Captulo 3 ELEMENTOS DE METEOROLOGA

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Los principales factores que afectan el almacenamiento (y movimiento)del agua en la atmsfera son la temperatura, presin y radiacin solar. Las diferentes condiciones de la atmsfera (humedad, temperatura, presin y movimiento del viento), en cualquier lugar y durante perodos determinados, es lo que se conoce como clima. Se estudiarn en este captulo los elementos que influyen en el clima del planeta y se precisaran algunos aspectos del clima colombiano. 3.1 LA ATMOSFERA La palabra atmsfera viene del griego atmos (vapor) y spheria (esfera o baln). En el contexto de la hidrologa se refiere a la envoltura gaseosa de la tierra, compuesta por una mezcla de gases y partculas slidas y lquidas con un espesor promedio de 800 km. La atmsfera sirve como almacenamiento temporal del agua evaporada de corrientes y cuerpos de agua, plantas y seres vivos, y como medio de transporte en todas direcciones de esta humedad. Se puede dividir en 3 grandes zonas: ionosfera, estratosfera, y troposfera,que se distribuyen en capas tal como muestra la figura 3.1. La troposfera es la capa ms importante de la estructura del clima, pues contiene alrededor de las 2/3 partes de los gases que conforman la atmsfera y en ella se presentan la mayora de los fenmenos climatolgicos. Las molculas de estos gases se mueven libremente y el campo gravitacional de la tierra evita que ellas escapen. La tabla 3.1 presenta, en porcentaje de volumen, los principales gases presentes en la atmsfera.

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Desde el punto de vista hidrolgico, los gases ms importantes de la atmsfera son el vapor de agua, el anhdrido carbnico y el ozono.

estratosfera

ionosfera

troposfera

80 km 18 km

8 km

FIGURA 3.1 Capas de la atmsfera El vapor de agua de una muestra de aire, bajo condiciones muy hmedas ocupa normalmente un 4% del volumen de la muestra y puede llegar a alcanzar valores de cero o muy cercanos a cero. Adems, puede pasar al estado lquido o slido y convertirse nuevamente al (estado) gaseoso. En este ltimo proceso las molculas toman energa del medio que las contiene. En el proceso contrario, liberan energa. Este efecto es uno de los ms importantes en el transporte de calor en el equilibrio trmico del globo. El anhdrido carbnico y el ozono tienen un papel decisivo en el balance energtico de la tierra, pues absorben radiacin solar. El ozono absorbe la radiacin ultravioleta en la alta atmsfera. La capa de ozono est ubicada a una altura de cerca de 15 km sobre la superficie de la tierra y se extiende hacia la alta atmsfera unos 55 km.

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TABLA 3.1 Gases presentes en la atmsfera. Gases % en volumen Nitrgeno 78. Oxgeno 20.95 Argn 0.93 Anhdrido carbnico* 0.03 Nen 18.18*10-4 Helio 5.24*10-4 Criptn 1.14*10-4 Hidrgeno 0.5*10-4 Oxido Nitroso* 0.5*10-4 Metano 1.5*10-4 Xenn 0.07*10-4 Gas sulfuroso* ---- Gas sulfdrico1* La capa de ozono est compuesta de molculas de oxgeno en la forma O3 (llamadas ozono). El ozono es producido por la accin de los rayos ultravioletas en los tomos comunes de oxgeno. Esta capa protege la tierra de la mayor parte de los rayos ultravioletas, que de otra forma daaran los tejidos de animales y seres vivos en general. Recientemente se ha descubierto un gran agujero (en esta capa) producido por la produccin de fren en la atmsfera. El fren es un gas sinttico que contiene tomos de flor, carbn y cloro. Estos compuestos son llamados tambien halocarbonos. Son usados en los aerosoles, en sistemas de refrigeracin y aire acondicionado. Dichos compuestos viajan hacia la troposfera y eventualmente pueden alcanzar la estratosfera. Como ellos absorben radiacin ultravioleta se descomponen y producen cloro, que ataca las molculas de ozono, convirtindolas en molculas de oxgeno, disminuyendo as el espesor de la capa (de ozono) e incrementando la 1 * valores variables

