Visualizar - Escuela de Ciencias Geográficas
Anuncio
UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL MAR ESCUELA DE CIENCIAS GEOGRÁFICAS CLIMATOLOGÍA DE PERÍODOS QUINCENALES SECOS, HÚMEDOS Y DE TRANSICIÓN EN LAS REGIONES CLIMÁTICAS DEL NORTE Y PACÍFICO NORTE, COSTA RICA TESIS DE GRADUACIÓN PRESENTADA A LA ESCUELA DE CIENCIAS GEOGRÁFICAS PARA OPTAR POR EL GRADO DE LICENCIATURA EN GEOGRÁFIA FÍSICA REALIZADO POR MARÍA CRISTINA ARAYA VILLALOBOS NURY SANABRIA VALVERDE CAMPUS OMAR DENGO HEREDIA-COSTA RICA MARZO, 2010 CLIMATOLOGÍA DE PERÍODOS QUINCENALES SECOS, HÚMEDOS Y DE TRANSICIÓN EN LAS REGIONES CLIMÁTICAS DEL NORTE Y PACÍFICO NORTE, COSTA RICA Trabajo Final de Graduación para optar por el grado de Licenciatura en Geografía Física, Universidad Nacional, Heredia TRIBUNAL EXAMINADOR _______________________ M.S.c. Eladio Chaves Salas Vicedecano de la Facultad Ciencias de la Tierra y el Mar ___________________________ M.S.c. Dionisio Alfaro Rodríguez Director de la Escuela Ciencias Geográficas ______________________ Licda. Nuria Cartín Herrera Tutora ____________________________ Ing. Agr. José A. Retana Barrantes Lector __________________________ M.S.c. Roberto Villalobos Flores Lector __________________________ Lugar y Fecha i RESUMEN El conocimiento de las características de la disponibilidad de agua en el campo es de suma importancia para el país y es el objetivo de esta investigación. Para ello, se utilizaron datos en forma quincenal, aplicando el balance hidrológico consecutivo simple. Con el cálculo de este balance hídrico simple y con las estaciones meteorológicas seleccionadas, de la red nacional del Instituto Meteorológico Nacional, se efectuó un procesamiento de los datos que consiste en la selección, recopilación y control de calidad de los parámetros de precipitación, temperatura y evaporación, para obtener como resultado el comportamiento quincenal de la precipitación. Tanto para el balance hídrico, como para el análisis de los datos se utilizaron programas en lenguaje QuickBASIC. Este programa permite ingresar variables como la precipitación, la evapotranspiración potencial de referencia (EPT) y la capacidad de campo. De acuerdo con la información procesada y los resultados obtenidos por este, para la investigación se tomó como insumo principal la situación hídrica, que es la que refleja la humedad contenida en el suelo Con la aparición de los sistemas informáticos y las herramientas tales como Excel y ArView, así como el motor de Base de Datos Oracle, se generaron cuadros, gráficos para cada estación y mapas regionales quincenales según la situación hídrica (seca, húmeda y de transición). El análisis de los resultados determina que el sistema orográfico es el factor más influyente en la distribución espacial de la precipitación a lo largo del año en el país. Parte de este sistema divide el territorio en dos vertientes. En la Vertiente del Pacífico, la época lluviosa inicia a partir de mayo y finaliza en noviembre, con un máximo relativo en junio y máximo absoluto entre setiembre y octubre, presentando una disminución de lluvias entre julio e inicio de agosto ii conocido como veranillo o canículas. La temporada seca comienza a partir del mes de diciembre y se extiende hasta el mes de abril. Los meses de mayo y noviembre, se presentan como de transición entre una época y otra. En la Vertiente del Caribe, las precipitaciones se presentan durante todo el año, solamente hay una disminución relativa en los meses de marzo y abril, así como en setiembre y octubre. Esta condición en general se refleja en el análisis quincenal de la precipitación, mostrando los patrones de la estación lluviosa, seca y de transición en el país. Esto por medio de mapas a escala quincenal, que representan las zonas con mayor o menor riesgo de exposición a este fenómeno y contribuyen a una mejor información climática que sirve de base para las diferentes aplicaciones en el campo socioeconómico. iii ABSTRACT This research was based on the importance for the country to know the characteristics of water availability in the field. This data was used every fortnight using the simple water balance row. With the calculation of this simple water balance and meteorological stations selected from the national network of National Meteorological Institute, involves processing data that includes the selection, collection and quality control parameters of precipitation, temperature and evaporation to obtain performance results biweekly precipitation. For the analysis of data, QuickBASIC program was used, which is the program that runs the water balance. It is a software system that allows you to input variables such as precipitation, potential evapotranspiration reference (EFA) and field capacity. According to the information processed and the results of this, research was taken as the main source water situation, which is one that reflects the moisture in the soil. With the output of the computer system and packaging tools Excel, Oracle and ArcView, charts, graphs and maps for each season according to the biweekly regional water situation (dry, wet and transitional) was generated. The analysis of the results determined that the mountain range is the most influential factor in the spatial distribution of rainfall throughout the year in the country. Part of this system divides the territory into two parts. In the Pacific watershed the rainy season starts in May and ends in November, with a relative maximum in June and absolute maximum between September and October, showing a decrease in rainfall between July and early August and known as little dry-season or canícula. The dry season occurs from December to April. The months of May and November are presented as transition season between the both of them. In the Caribbean watershed precipitation occur throughout the iv year, there is only a relative decrease in the months of March and April and in September and October. This condition in general is reflected in the biweekly analysis of rainfall patterns, showing the rainy season, dry and transition in the country. This through fortnightly scale maps represent areas with higher or lower risk of exposure to this phenomenon and contribute to more climate information forming the basis for different applications in the socioeconomic. v DEDICATORIA A Dios por darnos fortaleza y constante perseverancia, que nos dio fe para seguir un sueño a través de todos estos largos años, para alcanzar este propósito y cerrar este capítulo en nuestras vidas y empezar otros desafíos. A nuestros amados padres, a nuestras familias con mucho amor y cariño, por aceptar esta meta de superación. `tA VÜ|áà|Çt ç aâÜç vi AGRADECIMIENTO A Dios, al ser la