RESUMEN PRUEBA 1.0 TALLER DE FÍSICA. Temperatura y precipitación Debido a su gran extensión latitudinal Chile abarca una amplia gama de climas, desde regiones hiperáridas en el norte hasta climas lluviosos en el extremo sur, pasando por una zona climática de transición con veranos secos e inviernos húmedos, cuya duración y montos de agua caída aumentan de norte a sur. En este simple esquema se agregan dos excepciones. En primer lugar, la región altiplánica donde la altura da lugar a temperaturas relativamente bajas y precipitaciones que se concentran en los meses de verano. Luego, en la extensión del país que se desarrolla al oriente de las cumbres andinas en el sur donde existe una sombra pluviométrica y las temperaturas son bajas por efecto de la avanzada latitud. El norte árido se presenta desde el extremo norte (18°S) hasta los 30°S donde la suma anual de precipitación bordea los 100mm. A partir de esta latitud los montos de lluvia aumentan hacia el sur y la estación húmeda incrementa su duración hasta que a los 42°S con más de 2500mm anuales ya no es posible definir un verano seco. Más al sur las precipitaciones siguen aumentando hasta los 5000mm anuales en la región insular de Aysén y Magallanes. En el altiplano (a partir de 3500m de altura) se desarrolla un régimen de lluvias estivales cuyo monto máximo es de unos 400mm al año, y que decrece hacia el sur por las cumbres hasta desaparecer alrededor de los 28°S. Las precipitaciones en la región central de transición se concentran en los meses más fríos. Las temperaturas medias en Chile disminuyen de norte a sur a lo largo de la costa, pero a una tasa menor que lo que corresponde al promedio hemisférico debido a la nunca lejana influencia del océano Pacífico que alberga una corriente de aguas frías que se desplaza de sur a norte (Corriente de Humboldt). La disminución desde el extremo norte al austral es del orden de 12°C. A esto se debe agregar la disminución con la altitud en lugares elevados. ¿Qué es la meteorología? La meteorología es la rama de la física que aborda los fenómenos que ocurren en la atmósfera. Estos se refieren a una gran variedad de procesos, incluyendo entre otros aspectos el movimiento de la atmósfera (meteorología dinámica), su interacción con los flujos de energía radiativa (radiación solar e infrarroja), los procesos termodinámicos que llevan a la formación de las nubes y la generación de la precipitación en cualquiera de sus formas (lluvia, nieve y granizo), los intercambios de energía con la superficie (transportes de calor y vapor de agua), las reacciones químicas (formación de la capa de ozono, generación de contaminantes por reacciones fotoquímicas), los fenómenos eléctricos (rayos) y los efectos ópticos (arco iris, espejismos, halos en el Sol y la Luna). Los fenómenos físicos en la atmósfera ocurren en todas las escalas espaciales y temporales y sus impactos son relevantes para muchas actividades. Están por una parte los fenómenos de escala espacial muy pequeña, como por ejemplo el intercambio de vapor de agua entre las plantas y la atmósfera que ocurre a nivel de los estomas de las hojas. Por otra parte, la evaluación de riesgo de heladas o de disponibilidad de energía eólica requiere del conocimiento de fenómenos que presentan una variabilidad espacial de cientos de metros o de algunos kilómetros. Los procesos que condicionan la dispersión de contaminantes involucran escalas espaciales del tamaño de una región, al igual que el desarrollo de sistemas de brisas costeras o de valle. En la escala de algunos miles de kilómetros se desarrollan sistemas organizados de nubosidad y precipitación asociado a los frentes fríos y cálidos, en tanto que las condiciones meteorológicas anómalas asociadas a los fenómenos El Niño y La Niña tienen que ver con perturbaciones en el comportamiento de la