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Agrometereología

agrometereología y climatologia agrícola

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esta son las clases de la primera unidad del curso de agrometereología que nos dan en la uni pues nada espero os sirva cuídense.

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Agrometereologa

Radiacin solar El sol () estrella blanco amarilla, de gas incandescente compuesto por el 70% Hidrogeno y 28% helio 2% de tomos pesados. El ncleo del tiene una T de 15 millones kelvin (K) que permite se efecten reacciones termonucleares como la fusin de tomos de hidrogeno para formar tomos de helio. La T del marcadamente hacia su superficie, y la conveccin resultante favorece la evacuacin de la energa producida, y la sustitucin del helio producido en el ncleo por hidrgeno, como consecuencia de este proceso el vierte enormes cantidades de energa en forma de radiaciones electromagnticas como luz o calor. La radiacin solar se transmite como luz o calor se en forma de ondas electromagnticas cuya longitud de onda () corresponde a la distancia entre 2 puntos de ondas adyacentes en frecuencia que corresponde a un punto en un segundo determinado la

de la luz y el calor en el espacio es = ?

Para expresar se usa el Armstrong ( = 10-8 cm) o al cm. Cuando la radiacin solar ha recorrido la distancia del sol a la tierra (cerca a 149,68 millones Km), llega hasta el lmite superior de la atmsfera terrestre con una intensidad de 1.94 cal considerada como constante solar (S) o cantidad de calor que recibe cada minuto en una superficie horizontal de 1 cm2 en el lmite de la atmsfera terrestre en posicin perpendicular a los rayos solares. Lunes -05/04/10

ClimatologaEstudia las variaciones en las condiciones atmosfricas en periodo al tiempo largo. Latitud: Es la distancia que hay desde un punto cualquiera hacia el ecuador y se expresa en grados. Longitud: Mide la distancia en grados entre dos puntos de la superficie terrestre y el meridiano.

Lnea Ecuatorial (Latitud)

Greenwich (Longitud)

Equinoccio: Momento del ao en que los das tienen una duracin igual a la de las noches en todos los lugares de la tierra excepto en los polos. Estructura de la atmsfera: Mezcla de gases unidos por una fuerza de gravedad, debido a que la atmsfera es comprensible presenta su mayor densidad a nivel de superficie. Conceptos de masa de atmsfera cuyos valores son 5.3 * 1018 Kg (es lo que pesa un cuerpo en la atmsfera) El 90% de la masa atmosfrica est contenido bajo 20Km, desde el punto de vista de la masa la atmsfera es una delgada capa que cubre la tierra. Homsfera: (0-80Km) Se caracteriza porque los elementos estn mezclados. Hetersfera: (80 a +) los elementos se distribuyen en capas, la principal fuente de energa para la atmsfera es el .

La atmsfera selectiva absorbe radiaciones de la tierra ms no rayos solares. La temperatura (T) varia con la altitud (h) - (sube o baja) h T h T +

Termsfera Messfera Estratsfera Tropsfera Mesopausa Tierra Estratopausa

Tropopausa

Tropsfera (0-17Km): Capa de la atmsfera donde la T disminuye con la h. Tropopausa: Divisin de tropsfera a la estratsfera. Estratsfera (18-50Km): T con la h como consecuencia de la absorcin de rayos UV. Estratopausa: Paso de la estratsfera a la messfera. Messfera (50-85 Km): T con la h. Termsfera (85-800 Km): T con la h, ah el da tiene 2 mil C, en la noche mil C. Termopausa: paso de la termsfera a la exsfera. Exosfera: ltima capa (no hay mucha informacin) Composicin de la atmsfera: A) Est compuesta por mescla gases de aire seco N2 O2 78% 21%

Ar (argn) 0.93% CO2 0.03% B) Agua en sus 3 estados C) Por partculas solidas y liquidas en suspensin (aerosol) el polen, las olas cuando revientan Ej. (Lluvia cida) partculas de SO2 que provocan que la lluvia sea cida

ngulos Solares Zenital - Formado por la visual al sol.

radiacin

Acimutal - formado por la proyeccin de la visin al sol sobre el plano del observador y el sur geogrficoRadiacin

Horal - formado por el meridano cuya proyeccin toma al sol como o da solar

Altura Solar formada por la visual al sol y el plano del horizonte.

