MODULO DE AGROCLIMATOLOGIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA UNAD

AGROCLIMATOLOGIA ESCUELA CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

GLORIA MARIA CIFUENTES MOLANO gloriamariacifu@gmail.com

BOGOTA, D.C. 2006

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Autora Gloria Mara Cifuentes Molano Ingeniera Agrnoma Especialista en Ecologa

COMIT DIRECTIVO Jaime Alberto Leal Afanador Rector Gloria Herrera Vicerrectora Acadmica Priscila Rey Decana Facultad de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Rafael Urrea Secretario Acadmico Escuela Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Gabriel pardo Coordinador Nacional Agronoma

CURSO ACADEMICO DE AGROCLIMATOLOGIA Primera Edicin @Copy Rigth

Universidad Nacional Abierta y a Distancia ISBN

2005 Centro Nacional de Medios para el aprendizaje

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CONTENIDO PAGINA

INTRODUCCION OBJETIVOS UNIDAD UNO. FUNDAMENTOS DE AGROCLIM ATOLOGIA

13 16 17

INTRODUCCION OBJETIVOS REFLEXIONES CAPITULO UNO. GENERALIDADES LECCION 1. INTERREALCIN DEL CLIMA CON OTRAS CIENCIAS LECCION 2. EL CLIMA LECCION 3. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CAMBIO DE CLIMA LECCION 4. LA ATMOSFERA LECCION 5. ISOTERMAS CAPITULO DOS. FACTORES DEL CLIM A 2.1. ELEMENTOS DEL CLIMA LECCION 1. TEMPERATURA Y VIENTOS LECCION 2. VAPOR DE AGUA Y HUMEDAD LECCION 3. CONSENSACION Y RADIACION SOLAR 51 LECCION 4. CORRIENTES OCEANICAS LECCION 5. PRECIPITACION Y NUBOSIDAD 52 19

19 19 21

19 23 24 26 38

41 41 41

51

57

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CAPITULO TRES. FACTORES CLIMATICOS Y GEOGRAFICOS Y SU INFLUENCIA EN EL CLIM A 74 LECCION 1. LA EVAPORACIN LECCION 2. PRESIN ATMOSFRICA LECCION 3. CAMBIOS ESTACIONALES DEL CLIMA LECCION 4. EL RELIEVE . LECCION 5. FUERZAS TECTONICAS, LAS PLACAS, RELIEVE. 74 75 75 76

LECTURAS COMPLEMENTARIAS ACTIVIDADES BIBLIOGRAFIA

LECCION 5

87 92 94

UNIDAD DOS. EL CLIM A Y SU APLICACIN EN EL SECTOR AGRICOLA

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INTRODUCCION OBJETIVOS REFLEXION CAPITULO UNO. EL CLIM A, LOS ECOSISTEMAS Y EL HOMBRE

97 98 98 99

LECCION 1. LOS BIOMAS. ZONAS DE VIDA EN EL MUNDO BIOMAS TERRESTRES BIOMAS ACUTICOS LECCION 2. ZONAS CLIMATICAS EN COLOMBIA 114 LECCION 3.FACTORES CLIMATICOS Y SU EFECTO EN LA AGRICULTURA LECCION 4. TEMPERATURAS BAJAS. HELADAS LECCION 5. FENOLOGA. CAPITULO DOS. EL CLIM A, Y EFECTOS EN LA AGRICULTURA

99 99 105

117 119 123

LECCION 1. LA INFLUENCIA DEL CLIMA EN LA AGRICULTURA LECCION 2 ESTACIONES CLIMATOLGICAS LECCION 3 REGISTRO DE LOS VIENTOS LECCION 4. LA MEDICIN DE LA PRECIPITACIN LECCION 5. REGISTRO DE DATOS METEOROLGICOS INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICIN

123 141 149 152 157 160

5

CAPITULO 3. EL CLIM A COMO HERRAMIENTA EN LA PRODUCCION

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INTRODUCCION OBJETIVOS LECCION 1.. ESTACIONES CLIMTICAS LECCION 2. AGRICULTURA DE PRESICION LECCION 3.CAMBIO CLIMATICO LECCION 4 EFECTO INVERNADER Y CAMBIO CLIMATICO LECCION 5.NORMATIVIDAD AMBIENTAL LECTURAS COMPLEMENTARIAS ACTIVIDADES BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA GENERAL ANEXOS

170 170 168 173 176 179 181 185 188 188 190

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Lista de TablasTABLA TABLA 1. HISTORIA DE LA CLIMATOLOGIA TABLA 2. CALOR ESPECIFICO DE ALGUNOS MATERIALES TABLA 3. TEMPERATURA C ESTACION COCORNA TABLA 4. DESCRIPCION DEL VIENTO SEGN LA ESCALA BEAUFORT TABLA 5. HUMEDAD DE SATURACION TABLA 6. HUMEDAD ABSOLUTA VS. HUEMDAD RELATIVA TABLA 7. DATOS REGISTRADOS ESTACION ARCADIA TABLA 8. REGISTRO ANUAL DE PRECIPITACIONES TABLA 9. COEFICIENTE PARA ESTIMAR LLUVIAS APROVECHABLES TABLA 10 PERIODO DE ESTACIONES DEL CLIMA TABLA 11. ZONAS DE VIDA EN EL OCEANO TABLA 12 EL CLIMA Y LA VEGETACION TABLA 13. CLASIFICACION CLIMATICA DE KOPPEN TABLA 14. CLASIFICACION ESPECIFICA DEL CLIMA SEGN KOPPEN TABLA 15. INDICE CALORIFICO. TABLA 16. CLASIFICACION DE ECOSISTEMAS. BOSQUES DE COLOMBIA TABLA 17. DISTRIBUCION DE BOSQUES EN COLOMBIA. TABLA 18. VARIABLES USO CONSUNTIVO DE AGUA TABLA 19. RESULTADOS USO CONSUNTIVO DE AGUA EN AGUACATE TABLA 20. RESULTADOS USO CONSUNTIVO ANUAL. CULTIVO DE AGUACATE TABLA 21. CONSUMO DE HUMEDAD PARA VARIOS CULTIVOS TABLA 22 COEFICIENTE DE CULTIVO PARA ALGUNAS ESPECIES TABLA 23. HOJA DE REGISTRO DE TEMPERATURA TABLA 24 DIRECCION DE LOS VIENTOS PAG. 22 34 36 39 51 52 59 64 65 78 102 104 107 107 109 112 114 128 129 130 136 136 142 147 123

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TABLA 25HOJA DE REGISTRO. PLUVIOSIDAD TABLA 26. REGISTRO DE DATOS METEOROLOGICOS TABLA 27 USO DE LA TABLA PSICROMETRICA TABLA 28 INFORMACION CLIMATOLOGICA TABLA 29. COMPORTAMIENTO DE TEMPERATURA ANUAL TABLA 30 TEMPERATURA SECA Y HUMEDA TABLA 31. TEMPERATURA MAXIMA Y MINIMA TABLA 32. TEMPERATURA ADECUADA PARA ALGUNOS CULTIVOS.

152 152 153 155 161 162 164 173

Lista de FigurasPAG. FIGURA 1. AREAS EN PROCESO DE DESERTIFICACION FIGURA 2. TERMOSCOPIO DE GALILEO FIGURA 3. ESCALAS TERMOMETRICAS FIGURA 4. LEY DE CHARLES GAY_ LUSSAC FIGURA 5. ANEMOGRAFO FIGURA 6. FORMACION DE VIENTOS FIGURA 7. CIRCULACION DEL AIRE EN EL GLOBO TERRAQUEO FIGURA 8. CORRELACION PRESION ATMOSFERICA_ VIENTOS FIGURA 9. MAPA DE ISOBARAS FIGURA 10 MAPA PRONOSTICO DEL TIEMPO FIGURA 11. CONSENSACION DE VAPOR FIGURA 12. FLUJO DE ENERGIA EN LA TIERRA FIGURA 13. MAPA DE ISOYETAS FIGURA 14. CLASIFICACION DE LAS NUBES SEGN HOWAR FIGURA 15. CLASIFICACION DE NUBES SEGN LA ALTURA FIGURA 16. CAMBIOS ESTACIONALES FIGURA 17 EFECTO SOMBRA _ LLUVIA FIGURA 18. RELIEVE FIGURA 19. LAS MONTAAS MAS ALTAS DEL MUNDO 22 26 28 34 38 39 43 45 47 48 49 56 66 67 69 73 76 80 82

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FIGURA 20. VALLES FIGURA 21. VOLCANES FIGURA 22. BIOMAS EN EL MUNDO FIGURA 23. PRADERA ARTICA FIGURA 24. HABITANTE DE LA PRADERA ARTICA FIGURA 25 HOLDRIDGE SISTEMAS DE CLASIFICACION CLIMATICA SEGN

82 83 98 99 100 110 116 123 126

FIGURA 26. AFECTACION DE LOS BOSQUES POR LA PRESION POBLACIONAL FIGURA 27 FASES FENOLOGICAS EN FRUTALES FIGURA 28 HIGROGRAFO

FIGURA 29 CURVA REAL Y TEORICA DEL COEFICIENTE DE CULTIVO 136 FIGURA 30. UNIDAD METEOROLOGICA 141 FIGURA 31. TERMOMETRO SECO _ HMEDO FIGURA 32. .ANEMGRAFO _ ANEMMETRO FIGURA 33. ANEMOMETRO DE ROTACION FIGURA 34. ANEMOGRAFO FIGURA 35 PLUVIOGRAFO FIGURA 36. PLUVIOMETRO FIGURA 37 ESTACION PLUVIOMETRICA FIGURA 38. BAROGRAFO FIGURA 33. HELIOGRAFO FIGURA 34. ACTINOGRAMA FIGURA 35. ESTACION CLIMATOLOGICA. FIGURA 36. PRONOSTICO PLUVIOMETRICO EN AMERICA DEL SUR. FIGURA 37. PRONOSTICO SATELITAL SUR AMERICA FIGURA 38. COMPONENTES AMBIENTALES 143 145 146 148 149 149 151 156 157 159 164 173

174 175

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Lista de DiagramasPAG. DIAGRAMA 1. ESTRATOS O CAPAS ATMOSFERICAS DIAGRAMA 2. TIPOS DE RADIACION SOLAR DIAGRAMA 3 USO CONSUNTIVO DE AGUA 24 52 117

DIAGRAMA 4. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL USO CONSUNTIVO 117 DE AGUA DIAGRAMA 5. COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA Y HUMEDAD. GRAFICA PRODUCIDA POR TERMOHIGROGRAFO DIAGRAMA 6 BRILLO SOLAR REGISTRADO DURANTE UN AO DIAGRAMA 7. COMPORTAMIENTO DE LAS LLUVIAS EN UN AO. ESTACION LOS POMOS. CHINCHINA. CALDAS DIAGRAMA 7. DATOS PLUVIOMETRICOS 125

134 145

146

DIAGRAMA 8. COMPORTAMIENTO DE LA TEMPERATURA Y DE LA HUMEDAD

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Lista de AnexosANEXO 1. INSTRUMENTOS PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE EN COLOMBIA ANEXO 2. INFORME AMBIENTAL PAG. 170 171

172 ANEXO 3. RED DE HUMEDALES ANEXO 4. LEYES AMBIENTALES 173 178 ANEXO 5. BASE DE DATOS RED AMBIENTAL

ANEXO 6. BASE DE TADOS RED AMBIENTAL

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ANEXO 7. CONEXIONES

PARA OBSERVACION DEL CLIMA.