atmósfera en una escala hemisférica. Desde el punto de vista de la variabilidad temporal de los fenómenos atmosféricos, los meteorólogos analizan una gran variedad de situaciones, aparte de aquellas forzadas por los ciclos astronómicos diario y anual. Están por una parte los fenómenos de muy corta duración como por ejemplo los procesos turbulentos de pequeña escala que explican el transporte de calor en los primeros cientos de metros sobre la superficie, la formación de torbellinos de diversos tamaños o la ocurrencia de rayos. A una escala de minutos a horas ocurren fenómenos tales como la formación de las nubes o el desarrollo de tormentas severas. En la escala de los días se observa el desarrollo de frentes y en general de fenómenos que permiten caracterizar las condiciones de "tiempo" atmosférico en un cierto lugar. En una escala de tiempo todavía mayor está la variabilidad atmosférica intraestacional, que explica por ejemplo la ocurrencia de un periodo relativamente prolongado de buen tiempo en un invierno anormalmente riguroso, y la variabilidad interanual, que da cuenta de los cambios de las condiciones medias meteorológicas de un año al siguiente. d. CLIMA TEMPLADO CALIDO CON ESTACION SECA DE 4 A 5 MESES a. CLIMA DE ESTEPA CON GRAN SEQUEDAD ATMOSFERICA. Se presenta en los valles interiores desde el límite con la IV Región hasta Cabildo aproximadamente. Se caracteriza por cielos límpidos a causa de la baja humedad atmosférica, cielos despejados y alta luminosidad. Las lluvias todavía son escasas e irregulares por lo que las sequías son frecuentes en el valle de Petorca y La Ligua, a pesar que los totales anuales superan los 200 milímetros. Estas se presentan en invierno y son de origen ciclónico. La zona no recibe influencia oceánica, acusa un mayor grado de continentalidad, por lo que la temperatura presenta importante amplitud tanto diaria como anual, registrándose heladas en los sectores bajos en invierno. La CLIMATOLOGIA es la rama de la meteorología que se preocupa de estudiar la evolución de las condiciones medias de la atmósfera en periodos relativamente largos, incluyendo cambios que ocurren en periodos de décadas (variabilidad decadal) o de siglos (variabilidad secular). Tal como se describe, la meteorología se preocupa de una gran diversidad de problemas, además del pronóstico del tiempo, que es la tarea que más típicamente se asocia a esta disciplina. DESCRIPCION METEOROLOGICA REGION DE VALAPRAISO En la Región de Valparaíso se distinguen cuatro tipos de clima: un clima seco de estepa que es la continuación del existente en la IV Región y tres climas templados que se diferencian entre sí por las características de la nubosidad y la duración del período seco. a. CLIMA DE ESTEPA CON GRAN SEQUEDAD ATMOSFERICA b. CLIMA TEMPLADO - CALIDO CON LLUVIAS INVERNALES, ESTACION SECA PROLONGADA (7 A 8 MESES) Y GRAN NUBOSIDAD c. CLIMA TEMPLADO CALIDO CON LLUVIAS INVERNALES Y ESTACION SECA PROLONGADA (7 A 8 MESES) Para mostrar el comportamiento del agua caída en la zona bajo este clima, se muestran los valores pluviométricos normales mensuales de Cabildo. b. CLIMA TEMPLADO - CALIDO CON LLUVIAS INVERNALES, ESTACION SECA PROLONGADA (7 A 8 MESES) Y GRAN NUBOSIDAD. Este clima corresponde al sector costero de la Región. Se caracteriza por una gran cantidad de nubosidad que se observa todo el año, con mayor intensidad en invierno, asociada a nieblas y lloviznas, lo que a su vez produce bajas amplitudes térmicas. La diferencia entre la temperatura media del mes más cálido y el más frío es de sólo 5º a 6º C y la diferencia diaria entra las temperaturas máximas y las mínimas varía entre 7º C en verano y sólo 5º C en invierno, lo que es entre 1º y 3º inferior, respectivamente, que en el mismo clima de la IV Región. La humedad atmosférica es alta, con un valor medio de 82%. Las