razón por la cual estamos aquí y ahora, por darnos la fortaleza necesaria para seguir adelante cada día y por bendecirnos con nuestras maravillosas familias y darnos la oportunidad de trabajar en una institución como lo es el Instituto Meteorológico Nacional, la cual es nuestra segunda familia. Agradecemos a nuestra Directora del trabajo, Lic. Nury Cartín por sus consejos, comentarios, sugerencias, como también por su apoyo en este trabajo. Se agradece al señor Hugo Herrera, que con su experiencia profesional en el tema desarrollado nos brindo asesoramiento, aportes y consejos en todos estos años. Al señor José Alberto Retana Barrantes, por su valiosa cooperación y gran contribución a lo largo de esta investigación. Que con sus conocimientos y experiencia nos ofreció y dedicó su tiempo con comentarios y sugerencias, como también en la revisión del documento final También agradecemos al señor Roberto Villalobos Flores, por su apoyo y el tiempo otorgado, así como sus sugerencias y recomendaciones en el trabajo. A los funcionarios de la Unidad de Computo, del Instituto Meteorológico Nacional, por su apoyo y colaboración en esta investigación. Especialmente al compañero Rodolfo Dávila Picado por su preocupación, dedicación y elaboración de programas para el proceso de la información. Como también a los compañeros Víctor Hugo Gómez Porrás, Rodolfo Sánchez González y Mainor Alfaro Hernández quienes con su experiencia profesional elaboraron y actualizaron programas que contribuyeron a los diversos procesos de la investigación. A todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron en la elaboración y conclusión del trabajo. vii TABLA DE CONTENIDOS HOJA DE APROBACIÓN……………………………………………………………………….. RESUMEN……………..…………………………………………………………………………. ABSTRACT……………………………………………………………………………………….. DEDICATORIA…………………………………………………………………………………… AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………………... TABLA DE CONTENIDOS………………………………………………………………………. ÍNDICE DE CUADROS………………………………………………………………………….. ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………………………. ÍNDICE DE MAPAS……………………………………………………………………………… i ii iv vi vii viii xi xii xiv CAPÍTULO I……………………………………………………………………………………..... 1 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………... 1.1. Planteamiento del Problema…………………………………................................. 1.2. Justificación………………………………….......................................................... 1.3. Objetivos…………………………………............................................................... 1.3.1. Objetivo General………………………………………………………...... 1.3.2. Objetivo Específicos.……….…………………………………………….. 1 1 4 6 6 6 CAPÍTULO II……………………………………………………………………………………… 7 2. MARCO TEÓRICO………………………………………………………………………....... 7 2.1. Antecedentes relacionados con el problema de estudio…………………………… 2.2. Marco conceptual………………………………………………….…………...………. 2.2.1. El Agua…………………………………………………………………………….. 2.2.2. El Clima…………………………………………………………………………….. 2.2.2.1. Precipitación…………………………………………………………………… 2.2.2.2. Temperatura…………………………………………………………………… 2.2.2.3. Humedad……………………………………………………………………..... 2.2.2.4. Evapotranspiración potencial de Referencia (ETP)……………………….. 2.2.2.5. Sequía como extremo climático…………………………………………...... 2.2.3. Balance Hídrico Consecutivo…………………………………………………..... 2.2.3.1 Situación Hídrica………………………………………………………………. 2.2.4. Quincenas………………………………………………………………………..... 2.2.4.1. Quincena Seca………………………………………………………………... 2.2.4.2. Quincena Húmeda……………………………………………………………. 2.2.4.3. Quincena de Transición………………………………………………………. 2.2.5. Visualización de los datos meteorológicos en el Sistema de Información Geográfica (SIG)…………………………………………………………………… 7 9 9 11 12 13 14 16 17 19 21 21 22 23 24 viii 25 CAPÍTULO III……………………………………………………………………………………... 27 3. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO…………………………………………………….. 27 3.1. Selección de la información meteorológica………………………………………….. 3.2. Evaluación y clasificación de las estaciones……………………………..………..... 3.3. Análisis de la información de las estaciones meteorológicas……………………… 3.4. Programa y tratamiento de datos……………………………………………………... 3.4.1. Precipitación………………………………………………………………………... 3.4.1.1. Programa de la lluvia quincenal con relleno……………………………….. 3.4.2. Temperatura..……………………………………………………………………… 3.4.3. Evapotranspiración potencial de Referencia…………………………………... 3.4.4. Capacidad de campo……………………………………………………………... 3.4.5. Balance hídrico climático consecutivo………………………………………….. 3.4.5.1 Estimación del balance hidrológico quincenal…………………………….. 3.5 Método de cálculo de quincenas secas, húmedas y de transición……………….. 3.5.1. Quincena Seca…………………………………………………………………..... 3.5.2. Quincena Húmeda………………………………………………………………... 3.5.3 Quincena de Transición………………………………………………………….. 3.6 Interpretación y edición de mapas…………………………………………………..... 28 30 33 34 34 35 40 41 42 44 44 45 47 47 49 49 CAPÍTULO IV……………………………………………………………………………………... 51 4. UBICACIÓN DE COSTA RICA Y ÁREA DE ESTUDIO………………………………….. 51 4.1. Ubicación Geográfica de Costa Rica…………………………………………………. 4.2. Ubicación del Área de estudio………………………………………………………… 4.2.1. Región Pacífico Norte…………………………………………………………….. 4.2.2. Región Norte……………………………………………………………………..... 51 56 56 58 CAPÍTULO V……………………………………………………………………………………… 60 5. ASPECTOS FISIOGRÁFICOS.…………………………………………………………….. 60 5.1. Región Pacífico Norte………………………………………………………………….. 5.1.1 Rasgos del relieve………………………………………………………………… 5.1.2. Generalidades hidrográficas…………………………………………………….. 5.1.3. Marco geológico…………………………………………………………………... 5.1.4. Características geomorfológicas………………………………………………… 5.1.5. Tipos de suelos……………………………………………………………………. 5.1.6. Cobertura de la Tierra…………………………………………………………..... 5.1.7 Climatología de la región………………………………………………………… 60 60 62 64 64 67 67 70 ix 5.2. Región Norte………………………………………………………..…………………… 5.2.1 Rasgos del relieve………………………………………………………………… 5.2.2. Generalidades hidrográficas…………………………………………………….. 5.2.3. Marco geológico…………………………………………………………………... 5.2.4. Características geomorfológicas………………………………………………… 5.2.5. Tipos de suelos……………………………………………………………………. 5.2.6. Cobertura de la Tierra…………………………………………………………..... 5.2.7 Climatología de la región………………………………………………………… 82 82 83 85 86 87 89 90 CAPÍTULO VI……………………………………………………………………………………... 101 6. RESULTADOS GENERALES………………………………………………………………. 101 CAPÍTULO VII……………………………………………………………………………………. 120 7. CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES……………………………………………… 120 7.1. Conclusiones……………………………………………………………………………. 7.2. Recomendaciones……………………………………………………………………… 120 125 CAPÍTULO VIII……………………………………………………………………………………. 128 8. Literatura consultada…………………………………………………………………………. 