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PRONOSTICOS SATELITALES.

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INTRODUCCION

El curso de Agroclimatologa intenta dar una mirada a la accin del clima en la actividades que tienen que ver con el sector agrcola, est conformado por dos crditos y tiene como propsito crear una conciencia ambiental entorno a las actividades agrcolas productivas. En la primera Unidad encontrar los conceptos acerca de lo que significa el clima en todo su contexto, y una mirada a la climatologa y a las ciencias y disciplinas conexas que complementan su accionar. Tambin se desarrolla un tema importante relacionado con los factores que influyen en el clima como la temperatura, la precipitacin y otros elementos que inciden en las variaciones climticas, se conocer la estructura de la atmsfera como factor bsico de la temperie su influencia y composicin; como tambin se

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dar una visin los aspectos fisiogrficos 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 dems elementos del clima. El curso interrelaciona los anteriores factores con las actividades agrcolas y la vida del hombre, y la aplicacin de la climatologa a la agricultura, la proteccin de los cultivos frente a fenmenos impredecibles y ante fenmenos pronosticables y su relacin con la fenologa de las plantas. Se describirn los instrumentos y equipos necesarios para registrar los datos climticos, sus caractersticas, importancia y funcionamiento dentro de una Unidad o Estacin Meteorolgica y finalmente se apreciar la normatividad encaminada al cuidado del medio ambiente.

El marco terico del curso se fundamenta en el origen y composicin de la estructura de los continentes y de las reas ocenicas, los aspectos geomorfolgico, el comportamiento biolgico y fenolgico de las plantas, los mecanismos de accin de los elementos del clima como la temperatura, humedad, radiacin solar, sobre el metabolismo de las plantas, el ciclamiento de la materia y la energa, y las teoras bsicas de preservacin de los recursos naturales.

El curso corresponde al rea de Agronoma y est conformada por dos (2) crditos acadmicos, que corresponden al campo disciplinar. Los propsitos del curso tienen relacin con la formacin del Estudiante en competencias para la vida y el trabajo, articulando la formacin y la produccin de manera que el futuro profesional est en capacidad de reconocer, identificar, diagnosticar, valorar y controlar los aspectos relacionados con el manejo del medio ambiente y de la aplicacin de la Climatologa a las actividades relacionadas con la agricultura, tanto a campo abierto como de precisin o protegida en invernaderos e infraestructuras especiales.

La metodologa a utilizar en el desarrollo del curso tiene que ver con la capacidad de desarrollar su propio autoaprendizaje con la ayuda de estrategias de observacin, investigacin, experimentacin e interaccin con la comunidad, acompaado por el Tutor quien le guiar el aprendizaje en aras de formar un profesional tico, reflexivo y crtico que contribuya a generar espacios de dilogo, analizar crear polticas y lineamientos entorno a la mejora del sector agropecuario.

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Se realizarn tambin prcticas de campo de obligatorio cumplimiento, interaccin con productores agrcolas, entidades, profesionales, semilleros y grupos de investigacin que trabajen en el rea de Agroclimatologa. Se analizarn artculos cientficos sobre avances en el tema, estados del arte, lectura autorregulada de textos, documentos y bsqueda de informacin. La Evaluacin se realizar teniendo en cuenta la Coevaluacin, Heteroevaluacin y Autoevaluacin con la presentacin de un portafolio, informes, talleres, y visitas de campo, en las que se evidencia el progreso y avance del aprendizaje. Estamos unidos a las leyes ecolgicas del flujo de energa, al crecimiento de la poblacin, la seguridad alimentaria, y a los patrones inconstantes de temperatura y precipitacin que conducen a diferentes climas en el mundo

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OBJETIVOS Conocer los elementos y caractersticas meteorolgicas que determinan las condiciones fisicoqumicas que rodean las actividades agropecuarias Identificar las condiciones climticas que se producen en la atmsfera y conocer su influencia de las diferentes regiones en Colombia. Estudiar los fenmenos biolgicos y fenolgicos de las plantas y su relacin con los factores meteorolgicos y del medio ambiente Conocer y aplicar la informacin climatolgica para dar solucin a los problemas de la produccin agropecuaria. Conocer la normatividad y el pensamiento mundial sobre la conservacin de los ecosistemas.

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UNIDAD UNO. FUNDAMENTOS DE AGROCLIM ATOLOGIA

Tomado. Climatologa agrcola. U. Sur del lago. Los Hombres viven bajo las leyes de la naturaleza. Darwin.

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INTRODUCCION Bienvenido al mundo de la Agroclimatologa dos palabras que se interrelacionan ya que sin clima no puede existir produccin de alimentos ni mucho menos la formacin de Biomas, zonas o ecosistemas que en conjunto conforman la Biosfera, en donde cada comunidad y sus individuos se adaptan y sobreviven a condiciones climticas diferentes, el clima determina la forma de vida de los seres vivos. En que tipo de bioma vive UD.? Qu efectos tiene la actividad humana sobre la vegetacin?, Cmo afectan los cambios en los ecosistemas su vida personal? Estas y otras preguntas referidas al papel de los accidentes fisiogrficos, de la hidrografa, de los elementos climtico, de la composicin y estructura de la atmsfera sern resueltas con su ayuda en el Mdulo y en otras referencias bibliogrficas, lo mismo que en la interaccin con los productores que poseen el conocimiento emprico, producto de sus tareas agrcolas diarias. El trabajo con su grupo de estudio, las prcticas y su propio inters sobre el tema sern de gran utilidad para entender los conceptos bsicos 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 climticas en una regin en particular Establecer la accin de la orografa sobre el clima

REFLEXIONES 1. Cree que existen Ciencias afines a la Climatologa, relacione algunas de ellas y comente el porqu de su complementariedad? 2. Cul es el punto de unin entre la Agricultura y los aspectos climticos? 3. La temperatura y la humedad ambiental pueden influir en el crecimiento de una planta? 4. Analice y discuta con sus compaeros cules pueden ser las competencias que le aporta el estudio de la Agroclimatologa a su vida profesional? 5. Cules pueden ser los cambios que influyen en el cambio de clima?

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CAPITULO UNO. GENERALIDADES.

LECCION 1 1.1. INTERRELACIN DE LA CLIMATOLOGIA CON OTRAS CIENCIAS.

La Agroclimatologa guarda amplia relacin 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 poblacin humana o Demografa, ya que marca ampliamente parmetros para su crecimiento al tocar temas tan importantes cmo el uso de los recursos y su degradacin, la contaminacin ambiental que producen el hombre a travs de las actividades de produccin y las relaciones de la poblacin y la tecnologa que genera desechos que son arrojados al ambiente. La historia de la interrelacin entre Demografa y Climatologa comienza con la poca en que el hombre era cazador y recolector y poco a poco fue generando sociedades agrcolas e industriales; la revolucin industrial da un visn histrica del modo de uso y conservacin de los recursos naturales y la proteccin del medio ambiente y el impacto de las poblaciones sobre los ecosistemas, con incidencia directa sobre la variabilidad en el clima. La distribucin de la poblacin 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 crticos.

Se relaciona tambin con la Fsica y la Qumica, cuando se estudian los recursos, materia y energa, que tienen que ver con las formas, estructura y calidad de la materia, los tipos de energa utilizados por el hombre, entre ellas la ms importante: el sol; pero tambin tiene que ver con los cambios fsicos y qumicos y los principios de conservacin de la materia. Una ciencia que guarda amplia relacin con la Agroclimatologa es sin duda la Ecologa, como interrelacin del medio ambiente con el Hombre, se aprecia all el funcionamiento de los ecosistemas y las distintas formas de sustentacin de la vida en la tierra, los componentes de los ecosistemas y el flujo de energa 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 acutica, es decir a los biomas y a la vida sobre la tierra.

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La Geologa, la dinmica de la tierra y el clima se complementan en cuanto la Geologa se ocupa de la estructura y composicin de la tierra, los procesos internos y externos en los cuales el factor clima influye, la misma formacin del suelo por meteorizacin de las rocas, no se podra llevar a cabo sin la participacin de los elementos del clima como la humedad, la temperatura, los peligros naturales tambin son objeto del clima y obviamente los marcos de tiempo. La Edafologa o estudio de los suelos, se relacionan con la composicin de sustratos, flujo de nutrientes para las plantas, procesos de conservacin y problemas como el de la desertificacin por varios factores entre ellos los vientos, la sequedad, la deforestacin y el mal uso de la tierra, lo mismo que la contaminacin por procesos diversos entre ellos la agricultura no limpia. La Hidrologa o ciencia que se ocupa de los recurso del agua como lquido vital para la humanidad, regulada por los ciclos pluviomtricos, la evaporacin, los procesos contaminantes de la atmsfera y los cambios climticos, tambin est ampliamente unida a la Agroclimatologa. La Biologa, es una de las ciencias afines a la Agroclimatologa en puntos fisiolgicos y morfolgicos de los seres vivos especialmente de la flora y fauna. La Fitopatologa se ve altamente influenciada por el clima. El desarrollo de enfermedades, la relacin patgeno- hospedante, la incidencia de enfermedades, epifitias y los mismos procesos de manejo y control tienen que ver con los fenmenos climticos. La Economa, el medio ambiente y el clima tiene un punto de encuentro en el estudio de los bienes y recursos, el crecimiento econmico y los costos de la contaminacin por ejemplo, o del uso de los recursos naturales, el estudio de algunos mtodos econmicos para mejorar la calidad ambiental y conservar los recursos, asociados a una transicin hacia la economa de la sustentacin de la tierra en aras de eliminar la pobreza. La Estadstica y la Matemtica son herramientas que le sirven a la climatologa para analizar datos tomados del ambiente y que influyen en las actividades humanas. Se podran enumerar muchas ms reas del conocimiento pues en general

ECCION 2. EL CLIMA El clima se deriva de la palabra griega KLIMA que significa inclinacin del eje terrestre. La Climatologa como ciencia es el estudio de las condiciones atmosfricas o conjunto de efectos meteorolgicos que tienen directa incidencia en un rea determinada. El clima tiene influencia marcada en los cambios que se