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intensidad de los rayos ultravioleta que alcanzan la tierra. Esto se ha traducido en un aumento de los casos de cncer de piel en algunas regiones del mundo afectadas por el fenmeno. 3.2 LA RADIACION SOLAR El motor principal que mueve el ciclo hidrolgico es la radiacin solar, que determina tambin las caractersticas climticas de una regin. El sol tiene una temperatura promedia de 6000 grados centgrados; los gases calientes, incandescentes, que comprimen su superficie, emiten energa en forma de radiaciones electromagnticas constituidas por un espectro de ondas de un amplio rango de longitudes, que viajan a una velocidad de 300000 km/s. La energa que es emitida radialmente desde el sol requiere de aproximadamente 8 1/3 minutos para viajar los 150 millones de kilmetros que lo separan de la tierra. Aunque la energa solar viaja a travs del espacio sin prdidas significativas de energa, los rayos divergen y se mueven en todas direcciones, lejos del sol. La intensidad de la radiacin decrece inversamente con el cuadrado de la distancia. La tierra solo recibe de una a dos billonsimas partes de la energa que el sol emite. Esta cantidad es aproximadamente1.94 cal/cm2* min. La energa se expresa tambin en Langleys/minuto. Un langley (Ly) es igual a una calora por cm2 y por minuto. El espectro electromagntico del sol se divide en tres grandes porciones, segn sus longitudes de onda. La unidad que se usa `para medir las longitudes de onda es el micrn equivalente a 10-6 m. El sol emite la mayor parte de su energa en onda corta y la tierra la refleja en un espectro de onda larga.

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En el universo todos los cuerpos irradian energa y adems pueden absorberla. La relacin entre la energa emitida y la absorbida se puede calcular por la ley de Kirehhof as:

)T,(faE = (3.1)

Donde: E : radiacin emitida con una longitud de onda 8 en cal/cm2*min. A : radiacin absorbida T: temperatura en 8K. La relacin E/aexpresa la capacidad de emisin de un cuerpo. Los cuerpos con a =1, para cualquier se denominan cuerpos negros. Para estos ltimos la ecuacin 3.1 toma la forma de:

)T,(fE = (3.2) En 1879, Stefan en forma experimental, y en 1894, Boltzman, en forma analtica, demostraron la expresin para la integral de f(,T) sobre todas las direcciones y sobre todas las longitudes de onda. Esta ley llamada de Stefan- Boltzman se expresa como:

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TF = (3.3) Donde: F: flujo total de energa emitida en cal/cm2 *8K4 T: temperatura en grados Kelvin, K. El albedo se define como la relacin entre la relacin reflejada y la relacin incidente en un cuerpo as:

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Albedo= Rr/RI Donde: Rr : radiacin reflejada. R I : radiacin incidente El albedo depende de la naturaleza de los cuerpos y superficies que reciben la radiacin solar. La tabla 3.2 presenta valores del albedo en la superficie de la tierra y la atmsfera. TABLA 3.2 Algunos valores del albedo Tipo de superficie Albedo en porcentaje Nubes 5-84 Hormign 17-27 Carreteras pavimentadas 5-10 Bosque cerrado 5-10 Arena blanca 35 Vegetales y pastos 20-25 Suelo sin vegetacin 10-25 Nieve limpia 70-90 Agua 5-35 En la mayora de las estaciones meteorolgicas la radiacin se mide con el heligrafo , el cual est constitudo por una esfera de cristal pivoteada en un eje que hace las veces de lente. Los rayos solares al atravesarla chocan contra una franja de cartulina que se encuentra sobre un semianillo alrededor de la esfera , graduada convenientemente y situada a la distancia focal de la lente, donde se marcan las horas. Los rayos solares (cuando hay sol) queman la cartulina lo que permite evaluar el nmero de horas de brillo solar en el da.

