxima o mínima en su cuerpo dentro del cuál pueden vivir normalmente, que va desde los 0°C a 45°C.; a menos de 0ºC, por debajo o por encima de estos límites, las plantas sufren daños, por congelamiento de sus tejidos y sufren necrosamiento de tejidos, ocurre cuando se presentan heladas. Las limitaciones dependen del congelamiento de los tejidos a baja temperatura y de la alteración de las proteínas, por encima del extremo superior de ese intervalo. Dentro de los límites establecidos, el metabolismo de un animal tiende a aumentar o disminuir al mismo tiempo con la temperatura de su cuerpo
La temperatura está ampliamente ligada a los procesos metabólicos de los seres vivos; por ejemplo en los vegetales influye en los procesos de síntesis de clorofila, en las fases fenológicas actúa directamente, en etapas de germinación, crecimiento, floración y producción de los frutos. Pero también tiene que ver con el fotoperiodo, que unido a la precipitación y radiación solar
aceleran la generación de las plantas y favorecen el desarrollo de los biomas. Cuando las condiciones de temperatura, precipitación y radiación solar se ven alteradas, muchas especies florísticas y faunísticas tienden a desaparecer. La vida de las plantas se desarrolla en rangos de temperatura de 0 a 45 ºC. Por exceso o por defecto de temperatura, las plantas sufren estrés y generalmente necrosamiento por congelación de sus tejidos o por quemazón de los mismos y generalmente muere por afectación de los sistemas vasculares que llevan los nutrientes y agua de una parte del vegetal a otros órganos. La temperatura influye en la proliferación de plagas y enfermedades en las plantas cultivadas, con humedad alta y temperatura alta se suceden procesos de germinación de las esporas de hongos patógenos y eclosión de nematodos patógenos y de algunos insectos comedores, chupadores, picadores y masticadores de follaje. En los trópicos donde las temperaturas son uniformes y las variaciones climáticas se presentan, la incidencia de enfermedades y plagas es alta, pues crea ambientes adecuados para la proliferación de hongos, bacterias e insectos.
La variedad de cultivos se distribuyen de acuerdo a la temperatura y humedad reinante. Cuando la humedad relativa es alta en los trópicos, con periodos de lluvia frecuentes, se beneficia el cultivo, incrementándose la cantidad de clorofila sintetizada. El cultivo entonces ahorra consumo de agua por que la transpiración de los tejidos vegetales es menor.
CAPITULO 2. OTROS ELEMENTOS DEL CLIMA LECCION 1.
2.1.2. Los Vientos
El viento es el movimiento del aire en relación con la superficie de la tierra, bien sea nivel oceánico o terrestre, se origina debido a la diferencia de la insolación o radiación solar que no es recibida en forma homogénea. La radiación solar es mayor en el trópico y menor en los polos de manera que por diferencias de calentamiento hace que las masas de aire se comporten de manera diferente obedeciendo a los grados de temperatura y presión de modo que debido a la transferencia de calor desde el ecuador hacia las regiones polares ocurren los vientos. La dirección y velocidad de los vientos son dos propiedades objeto de estudio y están influidas por el relieve y la altitud. La relación del viento se determina siempre con relación al norte. La velocidad se mide con ayuda del anemómetro en Km./h, o kilómetros por hora, metros por segundos/s o nudos. Un nudo equivale a 1852 Km. /h. La escala de Beaufort es la más utilizada para describir la fuerza del viento. Los vientos también vienen cargados de una buena
cantidad de humedad y además de temperatura, su fuerza y ocurrencia causa innumerables desastres.
La Escala de Beaufort, describe algunas características del viento y plantea algunas observaciones respecto a su ocurrencia
TABLA 4. DESCRIPCION DEL VIENTO SEGÚN ESCALA DE BEAUFORT.
FUERZA KM/HORA DESCRIPCION OBSERVACIONES
0 0-2 Calma El humo sube en vertical
1 2-6 Ventolina No se mueven las hojas
2 6-11 Viento suave Se siente viento en la cara
3 11-18 Viento leve Las hojas se mueven. Las
banderas ondean
4 18-28 Viento moderado Se mueven las ramas, se levanta
polvo
5 28-39 Brisa fresca Se mueven los arbustos
6 39-50 Viento fresco El paraguas se controla con dificultad
7 50-61 Viento fuerte Se mueven los árboles se dificulta el andar
8 61-72 Viento duro Las ramas pequeñas se rompen 9 72-86 Viento muy fuerte El viento arranca tejas
10 86-101 Temporal El viento arranca los árboles
11 101-117 Borrasca Grandes destrozos
12 Mayor de
117
Huracán Efectos devastadores sobre edificaciones.