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suceden en los componentes biticos y abiticos deL suelo, entre ellos se pueden mencionar la afectacin sobre los suelos, las rocas, la flora, la fauna, los microorganismos que habitan el suelo, sobre los sistemas agrcolas, pecuarios, y en los grandes cambios que actualmente se suceden con respecto al aumento de la temperatura en el globo terrqueo. El clima se define como la historia del tiempo atmosfrico registrado en una determinada regin.1 El clima es un factor bsico que determina las diferentes formas de vida especialmente en lo que a plantas se refiere, las que se encuentran en el desierto tienen estructuras especficas que les permiten mantener las clulas turgentes y almacena por lo tanto agua en ellas. Las plantas de las praderas pueden alcanzar ms de dos metros de altura, y los bosques que son reas en donde la intensidad pluviomtrica es relativamente alta, estas, son las principales regiones terrestres ecolgicas del planeta. El clima tambin influye en la vida acutica de lagos, lagunas, estanques, ros, pantanos, ocanos, humedales afectando la vida silvestre tanto a nivel terrestre como acutico. Los cambios de clima se suceden a diario y en ellos influyen varios factores como la presin atmosfrica, 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 atmosfrico o Meteorologa. 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 enfra, all se forman las nubes y se suceden los diferentes fenmenos que influyen en el clima de la tierra. Existe una diferencia significativa entre tiempo y clima: El Tiempo: Es el estado atmosfrico en un lugar y momento dado, el tiempo pude variar repentinamente, en el influyen la nubosidad, la precipitacin, la radiacin solar, la temperatura, la presencia de vientos, entre otros. La ciencia que estudia el Tiempo se denomina Meteorologa 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 mnimo de treinta ( 30 ) aos sucesivos, para proceder a promediar los datos, recolectados en las estaciones meteorolgicas, de all proceden los Climogramas o grficos que evidencian los comportamientos de la temperatura ( lneas ); precipitaciones ( barras ) a nivel mensual. La ciencia que se ocupa de la relacin entre la vida vegetal y animal y el clima se denomina Climatologa.

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Semprum, J. 2000. Documento sobre climatologa agrcola. Universidad Sur del Lago.

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En el Climograma se indican los datos de temperatura y precipitacin de cada uno de los meses indicados en el eje de las abscisas u horizontal, y la temperatura y precipitacin 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 centgrados, la distribucin de estas a lo largo del ao marca los meses clidos, fros, y la amplitud trmica que se obtiene por diferencia entre las temperaturas de dos meses. La precipitacin en milmetros mm o cm. cbicos. Sabiendo que Un mm equivale a 1 litro de agua por metro cuadrado. Si la precipitacin anual es menor de 250mm corresponde a un clima desrtico.

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Historia de la Climatologa: La Climatologa como ciencia tiene su origen desde la formacin de la tierra cuando se realizaba apenas ajusten en las condiciones atmosfricas. Luego Galileo Galilei cre el primer termmetro y luego Torriceli invent un instrumento de medida para la presin atmosfrica, Dalton y Lavoiser realizaron estudios sobre el comportamiento de la humedad. Hacia el Siglo XIX aparecen los primeros mapas climatolgicos y las cartas climticas, y ya en el siglo XX se da inicio al uso de Sondas meteorolgicas y sistema de radares que permiten observaciones ms precisas sobre el tiempo atmosfrico.

TABLA 1. HISTORIA DE LA CLIMATOLOGA Suceso Ajuste de condiciones atmosfricos poca Formacin de la tierra Creacin del termmetro Galileo Galilei 1607 Invencin del barmetro. Torricelli 1643 Invencin del pluvimetro. Benedicto Siglo XVII Se estudi y descubri la composicin de la atmsfera. 1783. Lavoisier Estudios sobre Humedad relativa. Dalton 1856 Invencin del telgrafo. Siglo XIX Mapas climatolgicos- cartas climticas Siglo XIX Creacin de los Servicios meteorolgicos Siglo XIX. Aplicacin en el uso de satlites meteorolgicos Siglo XX Explotacin atmosfrica. Uso de Aeroplanos- Sondas Siglo XX. meteorolgica-Radares- Aeroplanos y Satlites. Fuente: Semprum, J. Climatologa Agrcola

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 fro que produce el ambiente o un objeto al entrar en contacto con l. La temperatura del

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aire, que se puede medir con el termmetro de mercurio o el termgrafo, sufre variaciones que tienen relacin con las estacionales en donde influye el eje terrestre y el fenmeno de translacin de la tierra. Estacionalmente los rayos solares caen en ngulos diferentes en cada hemisferio y uno de ellos recibe mayor o menor cantidad de energa solar en diferentes pocas del ao. Entre el da y la noche tambin se presentan cambios importantes en el grado de calor o fro. Durante el da los rayos del sol calientan la superficie de la tierra y durante la noche la temperatura disminuye, con temperaturas mnimas generalmente al amanecer. En los continentes y en las masas de aire tambin ocurren variaciones de temperatura significativas, as en los ocanos hay tendencia a minimizar los cambios de temperatura, en realidad all los cambios no son muy notables mientras que en la superficie de la tierra se presentan variaciones ms amplias y en ocasiones extremas. Asimismo en regiones de suelos hmedo como pantanos, humedales bosques los cambios son mnimos en cuanto a temperatura, mientras que las tierras ridas tienden a generar mayores oscilaciones de temperatura. La latitud es un factor que tiene relacin con los cambios de temperatura, pues la inclinacin 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 atmsfera disminuye en un valor de 6.5 a. 8C. por cada 100 metros de altura, esta disminucin se denomina Gradiente vertical de Temperatura. Tambin se registra un aumento de la temperatura con la altura llamada Inversin de temperatura. En las horas de la noche la Tierra pierde calor por el fenmeno de irradiacin y se enfra mucho ms rpido, 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 l. El aire se mueve alrededor de celas de conveccin en la troposfera distribuyendo homogneamente el calor en el globo terrqueo. Las celdas de conveccin son seis que estn 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 atmsfera cuando la tierra gira sobre su eje. El movimiento de las masas de aire establece la direccin 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 vegetacin. El clima tiene relacin con la circulacin global del aire, con las corrientes marinas, y con la composicin qumica en la atmsfera. Los cambios del clima producidos por las variaciones de energa solar que llega a distintas regiones de la tierra dan lugar a las diferentes estaciones. El aire se mueve en celdas de conveccin que circulan en la troposfera o capa ubicada a 16 Km de l ecuador o

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a 8Km de los crculos polares y se encargan de distribuir el calor y la humedad alrededor del globo terrqueo.

La precipitacin Un segundo factor tiene que ver con la precipitacin, entendida como el volumen de agua que cae a la superficie del suelo como resultado del ciclo del agua, puede medirse a travs de mapas de precipitacin que representan la distribucin de lluvias de una regin determinada, para ello se usan los registros de informacin pluviomtricos de varias Estaciones Meteorolgicas. Durante cada mes cae al suelo una cantidad de lluvia que afecta la temperatura del ambiente y que tiene incidencia en la variacin del clima. La precipitacin se origina por remolinos de agua caliente centros de baja presin 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 all se enfra hasta la condensacin. El balance hdrico durante un ao identifica las zonas con deficiencia de humedad, con exceso o con problemas de inundaciones o sequas. La humedad en el suelo regula los cambios de temperatura en el y en el ambiente. La precipitacin marca tambin reas lluviosas y desiertos como dos grandes reas caractersticas de la biosfera. Las condiciones climticas de falta de precipitacin origina desertificacin pues entre menores cantidades de lluvia que caigan durante un ao en una regin las condiciones de sequedad aumentan y con ello el potencial de aridez del suelo. Los patrones estacinales de lluvia unidos a las variaciones de la temperatura aumentan los ndices de evaporacin. Las reas ms secas en el mundo representan 1/3 del rea de la tierra. El 80% del suelo desrtico se halla en frica, Asia y Australia que son las zonas ubicadas en los trpicos de Cncer y Capricornio. Dependiendo del promedio anual de precipitacin las zonas se clasifican en ridas, hiperridas y semiridas FIGURA 2. AREAS EN PROCESO DE DESERTIFICACION

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Tomado de. Documento. Introduccin a las amenaza

LECCION 3. 1.4. LA ATMOSFERA La atmsfera 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 atmsfera rodea a la hidrosfera y tambin a la gesfera. La primera conforma el conjunto de ocanos, ros, lagos y lagunas del mundo y abarca por lo menos las partes del rea del globo terrqueo. La segunda alberga la vida terrestre del planeta. La interaccin entre la atmsfera, hidrosfera y gesfera 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. Fenmenos atmosfricos: Los fenmenos se suceden en el interior de la atmsfera durante un tiempo determinado con influencia de la precipitacin, la presin atmosfrica y de los cambios de temperatura. Los fenmenos atmosfricos pueden ser registrados, su anlisis en los cambios se ve reflejado en la clase de flora y fauna de un lugar y delimitan el clima de una regin. Los estudios satelitales han contribuido al conocimiento sobre los datos meteorolgicos, lo mismo que los pronsticos sobre desastres representados en huracanes, ciclones, borrascas, entre otros. En la atmsfera se encuentran muchos gases como Oxgeno ( 20.94%), Nitrgeno ( 78.084%), Argn ( 0.934%), CO2 ( 0.003%), estos corresponden a los gases que permanecen constantes en la atmsfera pero existe otros gases que son variables como: Hidrgeno, Helio, Ozono, Criptn, Radn que sumados conforman el (1.5%) de la masa total y otros productos de la contaminacin

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atmosfrica como aerosoles, microorganismos, sustancias como el Cloruro de sodio, de magnesio, sulfatos, cido ntrico, dixido de azufre que se encargan de calentar la tierra, y forman una barrera protectora contra los dainos rayos ultravioleta. Algunos cientficos afirman que sin la capa protectora de la atmsfera fcilmente los das podra ascender a temperaturas de 180C y en la noche disminuiran a menos 180C. 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 2200C MESOPAUSA MESOSFERA 80 ESTRATOPAUSA ZONA DE TRANSICION EXTRATOSFERA 31 KM

TROPOPAUSA FRANJA DE TRANSICIN. --85C

TROPOSFERA 16 KM

El dimetro de la atmsfera es de 1500 KM, aproximadamente

Troposfera

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Es la primera capa de la atmsfera ubicada en los primeros 15 KM en esta capa existe ms movimiento de las masas de aire que en las dems 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 ms densa a medida que se aleja de l. Contiene vapor de agua en forma de nubes; all se originan con frecuencia las tormentas, huracanes, ciclones, lluvias, granizo y roco. Entre la troposfera y la estratosfera se halla una franja de transicin denominada Tropopausa y se caracteriza por tener temperaturas hasta de menos --85C. Estratosfera Es una capa ubicad por encima de los 16 Km. sobre la capa de transicin. Se origina de la palabra griega STRATM o estrato. En esta capa existe menos movimiento del aire. Est conformada por una mezcla de vapor de agua, polvo atmosfrico, algunos gases como Nitrgeno, Oxgeno y Dixido de carbono, produce el Ozono O3 que contribuye con la absorcin de radiacin ultravioleta Estratopausa: Corresponde a la zona denominada de transicin ente la Estratosfera y Mesosfera Mesosfera Formada por ozono el cual est presente en mayor cantidad respecto a las otras capas, la temperatura es de 70C hasta los 90C. Sobre esta capa existe otra denominada la Termosfera cuya temperatura entre 400 y 2200 C. ya que se encuentra ms cerca del sol y absorbe mayor cantidad de energa. Ionosfera Refleja hacia la tierra las diferentes ondas de radio, contiene gases de Oxgeno, Nitrgeno, Hidrgeno y Helio; se caracteriza por su gran conductibilidad elctrica, siendo una capa altamente ionizante. Tiene por lo menos 400Km de ancho Exosfera Corresponde a la ltima capa de la atmsfera en donde se da salida al espacio exterior con temperaturas hasta de 2500C. Tiene unos 100km., de ancho.