precipitaciones son mucho más abundantes que más al norte, superándose los 350 milímetros anuales, aunque todavía existen 8 meses secos, en que llueve menos de 40 mm. En los 4 meses lluviosos (mayo a agosto), precipita más del 80% del total anual. La intensidad de las precipitaciones y del viento en invierno alcanza características de temporal casi cada año. El aumento en latitud, también se refleja en un aumento de las precipitaciones, registrándose por ejemplo, 340 mm anuales en Quintero y casi 400 mm en Punta Panul (San Antonio). c. CLIMA TEMPLADO CALIDO CON LLUVIAS INVERNALES Y ESTACION SECA PROLONGADA (7 A 8 MESES). Este clima aparece en la sección media del valle del Aconcagua y cubre también el sector de la cordillera de la Costa perteneciente a la Región. Es un clima templado que acusa mayor grado de continentalidad al distanciarse del litoral y por la presencia de la Cordillera de la Costa. Al disminuir la influencia del océano, las variaciones térmicas diarias y estacionales se hacen menos homogéneas en tanto que la humedad relativa disminuye. En invierno son frecuentes las heladas y esta frecuencia aumenta a medida que se asciende hacia la Cordillera de Los Andes. Este clima mediterráneo define una condición muy favorable para el asentamiento humano, que se nota claramente al comparar el poblamiento en esta zona con la de los valles de más al norte. La temperatura media es del orden de 15º, con pequeñas variaciones según la ubicación. La continentalidad se nota en las amplitudes térmicas, que de 5.6º C como amplitud anual en Valparaíso, adquiere valores de 8º C en Quillota, 11º en Jahuel y 13º C en Los Andes. Mas notorias son las diferencias de amplitudes diarias, los 6.3º de Valparaíso, crecen a 14º en invierno y 20º C en verano en San Felipe y Los Andes. Las precipitaciones se concentran en invierno, dejando al menos 7 meses con cantidades inferiores a 40 mm. Raramente se producen nevadas en invierno. El relieve determina grandes diferencias en los registros pluviográficos, al favorecer u obstaculizar el paso del viento predominante del suroeste. Así por ejemplo, Valparaíso en la costa presenta 370 mm de agua caída; Rodelillo en la parte alta de la planicie litoral, recibe más de 600 mm; Llay-llay en el interior 317 mm; luego disminuye a 230 mm y 270 mm en San Felipe y Los Andes respectivamente. Otra característica de las precipitaciones es su anormalidad, pues hay una gran diferencia entre años lluviosos y años con sequía. Los inviernos más lluviosos puede precipitar hasta 10 veces más que en los inviernos con sequía. Contrastes similares pueden encontrarse a lo largo de un mismo año, pues las precipitaciones pueden concentrarse en períodos de dos a tres semanas, dejando el resto de la estación con déficit, lo que origina más problemas que beneficios. También las precipitaciones suelen producirse en períodos poco apropiados para la agricultura. d. CLIMA TEMPLADO CALIDO CON ESTACION SECA DE 4 A 5 MESES. Este clima se encuentra en el sector andino de la Región, por sobre los 1.200 m de elevación, donde la inversión térmica le da el carácter de templado a pesar de la altura, contrarrestando su efecto. Las temperaturas en la noche descienden bastante produciéndose frecuentes heladas. Con la altura las precipitaciones son mucho más abundantes, alcanzándose valores superiores a 1.000 mm. En invierno se producen bastantes nevadas, que se constituyen en importantes reservas hídricas. En sectores más altos, las menores temperaturas permiten la existencia de hielos eternos. La línea de nieves desciende notoriamente en invierno y con los calores de la primavera y el verano, la nieve se funde aumentando el caudal de los ríos. DATOS ESTADISTICOS PRECIPITACIONES 2002: Análisis anual.Las precipitaciones durante el año 2002 se registraron en 56 días (+0,1 mm de agua