128 x ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1. Estaciones meteorológicas analizadas de las regiones climáticas Norte y Pacífico Norte de Costa Rica………………………..…..……… 31 Cuadro 2. Estaciones meteorológicas analizadas de las regiones climáticas del Norte y Pacífico Norte de Costa Rica que miden temperatura. Período: 1970-2005.............................................................................. 40 Cuadro 3. Criterios para el cálculo de períodos quincenales………………..……. 46 Cuadro 4. Costa Rica: Área y población por provincia, 2004…..……...……….… 52 Cuadro 5. Precipitación anual y promedio anual de días con lluvia. Región climática del Pacífico Norte, Costa Rica. Período 1970-2005....…… 73 Precipitación anual y promedio anual de días con lluvia. Región climática Norte, Costa Rica. Período 1970-2005......................…… 92 Cuadro 6. Cuadro 7. Precipitación quincenal (mm) según fisiografía. Período 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica..........………….………..………… 103 Cuadro 8. Precipitación quincenal (mm) según fisiografía. Período 1970-2005 Región Norte, Costa Rica...................………………………………….. 105 Cuadro 9. Matriz para el cálculo de períodos quincenales. Estación de Aeropuerto Daniel Oduber Quirós Liberia. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Período 1970-2005...............…………………………….. 108 Cuadro 10. Matriz para el cálculo de períodos quincenales. Estación de Ciudad Quesada. Región Norte, Costa Rica. Período 1970-2005......……….. 109 xi ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Programa para el cálculo de la mediana…..…….……………………………….. 36 Figura 2. Resultado del cálculo de la mediana por quincena. Estación meteorológica Ingenio Juan Viñas del Instituto Meteorológico Nacional…….………………… 37 Figura 3. Extracción de la lluvia quincenal de la Base de datos del Instituto Meteorológico Nacional……………………………………...……………………... 38 Figura 4. Pasos para exportar los datos desde la Base de datos………….……………... 39 Figura 5. Perfil de estaciones meteorológicas según la altitud (msnm) y la precipitación anual (mm). Región Pacífico Norte, Costa Rica…………………. 70 Figura 6. Precipitación promedio anual (mm). Región Pacífico Norte, Costa Rica...………………………………………………………………………...………. 73 Figura 7. Precipitación promedio mensual (mm) y días con lluvia (>=1.0mm): Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación Nicoya, Extensión Agrícola (B); Estación Monteverde (C). Región Pacífico Norte, Costa Rica…....…… 75 Temperatura promedio mensual (ºC): máxima, mínima y media: Estación del Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación Nicoya, Extensión Agrícola (B); Estación de Monteverde (C). Región Pacífico Norte, Costa Rica……………………………………………………………….…………………... 76 Humedad promedio mensual (%) y Brillo solar (horas). Estación del Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación Nicoya Extensión Agrícola (B). Región Pacífico Norte, Costa Rica……………………............................... 78 Velocidad del viento promedio mensual (km/h). Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación Puntarenas (B). Región Pacífico Norte, Costa Rica…………………………………………………………………………………… 81 Figura 11. Perfil de estaciones meteorológicas según la altitud (msnm) y la precipitación anual (mm). Región Norte, Costa Rica…….......…………………. 91 Figura 12. Precipitación promedio mensual (mm) y días con lluvia (>=1.0mm): Estación de Upala (A); Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B); Estación San Miguel, Sarapiquí (C). Región Norte, Costa Rica.………………….…………… 94 Temperatura promedio mensual (ºC): máxima, mínima y media: Estación de Upala (A); Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B); Estación La Selva (C). Región Norte, Costa Rica)………...................................................................... 95 Figura 8. Figura 9. Figura 10. Figura 13. xii Figura 14. Humedad promedio mensual (%) y Brillo solar (horas): Estación de Upala (A); Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B). Región Norte, Costa Rica…………………………………………………………………………...………. 97 Velocidad del viento promedio mensual (km/h). Estación de Upala (A); Estación Santa Clara (B); Estación de Coopelesca (C). Región Norte, Costa Rica……………………………………………………………….……...…………… 100 Figura 16. Precipitación en la primera y segunda quincena según la fisiografía. Región Pacífico Norte, Costa Rica….…………………………………………………….... 103 Figura 17. Precipitación en la primera y segunda quincena según la fisiografía. Región Norte, Costa Rica………………………………………………………………….... 105 Figura 18. Promedio quincenal de la ETP según fisiografía. Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia. Región Pacífico Norte, Costa Rica….……………………....... 106 Figura 19. Promedio quincenal de la ETP. Estación Ciudad Quesada-Coopelesca. Región Norte, Costa Rica………………..……………………….......................... 107 Figura 20. Situación Hídrica. Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia. Región Pacífico Norte, Costa Rica…………………………………….............................. 110 Figura 21. Situación Hídrica. Estación Ciudad Quesada-Coopelesca. Región Norte, Costa Rica…………………………………………..……………………………….. 111 Figura 15. xiii ÍNDICE DE MAPAS Mapa 1. Red nacional de estaciones meteorológicas del Instituto meteorológico Nacional, Costa Rica….........………………………………………………………..... 29 Mapa 2. Distribución de las estaciones meteorológicas. Región Pacífico Norte, Costa Rica……………………………………………………………………………………..... 32 Mapa 3. Distribución de las estaciones meteorológicas. Región Norte, Costa Rica……… Mapa 4. Mapa Físico de Costa Rica con la ubicación geográfica en Centroamérica.......... 54 Mapa 5. Geoformas de Costa Rica……………….……….…………………………................ 55 Mapa 6. Ubicación geográfica de la Región Pacífico Norte, Costa Rica….………………… 56 Mapa 7. Unidades Fisiográficas de la Región Pacífico Norte, Costa Rica……..…………… 57 Mapa 8. Ubicación geográfica de la Región Norte, Costa Rica….………………................. 58 Mapa 9. Unidades Fisiográficas de la Región Norte, Costa Rica…....……………………… 59 Mapa 10. Geoformas de la Región Pacífico Norte, Costa Rica….……………………………. 60 Mapa 11. Microcuencas de la Región del Pacífico Norte, Costa Rica…….……………......... 63 Mapa 12. Geología de la Región Pacífico Norte, Costa Rica………………………………….. 65 Mapa 13. Geomorfología de la Región Pacífico Norte, Costa Rica…………………………… 66 Mapa 14. Tipos de suelos de la Región Pacífico Norte, Costa Rica………………………….. 68 Mapa 15. Cobertura de la Tierra de la Región Pacífico Norte, Costa Rica………................. 69 Mapa 16. Precipitación promedio anual (A); Promedio Anual de Días con lluvia (B). Región Pacífico Norte……..……..…………………………………………………….. 74 Mapa 17. Temperatura máxima anual (A); Temperatura mínima anual (B); Temperatura media anual (C). Región Pacífico Norte, Costa Rica……..