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3.2.1 El efecto invernadero Uno de los factores ms importantes que controlan el balance energtico en la superficie de la tierra es el llamado efecto invernadero. La radiacin de onda corta puede pasar a travs de la atmsfera sin alterarse prcticamente nada. Pero la radiacin de onda larga que emite la tierra a causa de su temperatura es parcialmente dispersada, absorbida y luego remitida por varios gases en la atmsfera superior ms fra. Dado que, en promedio, la radiacin de onda larga emitida debe equilibrarse con la radiacin de onda corta proveniente del sol, tanto la atmsfera como la superficie de la tierra seran ms fras de no existir los gases de efecto invernadero (Mesa, Poveda, Carvajal,1997) .El efecto invernadero lo produce, en la parte alta de la atmsfera, una capa semiporosa compuesta de bixido de carbono y vapor de agua, ozono, metano y compuestos de flurocarbono. La tala y combustin de rboles y la combustin creada por el desarrollo industrial del ltimo siglo han incrementado la produccin de bixido de carbono; esta ha aumentado un 25% en los ltimos 100 aos. En 1987, por ejemplo, solamente en la regin amaznica se quemaron 20 millones de hectreas, 40 % de las cuales eran bosques naturales, que liberaron 600*106 toneladas de bixido de carbono, un 10% de la produccin anual del planeta. Estos efectos han incrementado el efecto invernadero, causando un aumento de la temperatura mundial de 0.7 grados centgrados en los ltimos 100 aos.(UNESCO, 1991). 3.2.2 La temperatura La temperatura influencia todos los procesos que ocurren en la atmsfera como la precipitacin, evaporacin y transpiracin. Generalmente la temperatura vara en forma inversa con la altura, disminuyendo cada 0.7 8C cada 100 m (Linsley 1977). Durante la noche la radiacin incidente es inferior a la emitida, lo que hace disminuir la temperatura de la superficie y el aire en contacto con ella, mucho ms rpidamente que la de las capas de aire superiores, que permanecen con

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temperaturas mayores que las inferiores. Este fenmeno se llama inversin de temperatura. Se favorece cuando el cielo est nublado, con humedades bajas y vientos en calma, que evitan que se produzca la turbulencia, necesaria, para mezclar las masa de aire de diferente temperatura. Un perodo de tan slo tres das de poca mezcla atmosfrica puede llevar a concentraciones elevadas de productos peligrosos, en reas de alta contaminacin y, en casos extremos, producir enfermedades e incluso la muerte. En 1948 una inversin trmica sobre Donora, Pennsylvania, produjo enfermedades respiratorias en ms de 6.000 personas ocasionando la muerte de veinte de ellas. En Londres, la contaminacin seg entre 3.500 y 4.000 vidas en 1952, y otras 700 en 1962. La liberacin de isocianato de metilo a la atmsfera durante una inversin trmica fue la causa del desastre de Bhopal, India, en diciembre de 1984, que produjo al menos 3.300 muertes y ms de 20.000 afectados (Encarta, 1998). La temperatura usualmente se mide en grados Celsius o centgrados 8C, por medio de termmetros. Por lo comn se registran la temperatura mxima y mnima del aire; la temperatura promedia diaria es el promedio de los dos valores anteriores. 3.2.3 La humedad La humedad, la variable atmsferica mas fluctuante, juega un papel fundamental en el clima y estado del tiempo en una regin determinada. El vapor de agua presente en la atmsfera absorbe y emite radiacin solar, lo que produce procesos de evaporacin y condensacin en las masas de aire; stos no ocurren simultneamente en el mismo lugar, por lo que el vapor de agua es un agente de transporte, determinante en el balance energtico y controla los procesos hidrolgicos que ocurren en la tierra. Los principales parmetros para medir la humedad en la atmsfera son los siguientes: Presin de vapor: en un recinto cerrado, con igual volumen de aire y agua, a la misma temperatura, el agua se evaporar hasta que la masa de aire est

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completamente saturada. La presin en este momento es llamada presin de vapor, para esa temperatura. Aplicando la ley de los gases perfectos, la presin de vapor, e, se puede expresar como:

RTe622.0v = (3.4)

Donde: v: densidad de la masa de vapor de agua, en g/m3. e: presin de vapor, en milibares. T: temperatura absoluta, en grados Kelvin R: constante de los gases ideales. La densidad del vapor de agua, v, es llamada tambin humedad absoluta de la atmsfera Temperatura de punto de roco: es la temperatura a la cual una masa de aire no saturada quedara saturada, sin modificar su contenido de humedad, y a presin constante. Humedad relativa: es la relacin entre el vapor de agua en una masa de aire y el vapor de agua de esa masa, si sta estuviera saturada. Se define tambin, como la relacin entre la presin de vapor, e, y la presin de vapor de saturacin para esa misma temperatura, as:

ss

v

ee100100HR =

= (3.5) Donde: HR: humedad relativa. es: presin de saturacin v: densidad de la masa de aire o humedad absoluta. s: densidad de la masa de aire saturado. e: presin de vapor. es: presin de vapor saturada

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La presin de saturacin es funcin directa de la temperatura y es bastante sensible a sta; se presentan grandes variaciones a nivel diario, debidas a esta dependencia, ver figura 3.2. Humedad especfica, q: es la relacin entre la masa de vapor de agua y la masa de aire hmedo; se expresa como:

ape622.0q = (3.6)

Donde pa es la presin atmosfrica.

FIGURA 3.2 Variacin de la presin de vapor con la temperatura

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Relacin de mezcla de masa: se define como:

epe622.0ra

= (3.7) La humedad se mide con un sicrmetro, que consiste en dos termmetros iguales, uno con el bulbo en contacto directo con el aire y el otro con el bulbo hmedo. Por algn mtodo, se acelera la evaporacin y debido al enfriamiento producido por el calor latente, necesario para la evaporacin, el termmetro hmedo, que suministra la energa necesaria para el calor latente de evaporacin, marcar una temperatura menor que el bulbo seco. Con estas temperaturas y tablas sicromtricas se puede encontrar la humedad relativa. Otro instrumento que tambin se usa es el hidrgrafo de cabello o de otras fibras: Con la variacin de longitud que experimenta el cabello al variar la humedad se puede hallar la humedad relativa. 3.3 LA CIRCULACIN ATMOSFRICA. El calentamiento de la tierra no es uniforme; cerca al ecuador la radiacin entrante es casi perpendicular a la superficie de la tierra y alcanza un valor de 270 w/m2, mientras que en los polos choca con la tierra formando un ngulo mas oblicuo, con una intensidad de 909 W/m2. Como consecuencia de esta desproporcin en la reparticin de la energa, la atmsfera funciona como una gran mquina de calor, transfiriendo energa desde el Ecuador hacia los polos a una tasa promedio de 4*10 9Mw (Chow, 1996) Si la tierra fuera una esfera que no rotara sobre su propio eje, la circulacin atmosfrica sera tal como la mostrada por la figura 3.3. El aire del Ecuador, ms caliente y menos denso se elevara y viajara hacia los polos, donde una vez enfriado descendera hacia la baja atmsfera y retornara al Ecuador. Este modelo de circulacin se conoce con el nombre de circulacin Hadley.

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FIGURA 3.3 Patrn ideal de circulacin atmosfrica Sin embargo, en los patrones reales de circulacin influyen el movimiento rotacional de la tierra sobre su eje, cada 24 horas, la rotacin alrededor del sol, cuyo ciclo dura 365 das y el cabeceo aparente de la tierra en relacin a los rayos solares. La combinacin de estos factores produce un nuevo patrn de circulacin, que en cierta forma tambin es ideal, pues no tiene en cuenta los efectos de rugosidad de la superficie terrestre y el efecto de las grandes cadenas montaosas. La figura 3.4 muestra este patrn de circulacin con tres celdas en cada hemisferio. En la zona ecuatorial se presenta una franja de presin relativamente baja, mal llamada zona de calmas ecuatoriales (Los vientos en esta zona tienden a ser bajos). El aire es caliente y hmedo y se presenta una alta nubosidad y gran pluviosidad. En las latitudes 308 N y 308S, parte del aire elevado en el Ecuador desciende de nuevo hacia la superficie, ya que es mas fro que el que est en las capas inferiores. Parte del aire se devuelve para el Ecuador y parte contina hacia el norte

