26/09/2007 CLIMATOLOGÍA PARÁMETROS CLIMÁTICOS 4 - Precipitación 4.- La NAU GRAN D. Segarra 2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 1 26/09/2007 CLIMATOLOGÍA PARÁMETROS CLIMÁTICOS 4 - Precipitación 4.- La NAU GRAN D. Segarra 2007 Definiciones: z z z La Meteorología es la ciencia interdisciplinaria que estudia el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen. La Climatología es la ciencia que estudia el clima y sus variaciones a lo largo del tiempo. El clima es el conjunto de los valores promedio de las condiciones atmosféricas que caracterizan una región La NAU GRAN D.Segarra 2007 2 26/09/2007 z z Aunque utiliza los mismos parámetros que la meteorología, su objetivo es distinto, ya que no pretende hacer previsiones inmediatas, sinó estudiar las características climáticas a largo plazo. Parámetro es una variable, p propiedad p medible cuyo valor está determinado por las características del sistema La NAU GRAN D.Segarra 2007 Definiciones: z z La precipitación es el agua en estado líquido o sólido que cae sobre la superficie terrestre o de otro planeta La pluviometría es la parte de la Meteorología que estudia la distribución geográfica y estacional de las precipitaciones acuosas. La NAU GRAN D.Segarra 2007 3 26/09/2007 Medida de la precipitación z z La cantidad total de precipitación que llega a la superficie en un periodo determinado se mide en volumen/superficie (litros/m2) También se miden en mm. litros m 3 .10 − 3 = = mm m2 m2 La NAU GRAN D.Segarra 2007 Pluviómetros z Son los aparatos que sirven para medir la precipitación: 1.- pluviómetros ordinarios 2.- pluviómetros registradores. 3.- pluviómetros totalizadores 4.- pluviómetros medidores de intensidad 5.- nivómetro 6.- pluviómetros digitales La NAU GRAN D.Segarra 2007 4 26/09/2007 Pluviómetro de Hellmann La NAU GRAN D.Segarra 2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 5 26/09/2007 Detalle de la boca del pluviómetro La NAU GRAN D.Segarra 2007 medida: 1 mm o 1L/m2 de lluvia recogido en el pluviómetro equivale a S cm2 x 0.1cm = 20 cm3 en la probeta S=Superficie boca pluviómetro= 200 cm2 Las probetas del laboratorio aprecian cm3 por lo que en este caso la sensibilidad será de 0.05 mm de precipitación Las probetas pluviométricas están divididas directamente (para cada pluviómetro) en mm y décimas de precipitación La NAU GRAN D.Segarra 2007 6 26/09/2007 Instalación: La NAU GRAN D.Segarra 2007 Corrección para terrenos inclinados h’ = h ( 1 + tg g a . tg g b)) Pluviómetro año 1908 h es la precipitación medida pluviómetro h’ la recibida por el terreno La NAU GRAN D.Segarra 2007 7 26/09/2007 Pluviómetro de montaña La NAU GRAN D.Segarra 2007 Pluviógrafo de balanza o cazoletas La NAU GRAN D.Segarra 2007 8 26/09/2007 Pluviógrafo de cazoletas La NAU GRAN D.Segarra 2007 Pluviógrafo de flotador La NAU GRAN D.Segarra 2007 9 26/09/2007 Pluviógrafo de intensidad La NAU GRAN D.Segarra 2007 Para linealizar la respuesta La cantidad de precipitación/ unidad de tiempo =intensidad =w ha de ser proporcional al desplazamiento h del flotador w = bh w = c. (R2-r2). (h +a)1/2 De donde h r = (R2-A.h/(h+a)1/2)1/2 A = cte = b/c La NAU GRAN D.Segarra 2007 10 26/09/2007 Pluviómetro totalizador La NAU GRAN D.Segarra 2007 Nivómetro La NAU GRAN D.Segarra 2007 11 26/09/2007 Pluviómetro digital La NAU GRAN D.Segarra 2007 Estimación pluviométrica por Radar Meteorológico La NAU GRAN D.Segarra 2007 12 26/09/2007 Objeto del radar meteorológico z z z z z z Información sobre la localización e intensidad de la precipitación Obtener de forma sistemática magnitudes físicas de interés climatológico Ampliar el conocimiento sobre la estructura de los sistemas meteorológicos Mayor resolución espacial y temporal Información sobre parámetros no relacionados con la precipitación como viento o turbulencia