………………………… 77 Mapa 18. Brillo solar medio de marzo (A); Brillo solar medio de junio (B); Brillo solar anual (C); de la Región Pacífico Norte, Costa Rica….………………..………………….... 79 Mapa 19. Evaporación de referencia media anual (mm). Región Pacífico Norte, Costa Rica.............................................................................................................. xiv 33 80 Mapa 20. Geoformas de la Región Norte, Costa Rica………………..………………………… 83 Mapa 21. Microcuencas de la Región Norte, Costa Rica…………..….……………………….. 85 Mapa 22. Geología de la Región Norte, Costa Rica………….……………………………........ 86 Mapa 23. Geomorfología de la Región Norte, Costa Rica…………………..…………………. 87 Mapa 24. Tipos de suelos de la Región Norte, Costa Rica……………..……………………… 88 Mapa 25. Cobertura de la Tierra de la Región Norte, Costa Rica……….……………………. 89 Mapa 26. Precipitación anual (A); Promedio anual de días con lluvia (B). Región Norte, Costa Rica………….……………………………………………………………………. 93 Mapa 27. Temperatura máxima anual (A); Temperatura mínima anual (B); Temperatura media anual (C). Región Norte, Costa Rica…..…..…………………………............ 96 Mapa 28. Brillo solar de marzo (A); Brillo solar de junio (B); Brillo solar anual (C). Región Norte de Costa Rica…..……….……………………………………………………….. 98 Mapa 29. Evapotranspiración de referencia media anual (mm). Región Norte, Costa Rica…………..…………………………………………………………………………… 99 Mapa 30. Quincenas Secas de la Región Norte y Pacífico Norte, Costa Rica…………........ 115 Mapa 31. Quincenas de Transición de la Región Norte y Pacífico Norte, Costa Rica………………………..……………………………………………………………... 117 Quincenas Húmedas de la Región Norte y Pacífico Norte, Costa Rica…………... 119 Mapa 32. xv CAPÍTULO I 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Planteamiento del Problema Después del aire, el agua es el recurso más íntimamente vinculado a la vida del ser humano, sin el agua no puede concebirse la más elemental vida animal o vegetal. De allí la importancia de aprovechar eficientemente los recursos hídricos de una región, para poder satisfacer la demanda que la sociedad impone sobre ésta. Esto implica tener un conocimiento de la disponibilidad del recurso hídrico: donde se encuentra y en qué cantidad existe; cuál es su calidad y su patrón de variabilidad; estimar las demandas para los diversos usos, tanto en el tiempo como en el espacio. Al analizar desde un punto de vista territorial, el patrón de distribución de la precipitación y la escorrentía, se observa que no suele ser uniforme, por lo que se dan zonas de mayor o menor disponibilidad de agua. La latitud, la proximidad del océano, la dirección de vientos, las barreras orográficas, la fisiografía de las cuencas son factores que influyen en su distribución. Hay áreas donde el agua, es definitivamente escasa, como también donde el recurso es abundante en relación a la extensión de su territorio, lo que puede producir que la oferta puede ser igual o mayor que la demanda, la cual está muy relacionada con la densidad demográfica. La disponibilidad de agua en un sitio geográfico dado a lo largo del tiempo, se determina por las tasas de flujo entrante y saliente, que pude ser agotable, lo que significa que se debe considerar la utilización del agua con fines múltiples, 1 como producción de electricidad, consumo humano, riego, recreativo y otros. Esto hace necesario analizar su distribución espacial y temporal en los diversos sectores (agrícola, industrial, turístico); confirmando la necesidad de llevar a cabo un proceso de planificación de su uso en forma ordenada, integral y racional, para su máximo aprovechamiento. En la agricultura se relaciona con las características del suelo, las cuales están interrelacionadas, con las condiciones climáticas (humedad, lluvias, temperaturas, evaporación), ya que los cultivos deben disponer de la cantidad de agua apropiada durante las diferentes fases de crecimiento y desarrollo. Dada la importancia del agua en las actividades socio productivas, se necesitan climatologías básicas que en conjunto con las características edáficas, definan la disponibilidad del recurso en el suelo. Conocer esta información permite mejorar los criterios de planificación del recurso en sus diferentes usos. Para analizar la dinámica del agua y su infiltración en el suelo, el uso por las plantas y su retorno a la atmósfera, el balance hídrico se presenta como una de las herramientas de mayor capacidad e integración, donde el suelo almacena el agua y luego la cede a las plantas según la demanda de éstas. El balance hídrico permite un mejor conocimiento sobre el clima del lugar, lo cual es fundamental en la toma de decisiones en aquellas actividades que dependen del clima para completar procesos. El balance hídrico desarrollado por Thornthwaite y Mather (1957), modificado por Damario y Pascale (1977), es simple y de fácil aplicación regional. Permite una buena aproximación de la disponibilidad del agua en el suelo. Este tipo de balance hídrico utiliza parámetros de temperatura y precipitación (mediciones comunes en cualquier país), necesarios para desarrollar conceptos 2 agro meteorológicos como el de la humedad en el suelo, explicado, en términos de evapotranspiración potencial. Los resultados del balance hídrico pueden ser reflejados en un Sistema de información geográfico, expresados final en mapas de quincenas secas, húmedas y de transición a nivel regional, que se convierten en importantes herramientas de planificación. 3 1.2. Justificación El análisis climático debe ser parte integral de cualquier estudio que busque conocer el potencial de los recursos naturales en cada zona del país, esto sirve de base para delinear las pautas y políticas para su óptima utilización. “Uno de los recursos más importantes es el clima; su comportamiento espacial y temporal está íntimamente ligado con la vegetación, la actividad agropecuaria y en general con toda la actividad económica, por ejemplo la producción de energía hidroeléctrica” (Herrera 1985). Un problema que se presenta en la elaboración de estudios climatológicos, es la falta de información meteorológica, tanto a escala temporal como espacial, reduciendo la posibilidad de efectuar estudios en zonas pequeñas, que van más allá de lo descriptivo e informativo. Por eso se hace necesario realizar a nivel regional y nacional investigaciones que integren factores y elementos del clima, para poder asegurarnos de obtener los mejores resultados en las aplicaciones de las diversas actividades socioeconómicas del país. En Costa Rica son pocos los estudios, que las instituciones han desarrollado en este campo. Sin embargo, el Instituto Meteorológico Nacional (IMN), realizó un estudio climático para la zonificación agroecológica de Costa Rica, a escala 1:50 000 en las regiones Huetar Norte, Huetar Atlántica y Brunca, (IMN 1996). Este estudio generó mapas de precipitación quincenal según probabilidad y de temperaturas máximas y mínimas. La caracterización espacial y temporal del balance hídrico es un método rápido y de bajo costo, constituye una herramienta poderosa para el estudio y manejo del sistema agua-suelo-cultivo-atmósfera en el campo de la climatología, hidrología y la agricultura. El balance hídrico utiliza datos de precipitación y temperatura que son los que están más disponibles en el país, por lo que considera un método que da resultados bastante exactos. 