Fuente: Enciclopedia Práctica de la Agricultura.
La escala de Beaufort es muy utilizada en navegación.2
Corrientes de aire
Corresponde a los movimientos verticales del aire bien sea en ascenso o descenso, en cambio los movimientos horizontales corresponden al viento en movimiento. El viento se produce por diferencia de presión entre dos puntos de la superficie terrestre, el sentido de circulación del aire se realiza de zonas de alta presión a las de baja presión factores como lo son la
Las fuerzas que intervienen en la dirección de los vientos son: Fuerza de coriolis
Fuerza centrífuga Fuerza de la fricción.
Fuerza de coriolis: La primera fuerza o de coriolis se debe a la rotación de la
Tierra, debido a este fenómeno el viento se dirige en sentido opuesto en cada hemisferio, la fuerza de coriolis es mecánica, así las masas de aire que se mueven de Norte a Sur se desvían en relación con la tierra que gira sobre su eje, en el hemisferio Norte se desvían en el sentido de las agujas del reloj y en el Sur en el sentido opuesto. El efecto se denomina así gracias al físico francés Gustave Gaspard de Coriolis, quien descubrió el efecto que lleva su nombre. La influencia de la fuerza coriolis se refleja en los vientos, y en las corrientes del mar
Fuerza centrífuga la corriente se desvía hacia su origen , y tiende a alejarse de
un centro determinado.
Fuerzas de fricción: se produce un movimiento en espiral, al rozar con el suelo y
se generan las llamadas turbulencias del viento.
La circulación de los vientos se hace en dirección a las agujas del reloj. Los vientos permiten la circulación térmica transportando calor de las bajas altitudes hasta las altas altitudes. El viento también transporta el vapor de agua de los océanos al continente en donde asciende a la atmósfera y se producen las precipitaciones.
Patrones de circulación del aire.
Los parámetros de circulación de aire se debe fundamentalmente a aspectos como:
Diferencias en la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la tierra: se debe a los cambios de temperatura en las regiones siendo extremas en los polos y en el ecuador y mucho más homogéneas entre estas dos regiones, de manera que el aire se calienta más en el ecuador. Variaciones de la cantidad de energía que llega a la tierra, debido a los
cambios en la emisión de energía solar y a los cambios en la inclinación del eje terráqueo que se balancea cada 22.000 años y se inclina cada 44.000 cuando el planeta gira alrededor del sol y los cambios en la forma de la órbita de la tierra que ocurre cada 10.000 años.
Relación de la tierra sobre un eje inclinado, la circulación del aire Norte – Sur está direccionada por 6 celdas de masas de aire que se arremolinan tres al norte y tres al sur debido a fuerzas creadas cuando la tierra gira sobre su eje. El movimiento de las masas de aire en las celdas establece la dirección de los vientos este oeste. De esta manera se generan diferencias
en los climas de la tierra y se determina el tipo de vegetación de cada zona en particular. Fig. 5.
Características del aire. El aire se expande o se contrae gracias a las diferencias de temperatura, al calentarse se expande o dilata cual propiedad de los gases y al enfriarse se contrae y va cargado de mayor cantidad de vapor de agua. Gracias a esa propiedad el aire distribuye la humedad y la temperatura
Cómo se forman los vientos? :
El viento es el movimiento de las masas de aire en relación con la superficie de la tierra y esta muy relacionado con los cambios en la presión atmosférica, la Insolación solar es mayor en la zona ecuatorial y disminuye en los polos debido a la diferencia del ángulo en cada una de ellas, cayendo perpendicularmente en el ecuador. El viento se origina debido a que las masas de aire que tienen temperaturas y presiones diversas, se desvían gracias a la transferencia de calor desde el ecuador hacia los polos. Los parámetros a tener en cuenta en la circulación del aire se relacionan con la dirección y velocidad del viento, para determinar el clima se analiza la dirección que predomina en la zona en un periodo definido de un mes, por lo menos. La velocidad es otro parámetro importante que se mide con el anemómetro en Kilómetros por hora, metros por segundo o nudos. Un nudo equivale a 1852 Km./h.