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FIGURA 3.4 Esquema de la circulacin atmosfrica

La latitud de los 308 es llamada de los caballos(El origen de este nombre se debe a que los espaoles llevaron caballos al Nuevo Mundo, y en esta zona encontraron vientos ms suaves, lo que los obligaba a viajar ms despacio. Por falta de alimento los animales tenan que ser arrojados al mar). En la latitud de los caballos el aire generalmente es descendente, hay poca nubosidad, la atmsfera es seca y la precipitacin y los vientos son escasos. En esta franja se encuentran los ms grandes desiertos del mundo. Los movimientos descendentes de masas de aire caliente alrededor de la Tierra han producido dos cinturones de desiertos, uno a lo largo del trpico de Cncer, en el hemisferio norte, y otro a lo largo del trpico de Capricornio, en el hemisferio sur. Entre los desiertos del hemisferio norte cabe destacar el de Gobi, entre China y Mongolia, los desiertos del suroeste de Norteamrica, el Sahara en el norte de frica y los desiertos Arbigo y de Irn en el Oriente Prximo. A lo largo del cinturn sur se encuentra la Patagonia en Argentina, el desierto de Kalahari en el sur de frica, y el Gran DesiertoVictoria y el Gran Desierto de Arena en Australia, ver figura 3.5 (Enciclopedia Encarta, 1999).

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FIGURA 3.5 Grandes desiertos del mundo.( Enciclopedia Encarta 1999)

La parte de aire que se dirige de los caballos hacia el polo, entre latitudes 408 y 608 , se encuentra con las corrientes fras del polo en direccin contraria y se forma un frente polar; el aire caliente ms liviano que viene desde la latitud de los caballos es obligado a levantarse sobre la masa fra. En las latitudes 60 norte y sur, se desarrolla un franja de baja presin con climas variables, de precipitacin moderada y en algunos casos alta; all se presentan grandes tormentas. En las zonas polares se presentan focos de alta presin, con aire seco y baja precipitacin y evaporacin El aire de las dos zonas subtropicales comprendidas hasta las latitudes 30 8N y S, donde se forman cinturones de alta presin, se dirige hacia el ecuador, zona de baja presin .Estas corrientes son deflectadas por el efecto Coriolis. Como resultado, se producen dos cinturones de vientos llamados alisios que transportan grandes cantidades de aire hmedo hacia el Ecuador, donde a travs de las mencionadas celdas de Hadley se vuelve a producir el

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ascenso y posterior condensacin de estas masas de aire hmedo. Los patrones de circulacin de los alisios sugieren que ellos convergen en algn lugar cerca del Ecuador. El encuentro de los alisios del norte y los alisios del sur se da en una franja estrecha, denominada frente intertropical de convergencia, FIC. Esta zona es uno de los ms importantes sistemas climticos que actan en los trpicos y es decisiva en la caracterizacin del clima en diversas reas de la regin tropical. El FIC se encuentra en una zona donde hay interaccin de fenmenos atmosfricos y climticos, as: Es la zona de confluencia de los alisios, la zona donde se presentan las mximas temperaturas de la superficie del mar, la zona de mxima convergencia de masas de aire y la zona donde se presenta la mayor cantidad de nubes convectivas. Sin embargo estos fenmenos no necesariamente ocurren simultneamente en la misma latitud. Las caractersticas climticas asociadas al FIC, viajan en direccin Norte sur a lo largo del ao. El FIC alcanza su posicin ms al norte (88N) durante el verano del hemisferio norte y su posicin ms al sur (18 N) durante el mes de Abril. Adems de esta oscilacin anual el FIC, presenta oscilaciones de alta frecuencia con perodos que varan de das a semanas. 3.4 EL NIO- OSCILACION DEL SUR Con intervalos de dos a ocho aos se produce una perturbacin considerable en el ocano y la atmsfera, que empieza en el Pacfico Oriental y esparce sus efectos por todo el globo; efectos que pueden durar ms de un ao, ocasionando patrones climticos totalmente anormales, que producen sequas, inundaciones, ondas de fro o calor y tormentas con valores extremos. Este fenmeno es llamado El Nio. En 1980 fue reportado por los pescadores peruanos, que usaron la expresin Corriente del Nio para describir una invasin de aguas tibias provenientes del sur del Per, que ocurra con intervalos de pocos aos, en la poca de Navidad, y que disminua la pesca en las costas peruanas. Aunque las temperaturas del mar y el aire empiezan a decrecer tpicamente de sus valores mximos en Abril o Mayo, ellas pueden permanecer anmalamente altas por un ao o