caida), concentrándose en los meses de mayo (12 días), junio y julio (9 días) y agosto (10 días). Durante marzo y noviembre solo llovió 1 día. Al comparar el agua caída el 2002 respecto a un año normal para las estaciones meteorológicas mas cercanas (tabla 2) se observa que este año sobrepaso ampliamente el promedio histórico de las dos estaciones más cercanas. Es interesante destacar que durante junio llovieron 286 mm en Santiago y la estación EDIEM registró un total de 180,6 mm. Estos valores (de Santiago) representa uno de los eventos históricos mas intensos registrados en la zona central desde 1866 (año del primer registro oficial), y corresponde al segundo junio mas lluvioso de todos los registrados (el otro corresponde a junio de 1926 con 433 mm). Gráfico 1. Precipitación durante año 2002. Se presentan los valores mensuales totales de agua caída (mm). 2004: 2003: Información anual.Análisis anual.Las precipitaciones durante el año 2003 se presentaron en 25 días (+0,1 mm) distribuidos en siete meses, concentrándose en los meses de mayo, junio y julio (gráfico 1). Al comparar el agua caída el 2003 respecto al 2002 (tabla 2) se observa una disminución significativa en este año respecto al total observado en nuestra estación el año 2002. También se observa una disminución respecto al normal anual histórico tanto de la estación Tobalaba como Santiago de la Dirección Meteorológica de Chile (tabla 1). Cabe mencionar que debería observarse un incremento respecto a lo observado en la estación Tobalaba considerando la mayor altitud de EDIEM (E. Hajek, com pers). Gráfico 1. Precipitación durante año 2003. Se presentan los valores mensuales acumulados de agua caída (mm). (al 30 de junio) Durante estos seis meses, la zona central de Chile se ha caracterizado por un periodo anormalmente lluvioso en abril y luego seco en mayo y junio. Esta situación es similar a la registrada en la estación EDIEM (gráfico 1 y mensuales). Gráfico 1. Precipitaciones registradas durante año 2004. Se presentan los valores mensuales acumulados de agua caída (mm), hasta el mes de junio. Información mensual.Se presentan los gráficos mensuales que indican días con lluvia y agua caída (mm). cuatro veces su propia altura. Las mediciones se realizan diariamente y, para ello, se utiliza una probeta graduada adaptada al pluviómetro que nos da la lectura directamente en unidades de longitud (mm). El pluviómetro tipo Hellman que es el utilizado por el INM, tiene un recipiente colector en forma de embudo que vierte en un jarro de boca estrecha, para evitar la pérdida de agua por evaporación. Todo el conjunto está pintado de blanco para evitar la radiación solar. El pluviómetro recoge el agua atmosférica en sus diversos estados. El total se denomina precipitación. Para los estados sólidos, las mediciones se llevan a cabo una vez alcanzado el estado líquido. Existen dos modelos básicos de pluviómetros: de lectura directa y registradores. Los de lectura directa tienen un recipiente y un embudo. Cada 12 horas se vacía el recipiente en una probeta graduada con una sección diez veces menor que la de recepción, con lo que es posible establecer una relación entre la altura en la probeta y la precipitación en milímetros por metro cuadrado. Instrumento y unidades de medida Los aparatos medidores de la precipitación son los pluviómetros y pluviógrafos. PLUVIÓMETRO Un pluviómetro es un instrumento que mide la cantidad de agua precipitada en un determinado lugar. La unidad de medida es en milímetros (mm). Una precipitación de 5 mm indica que si toda el agua de la lluvia se acumulara en un terreno plano sin escurrir ni evaporarse, la altura de la capa de agua sería de 5 mm. Los milímetros (mm) son equivalentes a 5 litros por metro cuadrado. La observación se hace cada 24 horas. Fue inventado por Castelli en 1641. El pluviómetro tradicional es un recipiente con una superficie captadora de tipo circular de 200 cm2. Ningún objeto, tal como otros instrumentos, casas, árboles, debe estar a una distancia menor a Los pluviómetros registradores pueden ser de tres tipos: de pesada, de cuba basculante o de flotador, según el procedimiento que empleen para registrar la medición una vez alcanzado cierto nivel. 