Modelización hidrológica La NAU GRAN D.Segarra 2007 DESCRIPCION DEL RADAR z z z Sistema terrestre de teledetección activa RAdio Detecting And Ranging Sistema capaz de emitir pulsos muy cortos, de λ muy pequeña, muy direccionales y muy energéticos (1940) La NAU GRAN D.Segarra 2007 13 26/09/2007 Esquema del radar La NAU GRAN D.Segarra 2007 Principios de funcionamiento z Emisión MW (cm), en forma de pulsos; paso a modo “escucha” La NAU GRAN D.Segarra 2007 14 26/09/2007 Frecuencias radar: La NAU GRAN D.Segarra 2007 Bandas de trabajo en los radares meteorológicos z z z z z Longitudes de onda (λ) de 0,8 cm a 10 cm A menor λ equipos más pequeños y baratos A menor λ mayor eficacia en detectar menores partículas A menor λ mayor atenuación P Para detectar d t t tiempo ti severo, λ mayores La NAU GRAN D.Segarra 2007 15 26/09/2007 Banda S • • • • • Longitud de onda = 10 cm (2-4 GHz) Precipitaciones convectivas. Atenuación débil Antena de gran tamaño (6 m) Caro La NAU GRAN D.Segarra 2007 Banda C • • • • • • Longitud de onda = 5cm (4-8 GHz) Má común Más ú en zonas d de orografía fí compleja l j Atenuación significativa. Antena de 3 a 4 m Banda de los radares del INM Mitad de precio que banda S La NAU GRAN D.Segarra 2007 16 26/09/2007 Banda X • • • • • • Longitud de onda = 3 cm (8-12 GHz) Investigación o hidrología urbana Gran atenuación Equipos portátiles El mas económico A bordo de aviones La NAU GRAN D.Segarra 2007 Ecuación del radar z z Relación entre energía emitida con la recibida Pr = A*B*K2*Z/r2 A=constante B=constante, depende del radar (longitud de onda, ganancia, anchura del haz, duración del pulso...) K=depende del índice de refracción y absorción del blanco K2=0,93 agua líquida; K2=0,21 hielo El Radar ve mejor el agua líquida que el hielo r = distancia al blanco La NAU GRAN D.Segarra 2007 17 26/09/2007 Z=factor de reflectividad. Depende de la distribución de tamaños de los blancos. Parámetro usado operativamente. Bl Blancos dispersos: di M h elementos Muchos l t dispersores afectados por un haz determinado Aproximación: Difusores esféricos. Tamaño pequeño frente a λ (aproximación de Rayleigh) Z = Σ D6 = ∫ N(D) D6 dD (D=diámetro de las gotitas) Escala decibélica (Pe ~ 105W; Pr ~ 10-3W) 10 log Pr = 10 logZ – 20log r + C 10 log Z = dBZ La NAU GRAN D.Segarra 2007 Relaciones Z-R z z Relación entre reflectividad y precipitación Z = a Rb Relación R l ió d de M Marshall-Palmer h ll P l z z z z a y b constantes experimentales. Se necesita un conocimiento exacto de la distribución de tamaños de las gotas y de la velocidad vertical del viento. Por consiguiente, no pueden obtenerse simples relaciones Z-R que den resultados precisos para cada situación. Sobreestimaciones debidas al granizo Sobreestimaciones debidas al inicio de la fusión La NAU GRAN D.Segarra 2007 18 26/09/2007 Algunas relaciones Z-R Llovizna Lluvia Chubasco a 50 200 800 b 1,6 1,6 1,6 La NAU GRAN D.Segarra 2007 Ventajas de la observación Radar z z z z z Teledetección activa del blanco Exploración tridimensional Gran resolución espacial y temporal Datos en tiempo casi real Complementaria a la información satelital e in situ La NAU GRAN D.Segarra 2007 19 26/09/2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 20 26/09/2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 21 26/09/2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 Bibliografía: z z z z “Manual del Obsevador en Meteorología.” Ed.INM 1956 BERRY F F.A., A BOLAY E. E ”Handbook Handbook of Meteorology “, Ed. Ed McGraw-Hill McGraw Hill 1945 “Instrumentos Meteorológicos. “ Ed. INM 1995 TAMAYO J. presentación en el Diploma de Nuevos Sistemas de Observación y Vigilancia en Meteorología y Climatología Valencia 2006 La NAU GRAN D.Segarra 2007 22 26/09/2007 La NAU GRAN D.Segarra 2007 programa La NAU GRAN D.Segarra 2007 23