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ms. Los cientficos reservan el trmino del El Nio, para significar eventos mensuales asociados con las anomalas de la temperatura de la superficie del mar, que pueden durar desde meses hasta ms de un ao. La contraparte atmosfrica del Nio es la Oscilacin del Sur (SO), que es una onda estacionaria en la masa atmosfrica, que produce un gradiente de presiones entre el este y el oeste del Pacfico ecuatorial. Generalmente un centro de alta presin se localiza en Papete (Tahiti 18 8S, 150 8O), mientras que un centro de baja presin se da en Indonesia y el norte de Australia, cerca de Darwin(12 8S, 131 8E). Este gradiente de presin es frecuentemente representado por el SOI, definido como la diferencia de presiones atmosfricas estandarizadas en ambos sitios. Las anomalas negativas del SOI estn asociadas a eventos clidos sobre el ocano Pacfico (El Nio) y las positivas con los eventos fros (La Nia). Durante los ltimos cuarenta aos, nueve "Nios" han afectado la costa de Amrica del Sur. En la mayora de ellos la temperatura del agua no slo se elev en la costa sino tambin en las islas Galpagos y a lo largo de una franja de 5000 millas sobre el Pacfico Ecuatorial. En los eventos ms dbiles, las temperaturas se elevaron slo 1 a 2 grados centgrados Sin embargo, los eventos fuertes como " El Nio" de 1982 - 83 dejaron una profunda huella en las condiciones climticas a lo largo del mundo entero. Segn Kiladis y Daz(1989), los aos Nio y Nia de este siglo son los siguientes: AOS NIO: 1902,1904,1911,1913,1918,1923,1925,1930,1932,1939,1951,1953,1957-1958,1963,1963,1965,1969,1972,1976-1977,1982-1983,1986-1987,1991-1992,1997.

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AOS NIA: 1903,1906,1908,1916,1920,1924,1928,1931,1938,1942,1949,1954,1964,1970-1971,1973,1975,1988 El Nio tiene fuertes implicaciones socioeconmicas sobre el planeta, as: sequas en Africa, en el trpico sudamericano y en Australia; inundaciones en California, Per, Ecuador y en el suroeste de Amrica del Sur.(Poveda, Mesa 1996 ) Para entender como "El Nio" afecta los ocanos, es necesario comprender primero cmo los vientos superficiales movilizan el agua durante los aos normales y cmo dichos movimientos afectan la temperatura de las aguas y las cantidades de nutrientes qumicos disponibles en la cadena alimenticia. Se considera, para mejor comprensin, dos regiones separadas: el Pacfico Ecuatorial, que se extiende en direccin oeste desde las Islas Galpagos hasta pasada la lnea de cambio de fecha y las aguas costeras del Per y sur del Ecuador. Los vientos del este que soplan a lo largo del Ecuador y los vientos surestes que soplan a lo largo de las costas del Per y Ecuador tienden a arrastrar con ellos el agua superficial. La rotacin de la tierra a su vez desva las corrientes superficiales a la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur. Las aguas superficiales se desvan del Ecuador en ambas direcciones y se alejan de la costa. Conforme se movilizan y se aleja el agua superficial, agua ms fra y rica en nutrientes de mayores profundidades asciende a la superficie para reemplazarla, generando el fenmeno conocido como afloramiento. Ambos afloramientos, el ecuatorial y el costero, se encuentran concentrados en fajas relativamente estrechas de menos de 100 millas de ancho Durante los aos de "El Nio", cuando los vientos del este se repliegan al Pacfico Oriental, el ocano responde de la siguiente manera:

La termoclina (lnea que separa las capas fras y calientes del ocano) a lo largo del Ecuador se aplana, levantndose en el oeste y hundindose en el este ms de 100 metros bajo la superficie a suficiente profundidad, evitando as que el afloramiento costero sea

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capaz de traer a la superficie aguas fras, ms ricas en nutrientes, de las capas inferiores;

El afloramiento ecuatorial se reduce, disminuyendo an ms el abastecimiento de nutrientes a la cadena alimenticia.

La lengua fra de la temperatura superficial del mar se debilita o desaparece

El nivel del mar se aplana, bajando en el oeste y subiendo en el este, producindose ondas superficiales hacia el este a lo largo del Ecuador.

La figura 3.6 muestra un esquema de circulacin atmosfrica y comportamiento del ocano en los aos normales y en los aos Nio. Los vientos a lo largo del Ecuador influyen en la inclinacin de la termoclina y la intensidad del afloramiento. Hay que tener presente, sin embargo, que los cambios resultantes en la temperatura superficial del mar tendrn a su vez efecto sobre el comportamiento de los vientos. Cuando los vientos del este soplan con toda intensidad, el afloramiento de agua fra a lo largo del pacfico ecuatorial enfra a su vez el aire que se encuentra por encima, hacindolo demasiado denso para elevarse lo suficiente y producir vapor de agua que se condense para formar nubes y gotas de lluvia. Como resultado, durante los aos normales, esta franja del ocano se queda visiblemente sin nubes y la lluvia, en el cinturn ecuatorial, se limita mayormente al extremo oeste del Pacfico, cerca de Indonesia. Pero cuando los vientos del este se debilitan en las etapas iniciales de un evento de "El Nio", el afloramiento disminuye y el ocano se calienta, al igual que el aire hmedo que se encuentra por encima (de ste).

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FIGURA 3.6 Condiciones normales y condiciones Nio (NOA 1999)

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El aire se vuelve suficientemente boyante para formar nubes espesas que producen fuertes lluvias a lo largo del Ecuador. El cambio en las temperaturas del ocano hace que la zona de mayores lluvias, caracterstica del pacfico oeste, se traslade en direccin este. Los giros y cambios en el dilogo ocano-atmsfera sostenido en el Pacfico pueden traer repercusiones en las condiciones climticas en regiones muy distantes alrededor del mundo (este fenmeno se conoce como teleconexiones). Este mensaje de cobertura mundial es transmitido a travs de cambios en la precipitacin pluvial en los trpicos, afectando los patrones del viento sobre gran parte del mundo. 3.4.1 Efectos del Nio y la Nia en Colombia. En Colombia, El Nio y la Nia han causado graves daos a la economa (del pas). En los aos Nio, la escasez de lluvias ha afectado las cosechas, disminuyendo ostensiblemente la produccin de los principales productos agrcolas (del pas) aumentando por lo tanto el costo de vida. Se han incrementado tambin los incendios forestales, causando prdidas irreparables en los ecosistemas, disminuye la pesca y en general sufren reducciones cuantiosas los caudales de ros y quebradas, por efecto de disminucin de lluvias, lo que ha ocasionado severos racionamientos de energa , pues Colombia depende en ms de un 60% de la energa hidroelctrica . Efectos contrarios se dan durante La Nia., En 1988, se present uno de los eventos Nia, ms fuertes de este siglo, que produjo graves inundaciones en Colombia, con grandes prdidas econmicas y ms de 300000 damnificados. Se calcularon costos de las prdidas, en solo cultivos, de ms de $700000000 millones de pesos (Vlez, Arbelaez, 1998) El comportamiento de los caudales en los ros se ve fuertemente afectado por el fenmeno. La figura 3.7.ilustra esta situacin con los caudales mximos anuales en la estacin Cartago, ro La Vieja, en los aos normales, Nia y Nio (Universidad Nacional 1997)