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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 insolacin de modo que la temperatura baja, en cambio en verano los das son ms largos y los rayos solares caen menos inclinados. La temperatura se define como el estado trmico de un cuerpo, y la manifestacin calorfica producto de la interrelacin entre las radiaciones solares y las terrestres. A una mayor velocidad de las molculas en movimiento la temperatura aumenta, esta clase de energa se denomina calor Primeros Instrumentos para medir la temperatura. Galileo Galilei realiz lo primeros intentos de utilizar instrumento similares al Termmetro, para ello invent el Termoscopio que consista 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 sumerga 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 presin de la columna de agua no permita la expansin del gas por lo tanto las lecturas eran errneas.

FIGURA 3. TERMOSCOPIO DE GALILEO. Tomado de http://www.II temperatura y termmetro.htm

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Jean Rey en 1662 construy el termmetro de agua. Estos dos experimentos dieron lugar a la bsqueda de un lquido que no se congelara como el agua ni tampoco se evaporara, para ello se pens en el alcohol y en el mercurio Escalas de temperatura: Los termmetros cuentan con escalas para medir la temperatura, se han inventado alrededor de 30 escalas de medida pero muchas de ellas sin mayor aplicacin. Se destacan las escalas de Fahrenheit, Kelvin y Celsius. En Norteamrica y otros pases se utiliza la escala de Fahrenheit, la cual tiene como punto fijo superior un valor de 212F. Celsius tom como punto cero el punto de congelacin del agua el punto opuesto 100C Frmulas para transformar C a Grados F Valor en = [9/5 x (valor en + 32 F C)] Relacin de escalas Centgrada o Celsius ( C) Kelvin ( K) Fahrenheit ( F)

100C----------212F --17C-----------0F William Kelvin de Largs seleccion como punto cero la temperatura de 273.15 grados Celsius Ejercicios de conversin de temperatura utilizando diferentes escalas: 1. Convertir 20 C grados centgrados a F. grados Fahrenheit. Para ello utilizamos la frmula: Valor en = [9/5 x (valor en + 32 F C)]

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F= 9/5 20 +32 = 68. O la frmula C/100= F-32/212-32 Donde: (212-32)C = (F-32). 100 212C-32C = 100F -3200 180C +3200 = 100F 180 (20) +3200/100= F 3600 +3200/100= F 68= F Respuesta 20 C equivalen a 68 grados F. 2. Convertir 104 grados Fahrenheit F a Grados Kelvin. Utilizando la frmula: F-32/212-32= K-273/373-273 (373-273) (F-32)= (212-32 ) (K-273 ) 100 ( F-32 )= 180 (K -273 ) 100F-3200= 180K-49049 Reemplazamos el valor de F por 104 100(104 ) -3200 +49040/180 = K

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10400-3200+49040/180= K Respuesta: 312.4444 aproximadamente 131 K equivalen a 104 grados F. Desarrolle estos ejercicios A. Cul es la equivalencia en F de 373 K B. Halle la equivalencia de 60 C en F C. Convierta 176 grados F a C y a K. FIGURA 3. ESCALAS TERMOMETRICAS. Escalas termomtrica

Tomado de http://www.temperatura y termmetro.htm

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Kelvin considera como punto de congelacin del agua el valor de 273.15 K y el punto de ebullicin de 373.15 K Composicin del Termmetro: El termmetro est conformado por un tubo capilar de vidrio soldado a una esfera de vidrio que contiene el lquido bien sea alcohol o mercurio. A mayor cantidad de lquido, mayor dilatacin, de manera que el lquido asciende dentro del tubo. Para las medidas se estima 0.01 K. debido a una pequea dilatacin del vidrio un margen de error de que es sensible al calor. Clases de termmetros El termmetro de alcohol solo funciona con rangos de temperatura de 100C a 70 C, para temperaturas superiores no funciona. El termmetro de mercurio funciona con rangos de 39C hasta 356.7C. El punto de congelacin del agua oscila 0.002 K y el de ebullicin 0.01 K. Que son factores de correccin para medidas de temperatura. Termmetros de cuarzo, que mide intervalos de temperatura de 250 C. -8 a C

Termopares: Miden temperaturas por encima de los lmites convencionales, que consisten en la conjugacin de dos metales con poderes termoelctricos, como el Oro y el Cobalto, Tungsteno-Tntalo para mediciones hasta de 3273,12 C. Utilizados en grandes industrias por ejemplo aceras y fundicin de hierro y otros metales Termmetro seco. Conformado por un tubo de vidrio, con un tubo capilar con una columna de mercurio el tubo esta provisto de una reglilla con graduacin en C Termmetro de mxima: Es un termmetro 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 ms alta registrada durante el da, siempre se coloca en forma horizontal para que la columna de mercurio no pase al capilar. Termmetro de mnima: Termmetro sensible al alcohol con temperaturas bajas el alcohol se contrae y si la temperatura sube ocurre lo contrario, el alcohol se expande, pero el ndice de vidrio que lleva en su interior marca la temperatura ms baja registrada durante el da.

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Termgrafo: 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 grfica denominada termograma marcado en grados centgrados y el tiempo en horas, la banda de papel esta diseada para tomar registros durante las 24 horas del da. Geotermmetros. Termmetros que sirven para medir la temperatura al interior del suelo, estn 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 molculas se mueven a mayor o menor velocidad la temperatura aumenta, esa energa que se produce se denomina calor. El calor que se refleja desde el suelo es absorbido por la atmsfera y una parte por el agua y otra parte se pierde. El calor como forma de energa se puede producir por la quema de carbn o de combustible lo que se denomina combustin rpida acompaada de incandescencia. Pero existe el calor desprendido a causa de la combustin lenta en la que se genera calor aunque no se observe llama alguna. En la fermentacin de compost y en la pasteurizacin se presenta una combustin lenta. En el cuerpo humano existe combustin lenta con desprendimiento de calor; una combustin lenta se puede transformar en rpida, como es el caso de la combustin del heno. Para que tenga lugar la combustin se requiere de un combustible que puede ser carbono u oxgeno proporcionado por el aire. Por ello la estufa se apaga al cerrarse el aire. Toda combustin desprende gas carbnico adems de energa liberada en forma de calor. Grado de calor Todas las sustancias lquidos y gases se dilatan con el calor y reducen su volumen al enfriarse, esta caracterstica se usa al medir el grado de calor con un termmetro, el tubo hueco del termmetro con alcohol o mercurio y al colocar el termmetro en un lugar caliente, el lquido asciende por la dilatacin del lquido por el calor. En un medio ms fro el nivel baja en el tubo por la reduccin del volumen del lquido. La escala del termmetro se divide entre 0 y 100 partes para escalas medidas en grados Celsius.

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La escala Celsius toma como puntos de referencia la Temperatura de fusin del helio y la temperatura de ebullicin del agua. Con un termmetro medimos la temperatura o grado de calor. En los cultivos se utilizan termmetros 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 termmetros de lectura a distancia sobre todo en invernaderos. Cantidad de calor Para medir la cantidad de calor se usa la kilocalora Kcal.-, en otros pases de lengua inglesa se usa la unidad BTU. Una BTU es igual a 0,252 Kcal. Una Kilocalora es igual a 3 698 BTU. La kilocalora es la cantidad de calor que se suministra a un Kg. de agua para elevar su temperatura en un C. Para hacer pasar la temperatura de 15 a 16C se necesita una kcl. Algunos ejemplos se ilustran a continuacin Para 8 litros de agua de 23 a 24 C se necesitan 8 Kcl. Para calentar 10 Los de agua de 15 a 22C se requieren 10x7 igual a 79 Kcl Para hacer pasa la temperatura de 0 al punto de ebullicin 10x100 = 1000 kcl.

Calor especfico: el nmero de kcl que es necesario suministrar a un kilo de un material para elevar su temperatura 1 grado, se denomina calor especfico de ese cuerpo. Este calor especfico en el agua es de 1 por que es necesario una kcl para elevar la temperatura de 1 Kg. de agua en 1 C. Algunos materiales y elementos tienen un calor especfico determinado medido en Kcl; es importante conocer algunos valores que permiten aplicacin en actividades de agricultura de precisin, por ejemplo en cultivos de invernadero, o en cultivos que requieren infraestructura climatizada para saber qu cantidad de calor debe suministrarse a los materiales con los cuales se contruyen las parede, cubiertas, techos, camas de sembrado, 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 especfico de materiales como madera, ladrillo, tierra, hierro y aire. TABLA 2. CALOR ESPECFICO Cuerpos Agua Calor especifico kcl. 1.0

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Aire Madera Ladrillo Hierro Hormign Tierra mojada Tierra seca

0.24 0.4-0.5 0.22 0.11 0.5 0.7 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 prdida de calor, de modo que la temperatura es baja. La distribucin horizontal de temperatura se relaciona con el denominado Gradiente trmico. 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 redistribucin en forma vertical de la temperatura se genera un Gradiente alto trmico (GAT) que equivale a 6 C/1000 msnm. El suelo se enfra y el aire se calienta por contacto con la superficie edfica, en el da 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 ocanos la temperatura es ms estable pues el agua absorbe mayor cantidad de radiacin solar, la almacena. La distribucin horizontal de la temperatura, se da gracias a la curvatura terrestre, de modo que en los polos (latitud 90) la temperatura es mnima y en el Ecuador es mxima, o sea a latitud cero.

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Clases de temperatura. Temperatura mxima: Valor mximo que alcanza la temperatura del aire durante un da. Temperatura mnima: Valor mnimo que se presenta durante el da. Oscilacin diaria: Diferencia entre la mximo y la mnima 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 da. Temperatura media anual: Promedio de las temperaturas medias, de cada uno de los meses de ao.