1=Vaso Superior. 2=Vaso inferior. 3=Vasija. 4=Aro calibrado a 200 cm2. 5=Tubito de salida en el vaso inferior. 6=Topes cámara de aire. 7=Aletas de posicionamiento.( Sus extraordinarios ajustes hacen imposible la inadecuada colocación de la vasija 3 ). 8=Salida del vaso superior. ( Los extraordinarios ajustes con la vasija 3 impiden la posible evaporación ). 9=Tubo intemperie. ( goma o plástico común en el mercado). 10=Bidón (común en el mercado) de lluvia recogida por el embudo exterior. Dentro del depósito hay un flotador que sostiene directamente un brazo que lleva una plumilla inscriptora. Casi desde el fondo del depósito sale un tubo de goma en forma de sifón, en el que la rama ascendente llega justo al nivel más alto al que se quiere llegar (que corresponde a 10 mm de precipitación). Cuando el agua del depósito llega a ese nivel, actúa el sifón y el recipiente se vacía completamente. Si continúa lloviendo vuelve a comenzar la subida. EJEMPLO Como no se diseñan recipientes de superficie de captación de un metro cuadrado tenemos que recurrir a un cálculo para hallar la equivalencia entre el agua captada por nuestro pluviómetro y la que recibiría uno cuya superficie midiera 1 metro cuadrado. En el ejemplo vemos que nuestro pluviómetro recogió 10 mililitros (ml) en 24 horas . Si el embudo tiene 18 cm de radio la superficie de captación medirá: 3,14 · 182= 1017,36 cm2 La proporción que establecemos es: 10 ml recogidos en 0,1017 m2 equivalen a "x" ml recogidos sobre 1 m 2. Hallamos"x" x = 98,32 ml = 0,098 litros por cada m2 Pluviómetro Si nuestro pluviómetro recogió 10 ml en 24 horas, en 1 m2 de suelo cayeron 0,098 litros durante ese tiempo. PLUVIÓGRAFO El pluviógrafo es el aparato registrador de la precipitación. Proporciona información acerca del inicio, duración e intensidad de la lluvia y registra la cantidad de agua caída en un periodo de tiempo determinado. Existen dos sistemas a sifón o flotador y de cangilones. Al igual que el pluviómetro posee un brocal en la parte superior por donde ingresa el agua hacia un depósito. El pluviógrafo de sifón o flotador consiste en un depósito, llamado cámara de sifonaje, que recibe a través de un tubo de goma el agua El flotador tiene incorporado un pequeño brazo con una plumilla de tinta, la cual va dejando el registro en una banda en la que se grafica las variaciones de la precipitación en un diagrama que está adherido a un sistema de relojería semanal. La curva obtenida tiene forma de zigzag con sus ramas ascendentes curvas e inclinadas y las descendentes rectas y verticales y la pendiente de la gráfica en su subida nos indicará la intensidad de la lluvia. El sistema de cangilones consiste en que al final del embudo, se coloca un recipiente que tiene dos compartimentos. Este recipiente se columpia y cuando se llena uno de sus compartimentos se inclina y se empieza a llenar el otro. Cada vuelco del cangilón representa 0,2 mm de precipitación. Cada vuelco hace girar una rueda dentada en un ángulo determinado y el movimiento de esa rueda dentada se transmite por medio de una leva a una palanca con una pluma inscriptora. Esta registra la cantidad de agua caída en una faja que gira sobre un cilindro con un sistema de relojería (una vuelta por día). El registro se hace en forma escalonada. El ancho de los escalones depende de la intensidad de la lluvia y las pausas indican que dejó de llover. Para medir la lluvia sólo deben sumarse las ramas ascendentes