Altura solar

Declinacin solar - es el ndice q indica cuando un hemisferio est + cerca del sol, formado por el vector tierra, sol y el plano del Ecuador

Donde: n = n de das del ao a partir del 1 de enero.

Leyes de la radiacin

Martes 06/04/10 (Pues hoy se dio un repaso de las clases de la semana pasada obviamente aumentando y detallando ciertas partes que quiz quedaron en el aire) Conceptos: Meteorologa: Estudia fenmenos que se dan en la atmosfera en un tiempo corto (menor a una semana) Climatologa: fenmenos que ocurren en la atmosfera en un periodo largo (ms de una semana). Atmsfera: Conjunto de gases unidos por una fuerza de gravedad. Es una delgada capa que rodea a la tierra el 90% est de la tierra a 20Km de altura y un 99% hasta 50 km de hacia arriba y se pierde en el espacio. La gravedad determina la presin atmosfrica (gravedad = )

Masa atmosfrica: (

)

Interaccin de la radiacin solar con la atmsferaATMSFERA

Reflexin (Albedo)

ATMSFERA

Dispersin TIERRA SUPERFICIE

Absorcin: La tierra absorbe ms o menos un 17% de la radiacin solar, absorbe principalmente rayos UV y queda entre la capa de gases de efecto invernadero (metano, vapor de agua y ozono.) Reflexin o Albedo: es la toma de los rayos solares, chocan con las nubes y son rebotadas (reflejadas) hacia el espacio. Dispersin: No produce cambio en temperatura sino en cambio de direccin de propagacin en la energa que se propaga en una sola direccin es desviada en todas las direcciones, consiste en que los rayos solares llegan a la superficie y son reflejados en direcciones variadas. El atardecer es rojizo o naranja por diferente espesor de la capa atmosfrica. Radiacin Terrestre: llega de dos maneras: Radiacin directa (Q).- que viene directamente del sol. Radiacin difusa (q).- que es la radiacin dispersada. Radiacin global.- (Q+q) La superficie terrestre al absorber la radiacin solar adquiere cierta temperatura por lo que tambin emite radiacin, la atmsfera absorbe el 90% de la radiacin terrestre y un 10% se pierde en el espacio. No todos los componentes de la atmsfera absorbe la radiacin terrestre.

Efecto Invernadero:

La atmsfera absorbe la radiacin terrestre y emite para y para a eso se le conoce como contra irradiacin

Intensidad de la Radiacin: Es la cantidad de energa recibida sobre una unidad de superficie durante una unidad de tiempo, generalmente se presenta como cal/cm/min o bien lanley/min. Ejemplo: Supngase que una caja pequea contenga 24 cm de agua a una temperatura de 20 y se expone al sol durante 4 minutos y la temperatura sube a 23, las dimensione de la caja son: largo-4cm, ancho-3cm, profundidad-2cm, la radiacin solar le llega solamente a la capa superior, se desea saber cunta energa se transfiri: Volumen: 3*4*2= 24cm4 cm 3 cm 2cm RS

Superficie de exposicin: 4*3 = 12cm Tiempo de exposicin: 4min de temperatura: 3C Calcular: Calor total recibido= Volumen * T = 24*3 = 72cal/gr Calor recibido/ unidad de superficie:

= = =6

Energa transferida= calor recibido/unidad de superficie/unidad de tiempo = = 1.5 cal/cm/min Balance de radiacin: El 99% de radiacin solar es de onda corta con 1 de 2000 de eso el 9% son rayos UV que son < 3900 (invisibles), el 45% de 3900-7700 (son visibles) radiacin de onda corta, el 45% rayos infrarrojos con >7700 . Radiacin neta: Rn= (Q+q)(1-) + | - | Rn=(Rg)(1-) + | - | Donde: Rg= Radiacin global (Q+q) Q: radiacin directa, q: radiacin diferida. = Reflexin o Albedo. | = Radiacin atmosfrica que llega al suelo, onda larga y depende del contenido de vapor de agua en el aire y del grado de nubosidad. | = Radiacin terrestre de onda larga que depende de la temperatura absoluta del suelo. 12/04/10

Duracin del da solar

(Datos: Trujillo) = -8.11 =?

Para el 13 de abril

Horas.

(Dato: Chimbote) =-9.07 =? 16 de febrero

Horas. 13 de abril

Distancia Solar:

13/04/2010

Radiacin Solar: radiacin electromagntica, energa que emite todo cuerpo compuesto por ondas de campo magnticos elctricos, una onda sirve para transportar energa.

Espectro magnticoEs la distribucin de ondas electromagnticas, segn su o frecuencia se denomina espectro electromagntico. Es importante saber para: -Los insectos no ven luz infrarroja pero si la UV y la blanca por tal razn en las trampas de luz se usan esa luz. Nota: -Fotofase: fase luminosa foto-luz fase-fase (insectos con actividad diurna lepidpteros (mariposas)) -Escotofase: fase no luminosa escoto-oscuro fase-fase actividad nocturna cucaracha (periplaneta americana) *hay insectos que tienen actividad crepuscular: msca comn de la fruta (drosophila melanogaster) Insectos: Lucpedos: los que son atrados por la luz} polillas y mariposas. Lucfagos: insectos que no les gusta la luz} cucarachas, escarabajos. *Temperatura (T) Como el es la principal fuente de energa para el calentamiento de la tierra y su atmosfera se esperara que la T siga el mismo patrn de distribucin de la es decir > en el ecuador y hacia los polos e independientemente de la longitud si bien en general

la T sigue ese patrn las caractersticas de la tierra hacen que experimenten cierta distorsin como veremos a continuacin: 1.-T mx. Diaria (Tx): se mide con el termmetro de mxima o es el mximo de los 24 datos horarios (es decir la T mas alta que recibe en una hora de las 24 horas del da.) 2.- T min. Diaria (Tm): (lo inverso) es la mnima T en un da, es el min. De 24 datos horarios. 3.-T media diaria (Td): promedio de T, se halla de 3 maneras: 1.Sinptica: T tomadas a las 7am, 1pm, 7pm. 2.3.4.-T media mensual (Tme):

5.-T media anual (Ta)

*Distribucin temporal y geogrfica de la T: 1.-Temporal: los movimientos de rotacin y traslacin de la tierra originan que la tierra presenten un ciclo diario y anual de T:Tx12-3pm Ciclo diario Tm antes de la salida del sol

Lo que ocasiona este ciclo es la rotacin terrestre

Tx verano Ciclo anual Tm invierno

Lo que ocasiona este ciclo es la traslacin terrestre

2.-Geogrfica: a>h la T 2.1.- Distribucin vertical: la superficie terrestre es la que calienta la atmosfera, causa que la T en la tropsfera. 1.- la fuente que delimita la atmosfera es la superficie terrestre.

2.-El vapor de agua es el que absorbe la radiacin y se encuentra en la parte inferior de la atmosfera. Cercana a la fuente que lo originan. 3.- inversin trmica: fenmeno en el cual la T con la h (se considera lo que ocurre sobre la atmosfera) 2.2.- Variacin Horizontal: la T horizontalmente se distribuye del mismo modo que la es decir siguiendo los paralelos toma los valores mximos y en los polos, existen ciertos factores que distorsionan esa variacin horizontal. Continentalidad: Efecto termorregulador del agua se refiere a las diferencias trmicas entre el continente y el agua debido a que agua y tierra tienen diferentes caractersticas de calentamiento, intervienen en la modificacin de la T en 3 formas: 1.- Penetracin de la energa radial: sobre el mar y el continente llega la misma cantidad de radiacin en el continente hay mayor T que en el agua (ocano).

