CLIMATOLOGÍA

26/09/2007
CLIMATOLOGÍA
PARÁMETROS CLIMÁTICOS
4 - Precipitación
4.-
La NAU GRAN
D. Segarra 2007
La NAU GRAN D.Segarra 2007
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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
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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
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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.
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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
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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
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Pluviómetro de Hellmann
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Detalle de la boca
del pluviómetro
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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
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Instalación:
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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
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Pluviómetro de montaña
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Pluviógrafo de balanza o
cazoletas
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Pluviógrafo
de cazoletas
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Pluviógrafo de flotador
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Pluviógrafo de intensidad
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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
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Pluviómetro totalizador
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Nivómetro
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Pluviómetro digital
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Estimación pluviométrica por
Radar Meteorológico
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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
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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)
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Esquema del radar
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Principios de funcionamiento
z
Emisión MW (cm), en forma de pulsos; paso
a modo “escucha”
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Frecuencias radar:
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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
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Banda S
•
•
•
•
•
Longitud de onda = 10 cm (2-4 GHz)
Precipitaciones convectivas.
Atenuación débil
Antena de gran tamaño (6 m)
Caro
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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
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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
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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
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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
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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
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Algunas relaciones Z-R
Llovizna
Lluvia
Chubasco
a
50
200
800
b
1,6
1,6
1,6
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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
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Bibliografía:
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“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
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programa
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