En la tabla 3., se muestran las temperaturas mnimas, mximas medias, lo mismo que las temperaturas mnimas absolutas y mnimas absolutas de la Estacin de Cocorn. Colombia, tomadas diariamente durante los meses de ao

TABLA 3. TEMPERATURA C. ESTACION COCORNA. AO 2003. MES MIN-MED MAX-MED MEDIA MAX-ABS Enero 17.7 26.3 21.8 28.5 Febrero 17.8 26.4 21.9 28.8 Marzo 17.5 25.9 21.2 29.5 Abril 17.7 26.1 21.6 29.6 Mayo 17.9 26.7 21.9 30.3 Junio 17.3 25.9 21.2 28.5 Julio 17.2 26.3 21.5 28.6 Agosto 17.2 26.8 21.6 29.5 Septiembre 17.2 26 21.3 28.4 Octubre 17.3 25 20.9 27 Noviembre 17.3 25.4 21.1 27 Diciembre 17.5 25.1 20.9 27.6 Promedio 17.5 26.0 21.4 Absoluta 30.3 Total Fuente: Anuario Meteorolgico Cafetero. 2003.

MIN-ABS 15.7 16 16.3 16.5 16.8 16 15 16 15.6 15.3 15.6 15.9 15.0

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LECCION 5. Las Isotermas Las isotermas son lneas que unen los puntos de igual temperatura, cuando las lneas 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 lneas 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, as por ejemplo la Isoterma que representa temperaturas de menos 30 C se ubica en el polo sur; de 10 de 30 C se presenta en regiones ubicadas hacia el Ecuador uniendo puntos en el Extremo de Estados unidos, Parte Sur de Colombia, Ecuador, frica central e India entre otros lugares geogrficos. La Isoterma de los 10 C une lugares ubicados en el trpico de Capricornio como Chile, parte Sur de frica y Australia. Las temperaturas superiores a 20C se presentan entre los trpicos de Cncer y de capricornio. Ejercicio: Con base en el mapa de isotermas, cules zonas en el mundo se ubican sobre los -20C; Colombia en que lneas isotrmicas se ubica en el mundo. Figura 5. Mapa mundial de Isotermas

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Tomado de http:// www.mapa isotermas

Relacin 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 recepcin. Los animales tienen un intervalo de temperaturas mxima o mnima en su cuerpo dentro del cul pueden vivir normalmente, que va desde los 0 a 45 C C.; a menos de 0C, por debajo o por encima de estos lmites, las plantas sufren daos, 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 alteracin de las protenas, por encima del extremo superior de ese intervalo. Dentro de los lmites establecidos, el metabolismo de un animal tiende a aumentar o disminuir al mismo tiempo con la temperatura de su cuerpo La temperatura est ampliamente ligada a los procesos metablicos de los seres vivos; por ejemplo en los vegetales influye en los procesos de sntesis de clorofila, en las fases fenolgicas acta directamente, en etapas de germinacin, crecimiento, floracin y produccin de los frutos. Pero tambin tiene que ver con el fotoperiodo, que unido a la precipitacin y radiacin solar

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aceleran la generacin de las plantas y favorecen el desarrollo de los biomas. Cuando las condiciones de temperatura, precipitacin y radiacin solar se ven alteradas, muchas especies florsticas y faunsticas tienden a desaparecer. La vida de las plantas se desarrolla en rangos de temperatura de 0 a 45 C. Por exceso o por defecto de temperatura, las plantas sufren estrs y generalmente necrosamiento por congelacin de sus tejidos o por quemazn de los mismos y generalmente muere por afectacin de los sistemas vasculares que llevan los nutrientes y agua de una parte del vegetal a otros rganos. La temperatura influye en la proliferacin de plagas y enfermedades en las plantas cultivadas, con humedad alta y temperatura alta se suceden procesos de germinacin de las esporas de hongos patgenos y eclosin de nematodos patgenos y de algunos insectos comedores, chupadores, picadores y masticadores de follaje. En los trpicos donde las temperaturas son uniformes y las variaciones climticas se presentan, la incidencia de enfermedades y plagas es alta, pues crea ambientes adecuados para la proliferacin 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 trpicos, con periodos de lluvia frecuentes, se beneficia el cultivo, incrementndose la cantidad de clorofila sintetizada. El cultivo entonces ahorra consumo de agua por que la transpiracin 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 relacin con la superficie de la tierra, bien sea nivel ocenico o terrestre, se origina debido a la diferencia de la insolacin o radiacin solar que no es recibida en forma homognea. La radiacin solar es mayor en el trpico 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 presin de modo que debido a la transferencia de calor desde el ecuador hacia las regiones polares ocurren los vientos. La direccin y velocidad de los vientos son dos propiedades objeto de estudio y estn influidas por el relieve y la altitud. La relacin del viento se determina siempre con relacin al norte. La velocidad se mide con ayuda del anemmetro en Km./h, o kilmetros por hora, metros por segundos/s o nudos. Un nudo equivale a 1852 Km. /h. La escala de Beaufort es la ms utilizada para describir la fuerza del viento. Los vientos tambin vienen cargados de una buena

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cantidad de humedad y adems de temperatura, su fuerza y ocurrencia causa innumerables desastres. La Escala de Beaufort, describe algunas caractersticas del viento y plantea algunas observaciones respecto a su ocurrencia TABLA 4. DESCRIPCION DEL VIENTO SEGN ESCALA DE BEAUFORT. FUERZA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 KM/HORA 0-2 2-6 6-11 11-18 18-28 28-39 39-50 50-61 61-72 72-86 DESCRIPCION Calma Ventolina Viento suave Viento leve OBSERVACIONES El humo sube en vertical No se mueven las hojas Se siente viento en la cara Las hojas se mueven. Las banderas ondean Viento moderado Se mueven las ramas, se levanta polvo Se mueven los arbustos Brisa fresca El paraguas se controla con Viento fresco dificultad Se mueven los rboles se dificulta Viento fuerte el andar Las ramas pequeas se rompen Viento duro Viento muy fuerte El viento arranca tejas

El viento arranca los rboles 86-101 Temporal Grandes destrozos 101-117 Borrasca Efectos devastadores sobre Mayor de Huracn edificaciones. 117 Fuente: Enciclopedia Prctica de la Agricultura. La escala de Beaufort es muy utilizada en navegacin.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 presin entre dos puntos de la superficie terrestre, el sentido de circulacin del aire se realiza de zonas de alta presin a las de baja presin factores como lo son la Las fuerzas que intervienen en la direccin de los vientos son: Fuerza de coriolis Fuerza centrfuga Fuerza de la friccin.2

Enciclopedia Prctica de la Agricultura.2000. ED. Ocano. Madrid. Espaa.

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Fuerza de coriolis: La primera fuerza o de coriolis se debe a la rotacin de la Tierra, debido a este fenmeno el viento se dirige en sentido opuesto en cada hemisferio, la fuerza de coriolis es mecnica, as las masas de aire que se mueven de Norte a Sur se desvan en relacin con la tierra que gira sobre su eje, en el hemisferio Norte se desvan en el sentido de las agujas del reloj y en el Sur en el sentido opuesto. El efecto se denomina as gracias al fsico francs Gustave Gaspard de Coriolis, quien descubri el efecto que lleva su nombre. La influencia de la fuerza coriolis se refleja en los vientos, y en las corrientes del mar Fuerza centrfuga la corriente se desva hacia su origen , y tiende a alejarse de un centro determinado. Fuerzas de friccin: se produce un movimiento en espiral, al rozar con el suelo y se generan las llamadas turbulencias del viento.

La circulacin de los vientos se hace en direccin a las agujas del reloj. Los vientos permiten la circulacin trmica transportando calor de las bajas altitudes hasta las altas altitudes. El viento tambin transporta el vapor de agua de los ocanos al continente en donde asciende a la atmsfera y se producen las precipitaciones.

Patrones de circulacin del aire. Los parmetros de circulacin de aire se debe fundamentalmente a aspectos como: Diferencias en la cantidad de energa 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 ms homogneas entre estas dos regiones, de manera que el aire se calienta ms en el ecuador. Variaciones de la cantidad de energa que llega a la tierra, debido a los cambios en la emisin de energa solar y a los cambios en la inclinacin del eje terrqueo que se balancea cada 22.000 aos y se inclina cada 44.000 cuando el planeta gira alrededor del sol y los cambios en la forma de la rbita de la tierra que ocurre cada 10.000 aos. Relacin de la tierra sobre un eje inclinado, la circulacin del aire Norte Sur est 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 direccin de los vientos este oeste. De esta manera se generan diferencias

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en los climas de la tierra y se determina el tipo de vegetacin de cada zona en particular. Fig. 5. Caractersticas 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 Cmo se forman los vientos? : El viento es el movimiento de las masas de aire en relacin con la superficie de la tierra y esta muy relacionado con los cambios en la presin atmosfrica, la Insolacin solar es mayor en la zona ecuatorial y disminuye en los polos debido a la diferencia del ngulo 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 desvan gracias a la transferencia de calor desde el ecuador hacia los polos. Los parmetros a tener en cuenta en la circulacin del aire se relacionan con la direccin y velocidad del viento, para determinar el clima se analiza la direccin que predomina en la zona en un periodo definido de un mes, por lo menos. La velocidad es otro parmetro importante que se mide con el anemmetro en Kilmetros por hora, metros por segundo o nudos. Un nudo equivale a 1852 Km./h.

FIGURA 6. FORMACION DE LOS VIENTOS.

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60 N 30 N ECUADOR 30 N 60 S V. DEL ESTE.

VIENTOS DEL ESTE V. DEL OESTE DEL NORDEST V. CONTRALISIOS V. DEL OESTE

FRIO TEMPLADO FRIO TROPICAL ECUATORIAL TROPICAL TEMPLADO CALIENTE FRIO

En la formacin vientos predominantes que alteran el aire desde el Ecuador hacia los polos, en la medida en que la tierra gira la superficie se desplaza ms rpido bajo las masas de aire en el Ecuador y se hace ms lento en los polos. Las masas de aire que se mueven hacia el norte o hacia el sur se desvan al este y oeste, lo cual crea las seis celdas en las que el aire se arremolina en forma de tirabuzn y abajo a diferentes latitudes. La circulacin del aire La circulacin global del aire tiene relacin con los biomas, el calor y la humedad se distribuyen en la tierra por fenmenos de conveccin que tienen lugar en las celdas de latitudes diferentes, la direccin del flujo de aire el ascenso y descenso determinado dentro de las celdas, genera las zonas climticas de la tierra. La desigual distribucin 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. Circulacin del aire en el globo terrqueo

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Aire Polar NE

60

Borrascas Calmas

Vientos del oeste 30

Alisios NE

0

Calmas

Alisios SE Vientos del NO y O 30 Aire Polar SE 60

Calmas Calmas Borrascas

Las principales tendencias de la circulacin 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 rotacin de la tierra alrededor de su eje producen diferentes valores de presin atmosfrica, lo que da lugar a vientos que circulan desde lugares de presin alta hasta lugares de presin baja. Originando gradientes de presin o diferencias de presin que van desde leves cuyo valor es menor que 1 y fuertes de 4 a 5. Clasificacin 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 direccin Norte-Este y en el hemisferio sur soplan en direccin Sur-Este, circulan alrededor del Ecuador creando rea de baja presin Vientos subtropicales o anticiclones: giran en torno a la latitud 30 norte y sur en direccin Norte-Oeste Sur Oeste y junto a los vientos que

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giran direccin Norte Este y Sur este dan lugar a zonas de alta presin o zona de calma. B. Vientos polares: Giran en direccin Norte oeste y Sur-Oeste en la latitud 60 N y 60 S, circulan alrededor de la latitud 60 creando zonas de baja presin. C. Vientos zonales: masas de aire que se producen por diferencia trmica entre continentes y ocanos. Son caractersticos dentro de esta clase de viento los monzones, denominados as por que cambian de direccin. Se producen por que la tierra se calienta ms que el mar lo que establece las diferencias de presin en la superficie que genera diferencias de presin atmosfrica bajas sobre la tierra y un de altas presiones sobre el ocano. El monzn de verano ocurre cuando la superficie terrestre es ms clida 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 monznicas. El Monzn de invierno ocurre cuando la temperatura en la superficie terrestre es ms fro que la del mar por lo tanto se crea un centro de altas presiones en la tierra de all se origina los vientos fros y secos que van hacia los centros de baja presin sobre el mar.