4 Esta investigación calcula la información de los períodos de quincenas secas, húmedas y de transición, luego la integra a un sistema de información geográfica para visualizar y detectar el comportamiento de la disponibilidad de agua en el suelo. Los resultados pretenden contribuir con la toma de decisiones de aquellas actividades que involucren el recurso hídrico como componente de producción. El balance hídrico realizado para la Vertiente del Pacífico, muestra que el agua del suelo se agota de noviembre a abril generando seis meses secos. La recarga se inicia en mayo y se dispone de humedad hasta octubre. En julio se da una disminución del agua en el suelo, pero no se origina sequedad. Durante los seis meses secos las se acentúan las condiciones edáficas propias de suelos deficientes en la retención del agua. Se suma además la influencia de los fuertes vientos del Este y Noreste en los meses de diciembre, enero y febrero. En la Vertiente del Caribe, los meses de febrero a abril muestran una tendencia leve hacia las condiciones secas, en el resto del año, imperan las condiciones húmedas (Herrera, W. 1985). El balance hídrico, como instrumento generador de información geográfica es de vital importancia en muchas de las actividades humanas, teniendo repercusión en los planteamientos y soluciones de problemas económicos y sociales. Por ejemplo para la planificación de actividades agrícolas y pecuarias resulta imprescindible estimar la disponibilidad de agua en el suelo en las diferentes épocas del año. Por su parte con el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), se puede generar nuevos datos que permiten planificar y ofrecer opciones para la elaboración de base de datos e información temática. Estos productos facilitan a los usuarios y público en general, contar con nuevas herramientas para planificar sus actividades socioeconómicas. 5 1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo general Caracterizar los períodos quincenales secos, húmedos y de transición de acuerdo a la disponibilidad de agua en el campo, como un instrumento de análisis en las regiones climáticas del Norte y Pacífico Norte de Costa Rica. 1.3.2. Objetivos específicos 1. Generar una base de datos de períodos quincenales, secos, húmedos y de transición. 2. Correr un balance hidrológico consecutivo a nivel regional y a una escala quincenal tomando en cuenta la precipitación, la temperatura máxima, mínima y media, capacidad de campo del suelo y la evapotranspiración potencial. 3. Analizar la frecuencia de la precipitación quincenal acumulada, para caracterizar su distribución en las regiones climáticas Pacífico Norte y Norte de Costa Rica. 4. Desarrollar las estadísticas necesarias para definir los períodos quincenales secos, húmedos y de transición. 5. Elaborar mediante un Sistema de Información Geográfica (SIG), mapas temáticos sobre quincenas secas, húmedas y de transición de las regiones climáticas Pacífico Norte y Norte de Costa Rica. 6 CAPITULO II 2. MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes relacionados con el problema de estudio El tiempo y el clima tienen lugar en la atmósfera. Para definir un clima es necesaria la observación durante un lapso largo de tiempo. La Organización Meteorológica Mundial (OMM), estableció períodos mínimos de treinta años para estimar climatologías, pero hay autores que creen que deben ser más largos (de hasta cien años o superiores). Lo que se busca es registrar las variaciones de una mejor forma. precipitación, humedad, entre Las observaciones de la temperatura, otras, se registran en las estaciones meteorológicas. Con estos datos se puede estimar valores medios que pueden ser trasladados a climogramas, (representaciones gráficas de la variación anual de temperatura, la precipitación y la humedad), matrices de información o representaciones espaciales. El clima, por tanto, tiende a ser regular en períodos de tiempo muy largos, incluso geológicos, determinando de gran manera la evolución del ciclo geográfico de una región, lo que a su vez permite el desarrollo de la vegetación y del suelo perfectamente equilibrado. Sin embargo, en períodos de tiempo geológicos, el clima también cambia de forma natural. Por lo tanto, estimar el clima y su variabilidad, constituye una aplicación meteorológica importante para la planificación de actividades productivas condicionadas por los diferentes elementos atmosféricos. Uno de los sectores más dependientes del clima es el agrícola. Costa Rica por su estacionalidad, topografía y la influencia de fenómenos atmosféricos, posee condiciones meteorológicas e hidrológicas favorables para la producción y la disponibilidad del agua. 7 El sector agropecuario es evidentemente dependiente del recurso hídrico. Este sector mantiene una contribución importante en la economía nacional. A pesar de la poca extensión del país, las actividades agropecuarias se desarrollan bajo la influencia de diferentes fenómenos de variabilidad climática (El Niño Oscilación del Sur mejor conocido como ENOS), la Zona de Convergencia Intertropical, (ZCIT); bajas presiones, la influencia indirecta de huracanes, frentes fríos, y otros, que hacen variar, la cantidad o la distribución de la precipitación, lo cual es una limitante para el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Para una agricultura más tecnificada y racional se requiere, entre otras cosas un mejor conocimiento del clima (Manso, P.; Stolz W. y Fallas J.C. 2005). Un ejemplo de esta necesidad, lo constituye el Programa Sectorial Agropecuario que incluyó entre los proyectos prioritarios la zonificación agropecuaria, con el objetivo de determinar el uso potencial de la tierra, con base en estudios de suelos, clima y factores socioeconómicos. La finalidad es aprovechar mejor el recurso clima. Es a raíz de esta situación que se solicita al Instituto Meteorológico Nacional elaborar los lineamientos técnicos sobre cómo utilizar y aplicar los datos climáticos y agroclimáticos para el proyecto “Zonificación Agroecológica de Costa Rica en las regiones Huetar Norte, Huetar Atlántica y Brunca” bajo el concepto de períodos secos. Son pocos los estudios realizados en Costa Rica, que integren el concepto de quincenas secas, húmedas y de transición. La mayoría son propuestas de zonificación agroecológica, que incorporan climatologías básicas en períodos mensuales. Ante el vacío existente, se hace necesario elaborar una climatología quincenal que incorpore el balance hídrico como método de cálculo de períodos secos y húmedos, así como los respectivas transacción para el beneficio de los diferentes sectores socio productivos. 