del registro de la faja. En el caso del pluviógrafo de cangilones se deben sumar tanto las subidas como las bajadas de la curva graficada en la faja. Listado de sitios web donde encontrar info: (no entra en la prueba) El pluviógrafo es un equipo sumamente interesante pues aparte de decirnos el total de precipitación nos indica su intensidad, por lo que este aparato es, en realidad, un pluviómetro sofisticado al que se le ha añadido un sistema de registro. DGAC DMC SHOA WMO INA CENTROS DE INVESTIGACIÓN METEOROLOGICA : Dirección General de Aeronáutica Civil. : Departamento Dependiente de DGAC. (Dirección Meteorológica Chilena). : Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada. : World Meteorological Organization. (Organización Meteorológica Mundial) :.Instituto Nacional del Agua (Sudamericano). Alemania, The Deutscher Wetterdienst, Offenbach Argentina, Servicio Meteorológico Nacional Australia, Bureau of Meteorology, Melbourne, Victoria Austria, Central Institute for Meteorology and Geodynamics Bélgica The Royal Meteorological Institute of Belgium Bulgaria, National institute of Meteorology and Hydrology Brasil, Instituto Nacional de Meteolorogia (INMET) Brunei, The Brunei Meteorological Service Canadá (Inglés y Francés), Environment Canada, Downsview, Ontario Cataluña, Servei de Meteorologia de Catalunya (SMC) Chile , Direccion Meteorologica de Chile China , The China Meteorological Administration Colombia , Institute of Hydrology, Meteorology and Environment Studies Costa Rica, Instituto Meteorológico Nacional Croacia , Meteorological and Hydrological Service, Zagreb República Checa, Czech Hydrometeorological Institute Dinamarca, The Danish Meteorological Institute Ecuador, Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología Eslovaquia, Slovak Hydrometeorological Institute Eslovenia, Hydrometeorological Institute of Slovenia, Ljubljana España, Instituto Nacional De Meteorologia (INM) Estados Unidos, National Weather Service, Silver Spring, Maryland Finlandia, The Finnish National Weather Service, The Finnish Meteorological Institute Francia, Météo-France, Toulouse Holanda, Royal Netherlands Meteorological Institute, DeBilt Hong Kong, China, Hong Kong Observatory Hungría, Hungarian Meteorological Service Islandia, The Icelandic Meteorological Office Indonesia, Indonesian Meteorological and Geophysical Agency Kenya, Kenya Meteorological Department Macao, Serviços Meteorológicos de Macau Malaysia, Malaysian Meteorological Service México, Servicio Meteorológico Nacional República de Macedonia, Hydrometeorological Institute Nueva Zelanda, Meteorological Service of New Zealand, Ltd. Wellington Noruega, Norwegian Meteorological Institute Oman, Department of Meteorology Paraguay, Dirección de Meteorología e Hidrología del Paraguay Perú, Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología Polonia, IMGW Portugal, Instituto de Meteorologia Singapur, Meteorological Service Singapore, Singapore Sudafrica, Weather Bureau, Pretoria Swazilandia, Swaziland Meteorological Service Suecia, Sweden Meteorology and Hydrology Institute Suiza, Swiss Meteorological Institute Tailandia, Meteorological Department of Thailand Reino Unido, The Meteorological Office, Bracknell República de Corea, Korea Meteorological Administration Uruguay, Servicio de Oceanografía, Hidrografía y Meteorología de la Armada Venezuela, Dirección de Hidrología y Meteorología Yugoslavia, Federal Hydrometeorological Institute Zambia, Zambia Meteorological Department Zimbabue, Department of Meteorological Services REFERENCIAS: http://www.astromia.com/glosario/pluviometro.htm http://www.bio.puc.cl/ediem/clima/resumen2003.htm http://www.bio.puc.cl/ediem/clima/resumen2004.htm http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/Temas/instrumentos.htm www.astrogeo.org/divulgacion/links_meteo.htm