D. Vientos locales o menores: Cambian de direccin en la fase nocturna. Estos cambian de direccin 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 atmsfera 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. Relacin entre presin atmosfrica y vientos. Figura 8. Relacin entre presin atmosfrica y vientos.

45

.

Tomado. Climatologa aplicada.

Brisas de mar y de tierra: Ocurren cundo las temperaturas del aire sobre la superficie terrquea origina vientos suaves. Las brisas de mar y tierra tienen su origen en un calentamiento que ocurre en la tierra durante el da y el enfriamiento mximo en las horas nocturnas. El Calentamiento que sufre la tierra durante el da y su mayor enfriamiento durante la noche. La tierra se calienta lo mismo que el aire pierde densidad, se dilata y asciende fcilmente a la atmsfera al estar ms caliente la tierra que el mar, el aire que est en contacto con el mar da origen a la brisa proveniente de una baja presin. El aire es hmedo en verano y tiene una velocidad de 4.7 m/seg., por la noche disminuye a 1 o 2m/seg. En las montaas tambin se producen brisas que son suaves debido al calentamiento de la superficie de la tierra, la parte baja de la montaa se calienta, y como los vientos descienden por dilatacin de los gases, entonces se da el fenmeno de calentamiento de las partes alta de la montaa. En las horas de la noche. Los grados Azimut indican la direccin del viento, por ejemplo en el este

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se marca 90, en el norte 0. El anemmetro es el instrumento para medir la velocidad del viento en nudos por milla marina o en Km./por hora. Las Isobaras Las Isobaras son lneas que unen distintos puntos de zonas de igual presin atmosfrica con patrones claramente definidos. El trmino Isobara viene de Iso: igual y baras que significa presin. Las isobaras delimitan zonas bien marcadas como las siguientes: a. Zona de baja depresin, borrasca o Cicln: All las isobaras forman crculos concntricos de baja presin disminuyendo hacia el centro del rea, alcanza desde unos cientos de metros hasta por lo menos los 2000 Km. en latitud tropicales caracteriza por que en el centro del cicln se representa con B Las curvas de que rodean zonas de baja presin van de valores menores a mayores y son lneas irregulares. En estas zonas el aire es espeso o denso ya que el aire est ms caliente y hmedo con tendencia a subir, el agua se condensa y da lugar a las lluvias. Zonas de depresin secundaria: Es una depresin mnima dentro de un Cicln se representa con la letra b Zona de alta presin: Las isobaras forman figuras elpticas, con mayor presin hacia el centro. Se representa con una A. Se denomina Anticicln. Zona de Surcos: Cuando las isobaras conergen sobre una lnea formndose una V con presin menor a los lados. Collado: Es el rea definida entre dos ciclones y y dos anticiclones, las isobaras forman una hiprbola, representada con una c Zona de alta presin o cua: Forma una lnea de convergencia de Isobaras la presin es ms alta hacia el centro El mapa de Isobaras se construye teniendo en cuenta los valores de presin atmosfrica en diferentes lugares, y se representan en el mapa luego se unen los puntos de igual valor por ejemplo 1004 mb ( milibares ), de esta forma se obtienen las denominadas Isobaras que son lneas curvas que unen lugares de igual presin de forma ms irregular que las que rodean zonas de alta presin . Figura 9. Mapa de isobaras

b. c.

d. e. f.

47

De manera con en las zonas de Baja presin se presentan Ciclones y en los de alta presin Anticiclones

48

Figura 10. Mapa sobre pronstico del tiempo: Isobaras (zonas de baja presin), Isoyetas ( precipitacin) Isotermas ( Temperatura ) En la figura anterior se observan zonas de Baja presin B en el extremo norte de frica , zonas aledaas al mar negro , zona mediterrnea y zonas de alta presin hacia el nororiente de la Pennsula espaola. En el mapa se observan diversos grados de nubosidad desde los 50 a 101% , de leves a fuertes, lo mismo que los niveles de precipitacin en mm. en diferentes zonas

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LECCION 2. 2.1.3. Vapor de agua

Cuando un cuerpo se calienta sus molculas se muevan ms, los cuerpos se dilatan esto sucede en hierro, hormign, lquidos y gases. Se requieren 100 klc para hacer pasar la temperatura de 0 grados a 100. Para que un Kg. de agua hirviendo pase al estado de vapor se requiere 540kcl. Un Kg. de vapor contiene aproximadamente 100kcl ms 540kcl o sea 640klc. La condensacin del vapor se recupera en 540klc y un litro de agua a 100C, si continua enfrindose hasta 6 C se recuperaran otras 540kcl ms. Figura 11. PRODUCCION DE VAPOR

1 Kg. agua 0C

1 Kg. agua 100C

1 Kg. de vapor 100C

Calor 0 kcl.

Calor o kcl 100 kcl.

Calor o kcl. 600kcl

El la Figura 11. para llevar la temperatura de un kg., de agua de 0C a 100C , se requieren 100Kcl. Para transformar este Kg. de agua en vapor hacen falta 540kcl, un Kg. de vapor contiene 640 kcl.

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Estas cifras permiten calcular la cantidad de kcl o la cantidad de kg., de vapor que es necesario aportar para calentar determinado cuerpo para alcanzar una temperatura de 60C como es el caso de la desinfeccin de tierras para cultivo. El calor especfico de la tierra de 0.5. Si la temperatura de la tierra es de 10 C antes de calentar al vapor, se precisa aumenta la temperatura en 50C, para 1 metro cbico de tierra se precisa aportar 1200 kg. Por 50 C por 0.5 Kcl. = 30.000 kcl. Se necesitan: 30.000/640klc= 47 Kg. de vapor para calentar 1 metro cbico de tierra de cobertura. Si el calor se condensa en la tierra la consecuencia es un aumento de 47 Kg. de agua por metro cbico. Esta es la razn por la que la tierra no debe estar demasiado mojada durante el tratamiento al vapor, pues representara una prdida intil de agua y de vapor, cuando se requiere desinfeccin de sustratos para obtener plntulas

Tensin de vapor. La tensin de vapor aumenta en el ambiente cuando crece la temperatura. Un aumento en la tensin de agua se traduce en la penetracin rpida de la humedad en los substratos de cultivo por ejemplo o en condiciones de invernadero. Unidades de aire y de humedad del aire: el aire contiene agua en forma de vapor, sin embargo la cantidad de vapor de agua que contiene no es siempre la misma, puede contener mayor cantidad a medida que aumenta la temperatura del aire. Las cantidades de aire o aireacin y recirculacin utilizan como unidad el metro cbico. La tecnologa del acondicionamiento de aire emplea el Kg. de aire, 1 metro cbico se calienta de 2C a 21C. El volumen cambiar de manera que 1m cbico de aire a 21C no pesar mas que 1.2kg en lugar de 1.3 kg. El volumen del aire cambia al calentarlo ya que no hay proporcin en los clculos y el metro cbico se hace una unidad difcil de manejar. Al calcular con unidades de peso de aire se puede estar seguro que al entrar 100kg de aire en un invernadero por ejemplo, tambin saldrn 100kg. nicamente cambia la cantidad de agua que contiene el aire. Al medir la temperatura y humedad relativa que entra y la que sale, se puede saber cuantos gramos de vapor de agua ha perdido y absorbido el aire. En general las cantidades de aire se miden en metros cbicos o sea dimetro por velocidad, por lo que se pasar luego a KG. 1 metro cbico de aire pesa 1 a 1.3 Kg. siempre en funcin de la temperatura en el momento de la medida.

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LECCION 3. 2.1.4. Humedad

La humedad se define como la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen de aire. Los ndices ms utilizados para valorar y cuantificar la humedad contenida en el aire son los siguientes Humedad de saturacin La humedad de saturacin es la cantidad mxima de gramos de vapor de agua que contiene un metro cbico de aire a una temperatura dada. TABLA 5. HUMEDAD TEMPERATURA EN C. TEMPERATURAC DE SATURACION RELACIONADA CON LA

HUMEDAD DE TEMPERATURA SATURACION C GR/M3 --5 3.3 21 0 4.8 22 5 6.8 23 10 9.4 24 11 10 25 12 10.6 26 13 11.3 27 14 12.0 28 15 12.8 29 16 13.6 30 17 14.4 40 18 15.3 50 19 16.3 55 20 17.2 60 Fuente: Anuario Estadstico Cafetero.2003. Humedad absoluta

HUMEDAD DE SATURACION O HS. GR/M3. 18.2 19.3 20.5 21.6 22.9 24.2 25.6 27.0 28.5 30.1 48.8 94.2 116.7 157.3

La humedad absoluta (HA) es la cantidad real de gramos de vapor de agua que contiene un metro cbico de aire. La humedad absoluta del aire no puede ser mayor que la humedad de saturacin; el vapor de agua vara entre 0 y 7% en la atmsfera.

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La Humedad absoluta es el Peso del vapor de agua por unidad de volumen de aire se expresa en gr. /metro cbico.

La humedad relativa: Corresponde a la relacin que se expresa en % entre la cantidad de vapor contenido en un volumen de aire y la cantidad que podra tenerse en ese mismo volumen si el aire estuviera saturado de vapor. Se usa para obviar el efecto de la temperatura sobre la humedad absoluta ya que la cantidad de vapor de agua que puede contener un volumen de aire disminuye con la temperatura. Para realizar un anlisis del clima se estudia la evolucin de la humedad relativa y absoluta entre el mes ms hmedo y el mes ms seco del ao, o se toma la variacin diaria de la humedad, o a partir de la lectura directa del Higrmetro. Tabla 6.