Ocano(La T no vara mucho)

Continente (la T varia msnotablemente)

Debido a que el agua es transparente la energa radiante penetra mayor profundidad que en la tierra por lo que la misma cantidad de energa es distribuida en una mayor cantidad de masa en el agua. 2.- Distribucin de la energa absorbida: La energa se distribuye en el agua por conveccin y conduccin mientras en el continente slo por conduccin, en consecuencia la energa absorbida se distribuye en un mayor volumen en el agua, en el mar la T se distribuye ms homogneo por movimiento de conveccin.

Mov de conveccin Conduccin lenta

3.- Diferente Capacidad calorfica: La cantidad de calor de un cuerpo vara si se le agrega ms calor segn su capacidad calorfica. Capacidad calorfica es el punto mximo que soporta un cuerpo. La capacidad calorfica del agua comparada con el continente es mayor porque llega a toda y se distribuye la energa.

19/04/2010

Corriente ocenica: transportan agua fra a zonas clidas y viceversa (eje corriente de Humboldt, golfo). Masas de Aire: gran porcin de atmosfera con propiedades de T y H homognea y cuando estas se trasladan llevan estas propiedades cambiando el clima de la zona por donde pasan. Barreras de Montaa: Impide el trnsito de masas de aire.

Balance de energaLa energa calorfica puede transmitirse de 3 maneras: 1.- Por Radiacin: (La ms simple) Entre el cuerpo radiador y el receptor no existe medio material alguno. 2.-Por conveccin: caractersticas de los fluidos lquidos y gases. En los fluidos el calor se transporta por materia (eje: calor absorbido por el agua) 3.-Por conduccin: el calor se transmite de molcula a molcula, este tipo de transicin no es significativo en la atmosfera ejem: ocanos, vapor de agua, y el agua en los suelos que son los encharcamientos, entibian a la tierra durante la noche. Balance de Energa

RN= Radiacin Neta. LE= Calor latente de evaporacin (L es el calor de vaporizacin del agua, E es la velocidad de la evaporizacin del agua) H= Calor sensible. Ejemplo: Si ponemos al fuego una olla con agua la T del agua (esto se comprueba con el tacto o termmetro) este calor que se siente es el calor sensible, la T hasta que el agua hierve, cuando esto sucede la T ya no sube y ahora el calor que se transfiere ya no se utiliza en aumentar la T del agua (por que ahora hervir) sino en transformar el agua lquida en vapor de agua. El cociente de Bowen: relacin del calor sensible y el calor latente.

La estabilidad de la atmsfera-Proceso Adiabtico: Como el aire es un mal conductor del calor y el movimiento vertical ocurre en trmino de hora, esto no le da posibilidad a la masa de aire de intercambiar calor por lo que con buena aproximacin se puede considerar el mar. Vertical en la atmosfera es un proceso Adiabtico. (No hay intercambio de calor) Es posible o la T de la masa de aire se consigue mediante procesos de expansin o comprensin. -Tipos de procesos diabticos o gradiente adiabtico: Gradiente adiabtico seco ( 8s): Por c/Km de de masa de aire experimenta una de T de 10

-

1Km10 Gradiente Adiabtico Saturado: por C/Km la T 6

-

Gradiente Trmico indica la normal de la T con respecto a la altura la cual es 6.5 /Km

Es la diferencia de la T del aire entre las proximidades de la superficie y a una altura de 2m sobre la misma. Gradiente de Humedad (q) es la diferencia de humedad del aire entre los mismos niveles donde se miden los valores de la T para determinar el gradiente de humedad se expresa en gr de agua en gramos de aire hmedo. He= H especifica. E= Presin de vapor. P= Presin atmosfrica. 26-04-2010

Calor especifico del aire (Cp): tambin conocida como capacidad calorfica del aire es la cantidad de calor que se necesita el gr de aire para elevar 1 grado su T a presin constante.