En la formación vientos predominantes que alteran el aire desde el Ecuador hacia los polos, en la medida en que la tierra gira la superficie se desplaza más rápido bajo las masas de aire en el Ecuador y se hace más lento en los polos. Las masas de aire que se mueven hacia el norte o hacia el sur se desvían al este y oeste, lo cual crea las seis celdas en las que el aire se arremolina en forma de tirabuzón y abajo a diferentes latitudes.
La circulación del aire
La circulación global del aire tiene relación con los biomas, el calor y la humedad se distribuyen en la tierra por fenómenos de convección que tienen lugar en las celdas de latitudes diferentes, la dirección del flujo de aire el ascenso y descenso determinado dentro de las celdas, genera las zonas climáticas de la tierra. La desigual distribución de humedad y temperatura en diferentes latitudes es lo que da lugar a desiertos, praderas y bosques que son los denominados Biomas del planeta
Figura 7. Circulación del aire en el globo terráqueo 60 N 30 N ECUADOR 30 N 60 S FRIO TEMPLADO FRIO ECUATORIAL TROPICAL TROPICAL FRIO TEMPLADO CALIENTE VIENTOS DEL ESTE V. DEL OESTE DEL NORDEST V. CONTRALISIOS V. DEL OESTE V. DEL ESTE.
Las principales tendencias de la circulación del aire, que generan cinturones de viento en torno a la latitud. La cantidad de rayos solares que recibe cada zona y la influencia de la rotación de la tierra alrededor de su eje producen diferentes valores de presión atmosférica, lo que da lugar a vientos que circulan desde lugares de presión alta hasta lugares de presión baja. Originando gradientes de presión o diferencias de presión que van desde leves cuyo valor es menor que 1 y fuertes de 4 a 5.
Clasificación de los vientos
A. Vientos planetarios: masas de aire que circulan desde las latitudes bajas
hasta las altas latitudes del planeta. Estos a su vez se clasifican en:
Vientos tropicales o alisios: soplan en el hemisferio norte en la dirección Norte-Este y en el hemisferio sur soplan en dirección Sur-Este, circulan alrededor del Ecuador creando área de baja presión
Vientos subtropicales o anticiclones: giran en torno a la latitud 30° norte y sur en dirección Norte-Oeste Sur –Oeste y junto a los vientos que
Aire Polar NE 60º Borrascas Vientos del oeste 30º Calmas
Alisios NE 0º Calmas Alisios SE Calmas
Vientos del NO y O 30º Calmas Aire Polar SE 60º Borrascas
giran dirección Norte – Este y Sur – este dan lugar a zonas de alta presión o zona de calma.
B. Vientos polares: Giran en dirección Norte –oeste y Sur-Oeste en la latitud
60 N y 60 S, circulan alrededor de la latitud 60° creando zonas de baja presión.
C. Vientos zonales: masas de aire que se producen por diferencia térmica
entre continentes y océanos. Son característicos dentro de esta clase de viento los monzones, denominados así por que cambian de dirección. Se producen por que la tierra se calienta más que el mar lo que establece las diferencias de presión en la superficie que genera diferencias de presión atmosférica bajas sobre la tierra y un de altas presiones sobre el océano. El monzón de verano ocurre cuando la superficie terrestre es más cálida que el mar, por lo tanto los vientos soplan del mar hacia la tierra, cargados de humedad, y genera aguaceros e inundaciones derivadas de las lluvias denominadas monzónicas. El Monzón de invierno ocurre cuando la temperatura en la superficie terrestre es más frío que la del mar por lo tanto se crea un centro de altas presiones en la tierra de allí se origina los vientos fríos y secos que van hacia los centros de baja presión sobre el mar.
D. Vientos locales o menores: Cambian de dirección en la fase nocturna. Estos cambian de dirección en la fase nocturna, son masas de aire suaves como las brisas que ocurren con diferentes grados de calentamiento del mar. Se producen por la desigualdad en el calentamiento de las diferentes zonas.
E. Los vientos alisios se forman cerca de las zonas de los cinturones subtropicales. De retorno a la atmósfera se producen los contra-alisios que son vientos que soplan en sentido contrario. El intercambio de los vientos del Ecuador hacia los polos genera diferentes clases de vientos.
Relación entre presión atmosférica y vientos.