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ESTACIN CARTAGO (RO LA VIEJA)

0

100

200

300

400

500

600

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Mes

Cau

dal m

xim

o in

stan

tne

o (m

/s)

Nio Nia Total FIGURA 3.7 Comportamiento de los caudales mximos anuales (Universidad Nacional 1998) Como puede observarse, hay diferencias significativas en el los caudales en aos normales y aos Nia, lo que influye notablemente en el aumento de inundaciones y eventos catastrficos. Adems de las consecuencias en cosechas, lluvias y niveles de los ros se ha detectado un aumento de los casos de malaria en Colombia. Hay un incremento de ellos en los ao Nio:1961, 1968,1972, 1977, 1983,1987,1991/1992, aos todos que corresponden a eventos Nio, con excepcin de 1961, ao que est determinado por el ENSO 1957- 1958-. (Poveda 1998)

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3.5 EL CLIMA EN COLOMBIA Se presenta una breve descripcin del clima en Colombia basada en el texto de Mesa, Poveda Carvajal (1997). Colombia est situada en los trpicos, al norte del Ecuador y al sur de los 128N. Adems de los factores generales de circulacin global y del cambio en la posicin aparente del sol durante el ao, la topografa, la conveccin profunda, la cercana a las costas y la vegetacin son los factores principales que gobiernan el clima local en los trpicos, dado que la circulacin general es dbil en gradientes de presin, temperatura, humedad y velocidad del viento. En Colombia se dan todos los extremos climticos: existe la zona ms seca en el extremo norte de la Guajira, y las zonas ms lluviosas del planeta en la costa Pacfica. Se presentan desde los lugares ms clidos hasta los glaciares ms fros. Desde el punto de vista geogrfico, la caracterstica ms importante de Colombia es la cordillera de los Andes, que cruza el pas de sur a norte, desde la frontera con Ecuador hasta los extremos norte y noroeste. El pas no tiene estaciones propiamente dichas. El rgimen de lluvias esta determinado por diferentes factores, segn las regiones. En los Llanos y selvas orientales y en algunas zonas de las cordilleras, los vientos alisios fijan estos perodos. En general, las lluvias se suceden all la mayor parte del ao. Por otra parte, las grandes evaporaciones del ocano Pacifico, que se condensan en nubes, dejan caer copiosas lluvias que baan toda la regin comprendida entre la cordillera Occidental y el ocano Pacifico. Por esta razn, el Choc y las costas del valle del Cuca y Nario son las comarcas ms lluviosas del pas. La cordillera Oriental recibe el resto de lluvias del Pacifico y las que llegan del oriente a impulsos de los alisios. La figura 3.7 muestra el mapa de isoyetas de precipitaciones promedias anuales en Colombia elaborado por el Ideam.

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FIGURA 3.7 Isoyetas de precipitacin promedia anual en Colombia (IDEAM 1999)

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Captulo 3ELEMENTOS DE METEOROLOGAFIGURA 3.1 Capas de la atmsferaNitrgeno Oxgeno Argn Nen La temperatura influencia todos los procesos que ocurren en Generalmente la temperatura vara en formLa temperatura usualmente se mide en grad3.2.3 La humedadPresin de vapor: en un recinto cerrado, con igual volumen dDonde:Temperatura de punto de roco: es la temperatura a la cual uHumedad relativa: es la relacin entre el vapor de agua en Donde:e: presin de vapor.La presin de saturacin es funcin directa de la temperatur3.3 LA CIRCULACIN ATMOSFRICA.

FIGURA 3.3 Patrn ideal de circulacin atmosfrica