Calor de Vaporizacin del agua (L): es la cantidad de calor necesario para evaporar un gr de agua pura.

(Para el ejem) (1)L=606.5-0.695(24.5)=589.5 cal (2)L=606.5-0.695(22.0)=591.2 cal L=promedio=590 cal Ejem: Obtener el balance de energa, para un da cuya RN recibida sobre el suelo es de 800 cal, y la presin atmosfrica fue de 820 milibares. La T se toma desde 10 y 200 cm (en realidad se toman 5 puntos 10, 30, 50, 100, 200.) sobre el suelo. Lo mismo que la humedad relativa (HR) observndose los valores medios de la planilla que se presenta a continuacin: RN=300 cal P=820 milibares

H 10 200

T 24.5 22.0 t=2.5

HR 70 50

E (milibares) 30.7 26.4

21.50 13.20

0.016 0.010 q=0.006

Balance de Energa de la superficieBalance de energa que llega a la superficie con una radiacin neta de 300 cal

Otro ejem: H 10 200 T 24.5 22.0 t=2.5 HR 85 60 E (milibares) 30.7 26.4

26.09 15.84

0.019 0.012 q=0.007

Fotosntesis y Respiracin Vegetal.La luz que ms que cualquier otro tema de energa proporciona la fuerza motriz del proceso fotosinttico, este hecho es el fundamento de muchas de las caractersticas de la estructura, de las actividades y la distribucin de las plantas. La clorofila absorbe dos longitudes de onda, la del rojo y azul. Roja: 6600 a 6800 Azul: 4800 a 5000 La asimilacin del CO2 ocurre por efecto de la luz y depende tanto de su intensidad como de su , la asimilacin Max de CO2 se da en que concuerdan con la capacidad de absorcin de luz por la clorofila. 6CO2+6H2O luz C6H12O6+6O2 27-04-2010

CalcularFotoperiodo: Horario Inclinacin Solar:

Radiacin Neta RN= LE+H Bowen:

Insolacin:

Constante solar:

Calor latente de evaporacin:

Distancia Solar:

H=B(LE)

Chimbote: -9.07

El da 3 de mayo (123)

Qd=787.81 Cal/cm2.min

Ejercicio: Obtener el balance de energa para un da cuya RN fue 500 cal, la presin atmosfrica (P) 900 milibares la T se tom a 10 y 200 cm del suelo lo mismo que la HR observndose los valores medios de la planilla que se presentan a continuacin: RN= 500 cal P= 900milibares. H 10 200 T 25 23 t=2 HR 80 45 E (milibares) 30.5 26.0

24.40 11.70

0.0169 0.0081 q=0.0088

RN=LE+H H=B(LE)=0.0914*458.1272=41.8728 RN=458.1272+41.8728=500 (lo del principio ms que todo es para comprobar) 3-05-2010 Calora: Cantidad de calor necesario para elevar la T de 1g de agua pura a 1C. La T a la que cesa el movimiento molecular (cero absoluto) es de -273.16 C (0K). La vida activa de las plantas superiores se localiza entre 0 y 50C an cuando estos lmites varan mucho de una a otra. Los procesos fisiolgicos que se efectan dentro de un planta, como la fotosntesis, la respiracin y el crecimiento tienen diferentes a las T. Pto CRTICO: La planta empieza a crecer por encima de la T mnima. Ejem Trigo germina a 5C. Fuera de ciertos lmites de T la planta ya no ejerce sus funciones normalmente y puede llegar al extremo de que muera. Los vegetales no tienen una T corporal, lo que es