TABLA 6. HUMEDAD ABSOLUTA (GR. /M3) EN FUNCION DE LA HUMEDAD RELATIVA (%) Y DE LA TEMPERATURA DEL AIRE (C)

T HR. 10% 20% --10 0.22 0.43 --15 0.32 0.65 0 0.48 0.97 5 0.68 1.36 10 0.94 1.88 15 1.28 2.56 20 1.73 3.46 25 2.3 4.61 30 3.04 6.07 35 3.96 7.92 40 5.11 10.23 Fuente. Agricultura y ganadera.

40% O.86 1.3 1.94 2.72 3.76 5.13 6.92 9.22 12.14 15.84 20.46

60% 1.29 1.95 2.91 4.08 5.64 7.69 10.37 13.92 18.22 23.76 30.66

80% 1.72 2.60 3.88 5.44 7.52 10.26 13.83 18.43 24.29 31.68 40.91

100% 2.15 3.24 4.85 6.7 9.40 12.82 17.29 23.04 30.36 39.60 51.14

Cmo se mide la Humedad relativa?: El Psicrmetro es un instrumento para medir la Humedad relativa del aire, est compuesto por dos termmetros uno de ellos tiene una bola humedecida con agua, y mediante la comparacin de las temperaturas que cada termmetro marca se calcula el grado de la humedad del aire. Tambin se utiliza el Psicrmetro de Assmann, que es un aparato ms preciso pero ms costoso.

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Humedad relativa: La humedad relativa HR, es la relacin entre la humedad absoluta y la de saturacin expresada en porcentaje. La frmula es: Humedad absoluta/humedad de saturacin x100= Humedad relativa. Ejemplos: Si tenemos una Humedad absoluta de 9.6 gr./metro cbico a una temperatura de 14C y una humedad de saturacin de 12gr/m cbico, cual es la Humedad relativa. Humedad relativa = 9.6/12 X 100%= 80% . La humedad relativa para una temperatura de 14C es de 80%. 1. Si se tiene una humedad absoluta de 18% y una humedad de saturacin de 22 % , calcule la humedad relativa. Tenga en cuenta la frmula anterior. 2. Halle la humedad relativa del aire a una temperatura de 20 C. Tenga en cuenta la tabla 5. sobre humedad de saturacin del aire Como apoyo para los clculos de humedad relativa se presenta la tabla 6, en donde se ndica la humedad de saturacin del aire para diferentes temperaturas.

2.1.5. Condensacin del vapor de agua

Segn la tabla 3. Cuando el aire a 20 C est saturado de vapor de agua contiene 17 .2 gramos de vapor de agua por metro cbico. Si se enfra este aire, hasta alcanzar 10C hacindolo pasar por ejemplo a lo largo de una superficie fra podr contener 9 gramos de vapor de agua por metro cbico. La humedad restante pasa del estado de vapor al estado lquido, que se depositar sobre la pared fra en forma de gotitas, La humedad relativa o HR se expresa con la frmula

HR = Pv / Pvs x 100 Donde: Pv = vapor de agua presente en el aire Pvs = vapor de agua que tendra el aire saturado. La Humedad relativa se puede determinar con el Hidrgrafo o con el psicrmetro; el primero aporta una grfica y el segundo compuesto por el termmetro hmedo

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y seco mide adems la temperatura del aire y est provisto de un baco o sistema de medicin para la Humedad relativa, la presin de vapor y punto de roco

Punto de roci Cuando el aire retiene una buena cantidad de vapor y se satura sobrepasando los lmites, se produce la condensacin, que no es ms que el paso de evaporacin de agua, a agua en estado lquido. El aire se satura al 100% de humedad, la temperatura ambiente baja en la atmsfera y se logra el punto de roco. Si la condensacin se presenta cerca de la superficie del suelo se forma el roco, la neblina, la escarcha y la bruma, fenmenos en donde el vapor de agua se condensa.

El roco Consiste en la aparicin cerca de la superficie del suelo, sobre las plantas, de una gotas pequesimas sobre los materiales y cuerpos expuestos a la intemperie, en este caso la temperatura desciende y las capas de aire cercanas al suelo se enfran, igual que las plantas y el vapor de agua se condensa en gotas a 0C.

La escarcha Se genera con la condensacin del vapor de agua a 0C, se deposita sobre las plantas y materiales malos conductores de calor en forma de cristales de hielo, proviene del vapor de agua que se encuentra en la atmsfera y no pasa por el estado lquido, este proceso produce las llamadas heladas. El fenmeno de la helada en la planta genera procesos en los que agua helada produce metabolismo intercelular, presenta deshidratacin del protoplasma, en el punto de congelacin de congelacin, afecta el transporte de solutos y coloides y rompe los enlaces del protoplasma. La velocidad de congelacin de tejidos es muy rpida y se presenta afectacin de los cultivos por temperaturas mnimas.

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LECCION 4. 2.1.6. La Radiacin Solar

Del total de la energa radiante (100%) el 60% es interceptado en la atmsfera y devuelta al espacio exterior y el 40% restante llega a la superficie terrestre de este porcentaje la porcin reflejada recibe el nombre de ALBEDO y el resto de la energa es absorbida. La energa solar que alcanza la tierra es llamada insolacin. Albedo terrestre: es el porcentaje de radiacin solar incidente que es reflejado por la superficie terrestre y la atmsfera. Representa una fraccin de radiacin que es devuelta al espacio sin que sea absorbida por la atmsfera o la superficie terrestre. La radiacin solar o insolacin es uno de los elementos del clima. Proviene del sol y se emite en forma de radiacin, la cual viaja a travs del espacio y de la atmsfera hasta la tierra en donde se percibe un aumento de calor. La energa que llega a la tierra corresponde a 2 caloras por minuto y centmetro cuadrado. La energa se pierde por dos fenmenos: Reflexin: cuando una parte de la energa solar se refleja en la atmsfera y se devuelve luego al espacio La absorcin cuando los componentes de la atmsfera como gases, molculas, partcula, y polvo atmosfrico absorben la energa. Esto mismo ocurre con cualquier organismo, sistema u objeto que recibe la energa del sol. El suelo caliente regula la temperatura del aire que le circunda Tipos de rayos de la energa solar: se miden por la longitud de onda visible como la luz que van desde los 380 a 770 NM o nanmetros y que son indispensables para la fotosntesis y que las plantas aprovechan desde los 400nm. que supone el 48% aproximadamente de la energa que llega al suelo. La insolacin es la cantidad de radiacin solar por superficie y se expresa como caloras por centmetro cuadrado. Las medidas ms utilizadas son las medidas diarias de insolacin y se miden por Kilowatios hora /metro cuadrado y por da. (Kw./m2/da; 1 Kw. = 3.6.julios.

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Radiacin solar incidente

66% Calor degradado o radiacin infrarroja de longitud de onda larga Radiacin reflejada por nubes, polvo y superficie terrestres 34 % Calentamiento suelo 42%

Evaporacin 23%

FIGURA 9. FLUJO DE ENERGA DESDE LA TIERRA.

Flujo de energa. El flujo en un sentido de energa de alta calidad proviene del sol y se acerca a la superficie, la energa de baja calidad es aquella que se dispersa en el aire como radiacin infrarroja. El sol es fuente de energa que sostiene la vida en la tierra y suministra la energa necesaria para el desarrollo de las plantas y para algunas bacterias que tienen funcin metablica en el suelo., activa tambin el reciclamiento de formas de materia y dirige los sistemas de clima y de temperie. El sol se compone de 28% de helio y de 72% de gases de hidrogeno. Ocurre en su interior procesos de fusin nuclear para formar ncleos de helio y libera energa radiante. Irradia calor o energa al espacio en un espectro de radiacin electromagntica, recorriendo 150 millones de Km. hacia la tierra en solo 8 minutos .La tierra recibe mil millonsimas de esa energa, gran parte de esta energa es absorbida por la atmsfera especialmente por las sustancias qumicas que la conforman. La energa contiene rayos X, gamma, ultravioleta y la atmsfera al absorber energa no permite la llegada a la tierra de este conjunto de rayos que son nocivos para el ser humano. La energa radiante que llega a la troposfera es radiacin visible o luz e infrarroja o calor y una pequea cantidad de ultravioleta. En la Fig. 9 se observa que un 34% de la energa solar llega a la troposfera y es reflejada al espacio por las nubes y gases, por el agua y la tierra. El 66 por ciento se encarga de aportarle calor a la tierra, evapora el agua y una pequea cantidad de 0.023% es aprovechada por las

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plantas en procesos de fotosntesis y metabolismo de microorganismos especialmente de bacterias. El 6% de la radiacin no es reflejada y se convierte en energa infrarroja de baja calidad como calor. La intensidad con que se distribuye el calor en la troposfera depende de la cantidad de gases, vapor de agua, dixido de carbono y metano. El heligrafo es una esfera de vidrio que recibe y concentra los rayos solares sobre una cartulina fijada en la parte posterior de la esfera, cuando el sol brilla los rayos del sol queman la cartulina y all se registra la insolacin, si el sol brilla durante todo el da, se forma una banda carbonizada en la cartulina, si es por periodos de tiempo se forma una traza discontinua, se pueden utilizar bandas convexas hacia arriba se usan desde abril hasta agosto en el solsticio de verano para el hemisferio norte. Se emplean tiras cortas cncavas desde octubre a febrero en el solsticio de invierno tiras rectas desde marzo hasta abril La Radiacin solar se mide con el ACTINOGRAFO, compuesto por dos lminas horizontales de color blanco y negro unidas por sus extremos, se produce un calentamiento que hace que se produzca un movimiento en la mitad o unin de las placas expuestas a la radiacin este acciona las palancas y estas a su vez mueven la pluma que registra la grfica de intensidad de radiacin solar sobre un papel o actino grama, la pluma registra una curva e indica la radiacin directa recibida luego con ayuda de un planmetro se halla el rea y se multiplica por la constante especifica del actinograma la radiacin puede medirse diariamente o semanalmente Espectrofotmetro: mide la cantidad de luz Piranmetro: mide la radiacin solar

Balance de energa solar. Las prdidas de energa por reflexin directa son de 33% y por difusin o dispersin se consideran de 10% para un albedo total de 43%. Las ganancias de energa se dan con la absorcin de la atmsfera del 14% y de la tierra de un 43% para un total de ganancias de 57%, es decir la cantidad de luz que refleja un cuerpo celeste al espacio del total que recibe el albedo es la energa incidente sobre la superficie que refleja en todas las direcciones.

58

Tomado de Semprum.