8 2.2 Marco Conceptual 2.2.1. El agua El agua juega un papel fundamental en toda forma de vida en la Tierra, pero debido al aumento acelerado de la población, al uso irracional del recurso, la carga contaminante sobre cuerpos de agua, la expansión territorial desordenada, la deforestación y el calentamiento global, escasea el agua en algunos lugares. Después del aire, el agua es el elemento que más se debe conservar. En el mundo el agua cubre tres cuartas partes de la superficie de la tierra. El 3% de su volumen es dulce. De este 3%, un 1% está en estado líquido, comprendiendo los ríos y lagos. El 2% restante se encuentra formando los casquetes polares, como se explica en http://infouniversal.net/agua.htm. El agua dulce tiene múltiples usos, aparte de ser la bebida esencial del ser humano. El agua toma diferentes estados y formas: como vapor de agua, en nubes en el cielo, olas y témpanos de hielo flotante en el mar, glaciares en las montañas, acuíferos en el suelo. A través de la evaporación, precipitación y escorrentía el agua se encuentra en continuo movimiento, fluyendo de una forma a otra en lo que llamamos el ciclo hidrológico. El agua se puede presentar como: lluvia, granizo, nieve, neblina o rocío. Cuando esta agua en sus diferentes formas llega al suelo toma otra función, se filtra hasta llegar a los acuíferos, pero a su paso da origen a otros procesos. De ahí que el almacenamiento, el contenido, retención y el porcentaje de agua útil en el suelo, son conceptos técnicos importantes para comprender la funcionabilidad del agua en las diferentes capas del perfil del suelo. La cantidad de agua que puede ser almacenada en el suelo y que está disponible para el uso del cultivo, no sólo está determinada por la lluvia que cae, sino también por las propiedades químicas y físicas del suelo. 9 Dependiendo de la estructura del suelo, su grado de porosidad profundidad, estructura, contenido de materia orgánica y textura, podrá almacenar poca o mucha agua. Por eso, a pesar de que la mayoría de la gente piensa en el suelo como un elemento sólido, su espacio gaseoso (los poros) o su estructura ligada al agua son igualmente importantes. Para que un suelo, no pierda esas propiedades y pueda retener agua es conveniente que no sufra estrés a causa de las técnicas que a veces se utilizan para prepararlos a la hora de sembrar un cultivo. “Un suelo con poca labranza, permite la infiltración y la percolación del agua a través de este, también reduce la descomposición de la materia orgánica y la consecuente pérdida de humedad por evaporación” (Ledezma 2000). Este tipo de manejo permite mejorar las condiciones de humedad, principalmente cuando se dan situaciones secas debido a que el almacenamiento de agua en el suelo, ayuda a que la planta no muera por estrés hídrico. La cantidad de agua en el suelo que está disponible para la planta viene determinada por el intervalo de humedad disponible (IHD) o agua útil, que es la diferencia entre el límite superior de humedad (capacidad de campo) y el límite inferior de humedad (punto de marchitez permanente) (Schopflocher R. 1963). Cuando saturamos un suelo, la cantidad de agua que queda retenida en los poros sin ser arrastrada por el peso de la gravedad, es la capacidad de campo o capacidad de retención, este porcentaje en volumen de agua se calcula con respecto a un suelo seco. Por el contrario al límite inferior o punto de marchitez se le conoce como el esfuerzo que hace la raíz de la planta para competir con la fuerza que ejercen las partículas del suelo y las sales existentes por la absorción de agua. Por lo tanto, el valor del intervalo de humedad disponible y el agua útil va a depender básicamente de la textura del suelo. Por otra parte, el agua que toma la planta de la lluvia, del rocío y del propio suelo, se va invirtiendo en procesos 10 fisiológicos, por lo que, disminuye su cantidad en el suelo y queda totalmente agotada si no se repone con nuevas precipitaciones o algún sistema de riego. La capacidad de campo es un factor que es propio o característico de cada suelo. Las necesidades son diferentes para cada planta, por lo general el orden de magnitud en la media de la capacidad de campo oscila entre 100 y 200 mm para un consumo de unos 30 días y una evapotranspiración de 4 mm/día (Ledezma 2000). En este ciclo, el comportamiento de las plantas es muy peculiar y revela un gran poder de adaptación a las circunstancias según las disponibilidades de agua. En las épocas de escasez en que el suministro de agua cesa o se reduce fuertemente, las plantas cierran sus estomas, economizando toda el agua que pueden hasta cierto límite, pues si las precipitaciones o el riego no llegan a tiempo, ven agotadas sus reservas y no podrán sobrevivir. 2.2.2. El clima La importancia del clima como factor regulador del medio natural y su influencia sobre el ser humano, y sus actividades, es innegable. En este sentido el Sol como fuente de calor, que se manifiesta en forma lumínica y calórica en un espacio geográfico determinado, contribuye a elevar la temperatura tanto del agua como del aire, alterando la presión atmosférica, lo que origina las corrientes de viento, que se desplazan llevando humedad hacia la atmósfera, formando la nubosidad que en determinado momento se manifiesta mediante el fenómeno de la precipitación, caracterizando el clima de una región. En este sentido, la precipitación, al igual que la temperatura, son los elementos climáticos que más influyen sobre la naturaleza y su modelado. Su distribución 11 temporal y espacial condiciona los ciclos agrícolas y forestales, así como el desarrollo de las principales especies vegetales y animales. Esta variable también influye, notoriamente, sobre otros rubros de la economía y la correspondiente producción de bienes y servicios, especialmente cuando es escasa. 