diferente de animales superiores, la T de la mayora de las plantas es muy cercana a la ambiental. Las T afectan principalmente el vigor de los semilleros, debido a una menor respiracin y a un metabolismo de nitrgeno y fsforo perturbado. UNIDADES DE CALOR Y HORAS FRIO UNIDADES DE CALOR PARA GERMINACIN: Se considera que una unidad de calor ( da) es constante para este estado de desarrollo particular y se puede calcular multiplicando la diferencia entre T media PC, por el periodo de emergencia (D). UcG = (T-PC)D UNIDADES CALOR DE EMERGENCIA A MADUREZ: Despus de la germinacin y en forma gradual, la T del aire se vuelve de gran importancia para las etapas vegetativas y generativas. Es muy importante considerar que el Pto crtico es variable para diferentes cultivos, generalmente es una T de 6 a 7C. Nombre Comn Calabaza Ctricos Arveja Frejol Maz Meln Papas Pepino Rbano Tomate Trigo Zanahoria Nombre Cientfico Cucurbita pepo Varias especies Pisum Sativum Phaseolus Vulgaris Zea maiz Cucumis melo Solanum Tuberosum Cucumis sativum Raphanus sativus Lycopersicum esculentum Triticum aestivum Daucus carota PC (C) 10 10 4 7 7 10 6 8 4 8 6 4

En las zonas templadas la intensidad de luz es frecuentemente el principal factor limitante para el crecimiento. El mtodo residual es el que ms se ha utilizado para estimar unidades de calor. Uc=(TM-PC) Uc= Unidades de calor para un da (grados calor da) TM= Temperatura media PC= Pto crtico. Se consideran como unidades de calor cuando el resultado es positivo. Sin embargo la acumulacin de unidades calor durante una etapa vegetativa es algo variable para lugares diferentes y en un mismo lugar para aos diferentes y para distintas, fechas de siembra. El fotoperiodo es en parte responsable de la variacin sealada y el mtodo se puede mejorar introduciendo un factor de fotoperiodo, cuya unidad sea correspondiente a un da de 12 hrs con esta modificacin la formula quedara as:

GCD= unidades calor para un da (grados calor da) N= Fotoperiodo TM= PC=Pto crtico. CONSTANTE TRMICA: La Cte trmica para un determinado cultivo es la cantidad acumulada de unidades calor desde la emergencia, hasta la madurez fisiolgica. Para un lugar especfico lo ms prctico ser calcular la curva acumulativa de unidades calor, ajustada con un modelo matemtico y con la ecuacin encontrada determinar las constantes trmicas (KT) para el cultivo de inters. Usndose para cada variedad las fechas medias de emergencia y madurez fisiolgica con lo que se obtendr una buena 1 aproximacin. Una vez calibrado el mtodo en el campo para un lugar determinado se podr utilizas para medir etapas fenolgicas, aparicin de nudos, variaciones del ciclo vegetativo, calendarios de riego, etc. HORAS FRIO: En regiones templadas es necesario que se acumulen horas frio para iniciar o acelerar la floracin de algunos cultivos, sobre todo rboles frutales. El acumular horas fro favorece los cambios fisiolgicos responsables de la floracin y fructificacin normal del cultivo. El punto positivo depende de los siguientes factores: Intervalo ptimo de fro (de 1 a 7C), el efecto desaparece a menos de -6C y arriba de 12C. Para determinar las horas frio se cuenta en el termograma las horas durante las que la T ambiente fue de 7C o menos. Los inviernos benignos retardan la floracin y ocasionan una mala brotacin y cada de yemas vegetativas y florales. Se han desarrollado modelos simples para estimar las horas frio. El ms usado es el siguiente: Hf= 485.1-28.5 TM Hf= Horas frio mensuales TM= T media mensual (C) de Nov, Dic, Ene, Feb. 17/05/2010