Lo que significa que la cantidad de energa ganada est representada por el 47% de la radiacin alcanza la tierra, el 7% se dispersa en la atmsfera, el 25% es reflejado al espacio pasando por la atmsfera. La radiacin perdida est representada en la radiacin que es reflejada por la tierra, nubes, espacio y la energa irradiada de73%, de manera que la ganancia es igual a la prdida de un 100%. Este equilibrio puede verse afectado por el aumento de gas carbnico y de otros gases producto de la industria y actividades del hombre, de manera que se produzca un recalentamiento como el que en la actualidad se presenta y que veremos en la segunda Unidad.

Mxima radiacin solar en verano.6.a.m. Mxima diurna. 2 a 4 p.m. Intensidad de la radiacin del sol. Est dada por la frmula:

I = K. T4. A 32 x 10-11 cal/cm.-2 por minuto 4 = La cuarta potencia de la temperatura promedio del Sol I = 8,132 x 10-11 ca 52,88 x 1021 cm-2 I = 56 x 10 cal/min.

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En las estaciones heliopuvliogrficas, adems de medir el Brillo solar, se registra tambin la cantidad de lluvia que cae en un momento determinado, utilizando el Heligrafo y el puvligrafo respectivamente. Ejercicios para graficar Brillo solar Con los siguientes datos esquematice el brillo solar medido en Horas. En el eje de las Y ubique la cantidad de Brillo solar medido en Horas y en el eje de la X los meses del ao. Tabla 7. Datos registrados en la Estacin La Arcadia. Municipio el Colegio. Departamento de Cundinamarca. Colombia. Da Enero Febrero Marzo Abril 1 7.1 6.5 3.0 2.0 2 6.0 6.7 4.0 3.0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 4.7 6.0 3.0 4.0 5.0 7.9 2.4 6.5 6.7 3.0 4.0 5.0 5.8 6.4 4.8 3.2 3.0 4.0 5.0 3.0 4.5 3.7 6.0 4.9 5.6 5.8 5.9 3.0 4.0 5.0 5.8 6.4 4.8 3.2 3.0 4.0 5.0 3.0 7.0 6.5 6.7 3.0 4.0 5.0 5.8 6.4 4.7 6.5 6.7 3.0 4.0 5.0 4.0 3.9 5.0 3.4 4.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.9 3.3 3.7 3.8 4.0 4.5 4.5 4.3 3.2 2.3 2.4 2.6 3.7 3.8 4.3 2.4 3.4 4.5 3.4 3.2 0.4 0.4 0.2 0.4 0.9 0.8 0.7 1.1 1.2 1.6 1.3 0,4 0.1 0.2 0,5 0.3 0.4 0.4 0,3 0.3 0.7 1.1 1.2 1.6 1.3 0,4 0.1

60

30 Media.

7.2

7.0

3.2

0.2

DIAGRAMA2. TIPOS DE RADIACION SOLAR.

TIPOS DE RADIACIN SOLAR

RADIACION SOLAR DIRECTA (Llega a la superficie del suelo) RADIACION SOLAR DIFUSA (Llega a la superficie despus de la directa.) RADIACION SOLAR GLOBAL Radiacin directa+ difusa

Radiacin total (Radiacin directa+ difusa+radiacin onda larga Radiacin solar directa: es la radiacin que llega a la superficie terrestre.

La radiacin solar se mide mediante el Piranmetro que registra la radiacin global y el Heliografo, dibuja en un grfico de las horas de sol durante un da. LECCION 5. 2.1.7. Corrientes Ocenicas

Las corrientes ocenicas se originan debido a la interaccin entre la rotacin de la tierra, la inclinacin de su eje, los vientos, y la densidad de agua. Las corrientes ocenicas se mueven paralelamente al ecuador. Son empujadas por los vientos alisios y contraalisios que prevalecen el la zona subtropical prxima al ecuador, las corrientes son empujadas al oeste, a los ocanos Atlntico Indico y Pacfico es lo que se conoce como los giros marinos que se desplazan en el sentido de las manecillas del reloj en el hemisferio Norte y en sentido contrario a las manecillas

61

del reloj en el hemisferio Sur, desplazando las aguas clidas hacia el norte y al sur de ecuador. Las corrientes marinas tambin ayudad a redistribuir el calor, igual que las masas de aire, influyendo en las variaciones de clima y de vegetacin en regiones prximas a las costas. La corriente del Golfo, por ejemplo, lleva 25 veces ms agua que todos los ros del mundo y regula el clima de Europa, la Corriente de California regula el clima del Pacfico noroeste. Las corrientes mezclan el agua, distribuyen nutrientes y oxgeno y marcan la productividad de los mares en cuanto a produccin de plancton, fitoplancton, peces y otras especies. Las masa de aire en el mar tambin influyen a continuacin se presenta una tabla sobre el estado del mar teniendo en cuenta la interaccin con el viento la altitud y el comportamiento del ocano. Tabla 7. Escala Internacional para clasificar el estado del mar: Existe una clasificacin de acuerdo a los vientos que se originan por las corrientes marinas.

TABLA 7. Descripcin de los Vientos originados por las corrientes marinas. Grado Denominacin Velocidad del viento en Nudos 0 Mar llana perfectamente Sin olas

0

Calma

1

Rizada

1-3

Se empiezan a formar pequeas olas que no 0-0,5 llegan a romper Se empieza a pronunciar el oleaje que apenas rompe, 0.5-1 molestando poco a las embarcaciones menores sin cubierta. Si el oleaje aumenta, en trminos de ser de 1-2 algn cuidado el manejo de

2

Marejadilla

4-10

3

Marejada

11-16

62

embarcaciones menores sin cubierta. Si el oleaje aumenta, en trminos de ser de algn cuidado el 2-3 manejo de embarcaciones menores sin cubiertaAumenta an ms el volumen de las olas, haciendo peligrosa la navegacin de las embarcaciones menores con cubierta. La espuma 3-4 blanca de las rompe dientes de las crestas, empieza a ser arrastrada en la direccin del viento. Aumentan los rociones. En las anteriores condiciones aumentan aun ms el volumen de 4-6 las olas. Los rociones dificultan la visibilidad.

4

Fuerte marejada

17-21

5

Gruesa

22-27

6

Muy gruesa

22-33

7

Arbolada

34-47

Aumentan los caracteres anteriores. La espuma se aglomera en grandes 6-9 bancos y se arrastra en la direccin de viento en forma espesa.

8

Montaosa

48-63

Olas excepcionales grandes sin direccin determinada como pueden observarse en el 6-14 vrtice de un cicln. Los buques de pequeo y medio tonelaje se pierden de vista.

9

Enorme

>64

Aumentan

los

63

caracteres anteriores Tabla tomada de http//www.los fenmenosmeteorolgicos

CAPITULO 3. FACTORES CLIMATICOS Y GEOGRAFICOS QUE INFLUYEN EN EL CLIMA LECCION 1 2.1.8. Precipitacin

Es la cantidad de agua que se precipita o cae en forma lquida o slida desde las nubes hasta la superficie del suelo. Existen lluvias con gotas de 0.5 mm.; lloviznas con gotas menores de 0.5mm. Las precipitaciones slidas se presentan en forma de granizo, nieve y hielo. Existen precipitaciones ocultas como el roco, la escarcha, la niebla y la centellada o a travs de trozos de hielo. La precipitacin es importante pues de ella depende la vida en la tierra, provee de agua, a las plantas, a los animales y al hombre. La disponibilidad hdrica se toma con base al ndice de precipitaciones ocurridas mes a mes durante un ao. Se expresa mediante mapas pluviomtricos. Para la agricultura es importante la regularidad con que se presenten las precipitaciones. El pluvimetro mide la cantidad de agua, el parmetro de medida para la precipitacin es de 1/metro cuadrado o sea la cantidad de agua que cae por unidad de superficie durante un periodo dado. El Pluvigrafo y el pluvimetro miden la hora en que inicia la lluvia y la hora de su finalizacin y registran la intensidad de la lluvia. El pluvimetro, consiste en un tanque provisto de un flotador una vez recibe el agua, el flotador se mueve verticalmente el cual transmite mediante un mecanismo a la pluma que dibuja el diagrama. El pluvigrafo se desocupa luego y la pluma desciende y vuelve a marcar otro registro diferente.

Las tormentas: Las lluvias excesivas producidas por movimientos del aire en sentido vertical y se producen cuando el aire es ms fro de lo normal en la troposfera en situaciones de baja presin. Ocasionan desastres por la intensidad de los vientos y de las lluvias. Se originan en los cumulunimbus, que son una clase de nubes. Se produce la tormenta por calentamiento de la tierra, evaporacin, enfriamiento del aire y con crecimiento rpido de la nube denominada cmulos que se convierte en cumulunimbus, en forma vertical. Se forman al interior de la nube grandes partculas de granizo y cargas negativas y

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positivas, en una nube de 10Km de altura con temperaturas hasta de 30C, tiene una duracin muy corta ya que se descarga en forma rpida. Los cultivos requieren de una distribucin de la lluvia en el tiempo y en el espacio para obtener buenos rendimientos. La mayor parte de los estudios climticos concuerdan que en Colombia existen zonas ridas y semiridas, algunas naturales y otras con erosin por efecto antrpico, as un porcentaje del territorio presentan precipitaciones menores de 500mm. l En la siguiente tabla se relacionan las principales estaciones pluviomtricas en Colombia y el acumulado anual para cada uno de estos sitios. Tabla. 8. Registro anula de precipitacin. Algunas estaciones Pluviomtricas de Colombia Departam Estacin Precipitacin anual Meses ms Meses ento/Muni pluviomtric mm. lluviosos menos cipio a lluviosos ANTIOQU Carimagua 2416.0 OctubreEnero-Feb IA Junio-AbrilAmag Agosto Fredonia Bariloche 2773.00 Oct-JunioEnero-Feb Julio-Abril Fredonia Santa Cruz 2082.0 Junio-NovEnero-Feb Oct Fredonia Santa Isabel 2134.0 Oct-Nov EneroMarzo-Feb CALDAS Aguadas Guaymaral 90.0 Sep-Marzo- Ener-Feb Aguadas Cuatro 104.0 Abril-Marzo Feb-Enero esquinas Anserma El Tabuyo 2447.0 Mayo-Marzo- Enero-Feb Oct CAUCA El Tambo La Suecia 2064.0 Oct-Nov Enero-Agosto Santander Mondomo 1612.0 Oct-Marzo Enero-Agostde Feb Quilichao CUNDINA MARCA La Mesa Honduras 1672.0 Nov-Abril Enero-Dic Vergara Cerinza 1888.0 Nov-Oct-Abril Agos-EneroSep-Dic HUILA Dessar 1083.4 Abril-Oct Dic-EneroFebQUINDIO

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Armenia VALLE

Tucumn El guila

1879.0 1903.0 2283.0

SANTAND La Laguna ERPramo

Oct-Abril-Nov Nov-SepAbril Junio-SepOct

Enero-Feb Enero-Dic Enero-Dic

En Colombia existen dos regmenes bimodales marcados, los meses ms lluviosos se ubican en Abril Octubre, Noviembre; y los m