2.2.2.1. Precipitación La precipitación es el término con el cual se denominan las formas de agua en estado líquido o sólido que caen directamente sobre la superficie terrestre. Esta se presenta cuando por efecto de la condensación la gota de agua alcanza un peso ideal que la hace caer por gravedad o bien por efecto de los vientos descendentes que se presentan en el interior de las nubes. Esto incluye la lluvia, granizo y nieve. La cantidad, frecuencia y distribución espacial y temporal de las precipitaciones es muy variable, razón por la cual ha sido objeto de intensos estudios, en la determinación de los climas y el aprovechamiento de los recursos hídricos que ofrece a la naturaleza. La intensidad de las precipitaciones varía de un lugar a otro aunque no se encuentren a mucha distancia. A lo largo de un año también hay variaciones. Existen zonas en las que en un sólo día cae más lluvia que en otros a lo largo del año. Una de las características más sobresalientes de la precipitación en los trópicos es su gran variabilidad en tiempo y espacio. En Costa Rica, por ejemplo, una de las zonas más lluviosa es la falda noreste de la Cordillera de Talamanca a menos de 30 km de distancia de una de las zonas con menor cantidad de lluvia 12 del país y que se encuentra en el valle del Guarco de Cartago (Castro et al. 1985). 2.2.2.2. Temperatura La temperatura es una medida del calor o energía térmica que depende de los factores como la latitud y altitud. 1. De la latitud, depende la cantidad de energía que se extienda en la superficie, debido a la inclinación de los rayos solares. La temperatura disminuye desde el ecuador a los polos. 2. La temperatura disminuye con la altitud. En otras palabras, a mayor altitud, menor temperatura. La disminución de la temperatura en general bajo determinadas condiciones atmosféricas es de 0.65ºC por cada 100 metros. La temperatura ejerce un papel de mucha trascendencia en la distribución de la vida vegetal y animal sobre la Tierra; es el elemento climático más familiar para el ser humano por su sensibilidad y percepción. Por ejemplo, para la germinación de las plantas y el crecimiento de sus raíces, se necesita una temperatura adecuada a la especie. Temperaturas más altas o más bajas pueden afectar la producción y el desarrollo de las plantas; en los animales la temperaturas adecuadas oscilan entre 25 y 30° C, fuera de este ámbito se inactivan y pueden llegar a morir. Según Gandía y Meliá (1993) “…la correcta descripción térmica de un lugar exige, cuando menos, manejar la variación anual, (preferiblemente por períodos de diez días en lugar de los mensuales, tradicionalmente usados), de cinco parámetros: La temperatura media, máxima media, mínima media, máxima absoluta y mínima absoluta. La amplitud de las 13 oscilaciones diurnas y anuales, junto al número de días o frecuencia de heladas; o de temperaturas nocturnas o diurnas por debajo o por encima de ciertos umbrales, aportarán criterios imprescindibles para aplicaciones diversas, como por ejemplo de índole agrícola”. En Costa Rica la temperatura varía debido a la altitud. Por ejemplo en planicies que son secas como la región Pacífico Norte, las temperaturas del día van desde los 20 a 35 ºC, en altitudes medias el rango es 20 a 25 ºC y tiende a bajar hasta los 5 a 10 ºC en las cumbre de las montañas. 2.2.2.3. Humedad Se refiere a la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, producto del calentamiento por la radiación solar, que actúa sobre el agua de lagos, mares, ríos, vegetación y tierra. Se distinguen dos tipos de humedad: la humedad absoluta y la humedad relativa. La humedad absoluta es la cantidad de agua por metro cúbico que contiene el aire, y se mide en gramos por metro cúbico. La humedad relativa es la capacidad del aire para absorber agua; la relación entre la cantidad de agua que contiene el aire y la que puede contener antes de saturarse. Se mide en porcentaje. Se considera que una masa de aire está saturada cuando la humedad relativa es del 100%. En ese momento, el agua que ya no puede contener el aire; comienza a condensarse en las partículas de polvo y otros sólidos que encuentra en el ambiente, formando nubes, gotas de agua que cuando son lo suficientemente grandes precipitan en forma de lluvia. Esta capacidad depende de la temperatura. Para una misma humedad absoluta, la humedad relativa aumenta cuando desciende la temperatura. Las masas de aire pierden temperatura a medida que ascienden y la gana cuando descienden, por lo que 14 sólo puede llover cuando el aire asciende. Una masa de aire saturada, o cercana a la saturación, es una masa de aire húmeda de la que las plantas pueden aprovechar su agua sobrante. La relación entre temperatura y humedad es trascendental en los medios de montaña. A medida que una masa de aire, con una humedad absoluta constante, asciende por la ladera de una montaña se va enfriando, y por lo tanto va aumentando su humedad relativa. Llega un momento en que esta humedad alcanza el 100%, forma nubes y termina precipitando. A este fenómeno se llama efecto barrera que se da a barlovento de la montaña y es el responsable de que esa ladera sea más verde que la contraria. Si la masa de aire continúa ascendiendo ya no precipitará, porque se habría desprendido de su cantidad de agua. Cuando la masa de aire traspasa las cumbres, comienza a bajar, calentándose en el camino, reduciendo su ya escasa humedad, y ganando velocidad. Se forma, así, el efecto Föhen “…siempre a sotavento de una montaña, el viento que desciende suele ser de mayor velocidad y caracterizado por extrema sequedad y elevada temperatura (IMN 1993), y cuando la diferencia entre las cumbres y el fondo del valle es muy amplia, genera un viento fuerte, seco y desagradable, capaz de hacer subir la temperatura más de 20 ºC en unas pocas horas. En Costa Rica, el Föhen afecta principalmente a las regiones del Pacífico Norte y Valle Central Occidental. 15 2.2.2.4. Evapotranspiración Potencial de Referencia (ETP) La evapotranspiración es el proceso combinado de evaporación desde el suelo y la transpiración de las plantas. La intensidad de la evapotranspiración (ETP) depende, principalmente de la radiación solar, viento, temperatura y humedad del aire. Se le considera además como el proceso inverso de las precipitaciones y permiten establecer el grado de satisfacción de las necesidades de agua de un cultivo en un área determinada. Una de las fórmulas para calcular la ETP es la de Penman. Para su aplicación se usa datos de temperatura media, heliofanía efectiva, viento acumulado diario y humedad relativa ambiente. Thornthwaite (1948), denominó la evapotranspiración potencial (ETP) a aquella que se produciría si la humedad del suelo y la cobertura vegetal estuvieran en condiciones óptimas. Por el contrario, la evapotranspiración real (ETR) es aquella que se produce realmente bajo condiciones existentes. Es evidente que la evapotranspiración real es menor o igual a la potencial. Por ejemplo, en un lugar la ETP puede ser de 6 mm/día y la ETR de cero, debido a que no hay agua para evapotranspirar. La evapotranspiración será igual siempre y cuando la humedad del suelo, sea óptima y exista un buen desarrollo vegetal. Esto puede suceder en un campo de cultivo bien regado o en un área con vegetación natural en un período de suficientes precipitaciones. 16 2.2.2.5. Sequía como extremo climático Es uno de los principales extremos climáticos, pues existen muy pocas regiones en el mundo que no la padezcan. Es un problema de demanda de agua y abastecimiento. La falta de abastecimiento de agua para satisfacer la demanda origina la sequía. Existen varios criterios para definir la sequía, los cuales varían de acuerdo con el punto de vista del sistema afectado. Por tanto “Sequía Meteorológica”, “Sequía Agrícola” y “Sequía Económica”, son variaciones de un mismo tema, aún cuando su umbral sea arbitrario. Según los meteorólogos existen cuatro factores que influyen decisivamente en la sequía y son: la radiación solar, el viento, la temperatura y la humedad. Estos factores son representantes del clima de una región. “La radiación vaporizando el agua, el viento favorece la vaporización, la temperatura asociada al calentamiento del suelo y su secado y la humedad relacionada íntimamente con la precipitación” (Ledezma 2000). Una planta por ejemplo, encuentra un desequilibrio negativo al requerir más agua de la que su sistema radicular y cuerpo aéreo puede proporcionarle, no puede absorber agua del suelo por estar agotadas las reservas y entonces reduce su productividad y calidad. Por otro lado no todos los suelos son iguales, y por su composición unos soportan las sequías mejor que otros al ser capaces de almacenar y mantener mejor el agua. Según Wilhite y Svoboda (2000), citadas por Retana (2001), la sequía se refiere a una manifestación normal del clima que ocurre virtualmente en todos los regímenes climáticos, ya sea de mucha o poca precipitación al año. La sequía es una desviación temporal de la normalidad, a diferencia de la aridez, que es 17 una condición permanente. El tiempo de reducción de los montos precipitados es largo y generalmente referido a la estacionalidad del lugar. El grado de severidad de la sequía, depende de características como intensidad, duración, cobertura espacial y demanda de agua. Esta puede ser medida con respecto a índices que se establecen de acuerdo a las condiciones y la severidad en la reducción de las precipitaciones, sean estas mensuales o acumuladas. Además se refleja en períodos estacionales como lo cita Retana (2001), cuando manifiesta que “En Costa Rica la sequía se acentúa en períodos estacionales, sin embargo se registran hasta tres años consecutivos deficitarios con relación a lo normal en algunas zonas del país, como por ejemplo durante 1996,1997 y 1998 en Los Chiles, Zona Norte”. Continua diciendo que “Por lo general existe un área bien delimitada donde la sequía es recurrente, sin embargo, estas áreas pueden extenderse o contraerse. En Costa Rica, el área de mayor recurrencia se encuentra en la región Pacífico Norte, aunque ha sufrido extensiones hacia la zona noreste, como por ejemplo durante 1982 y 1997”. De esta forma, hablar de sequía para una determinada región deberá ajustarse a los intereses socioeconómicos de la misma, porque al declararse una sequía implica medir el impacto negativo que tiene para el sector agrícola y pecuario principalmente, que no necesariamente se puede ver tan afectada en todos los casos porque no todas las sequías son severas. 18 2.2.3. Balance Hídrico Consecutivo Es un instrumento matemático mediante el cual se analiza en conjunto la hidrometeorología, la física del suelo y la hidrología subterránea. Fue introducido por Thornthwaite en 1944 y usado como base para su nueva clasificación de climas en 1948. Es un balance climático porque utiliza valores estadísticos medios de precipitación y evapotranspiración potencial. Da información sobre la humedad del suelo, evapotranspiración, la recarga de agua subterránea y el flujo superficial. La información obtenida en la determinación del balance hídrico es de buena utilidad en muchos campos de la investigación. Por ejemplo el conocimiento del déficit de humedad es primordial para comprender la factibilidad de irrigación, ya que provee información sobre el volumen total de agua necesaria en cualquier época del año y entrega un valor importante sobre la sequedad. La caracterización espacial y temporal del balance hídrico a nivel del suelo con métodos rápidos y de bajo costo, constituye una herramienta poderosa para el estudio y manejo del sistema agua-suelo-cultivo-atmósfera en el campo de la hidrología y en particular la hidrología agrícola. En Costa Rica se han aplicado diferentes balances hídricos como son: En 1985, Herrera fundamenta su sistema de clasificación climática en los conceptos de Thornthwaite y Matther (1974), para diferenciar los tipos de climas y para determinar las condiciones hídricas del país a nivel local y regional. También se realizan otros balances hídricos por parte de instituciones como el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG), para determinar características hidrológicas de algunas cuencas, así como estudios agro-climatológicos. El Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), a lo largo de la historia, ha realizado diversos proyectos para buscar darle un manejo adecuado a diversas 19 cuencas. Las razones han sido variadas, suministro de agua potable, generación de electricidad, protección de biodiversidad. También el Instituto Meteorológico Nacional trabajó en proyectos como “Balance Hídrico Superficial de Costa Rica. Período 1970-2002”, (Documento técnico PHI-LAC N° 10) en la elaboración de los mapas de isoyetas, análisis de información meteorológica y el mapa de Evapotranspiración de Referencia, esto para el Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO para América Latina y el Caribe (PHILAC), en coordinación con el Comité Nacional de Hidrológica y Meteorología de Costa Rica y a nivel regional con el Comité Regional de Recursos Hidráulicos (CRRH). El Servicio Nacional de Aguas Subterráneas, Riego y Avenamiento (SENARA), y el Instituto Meteorológico Nacional (IMN), en coordinación con el Departamento de Aguas han trabajado en la “Evaluación de los recursos hídricos integrado por cuenca hidrográfica” (PHI-VI / documento Técnico 2006). Existe además otros trabajos específicos sobre cuencas o microcuencas del país, principalmente en la región central, que es la zona que concentra la mayor cantidad de población con una tendencia marcada de sobre uso del recurso. Con el conocimiento de la distribución espacial de la precipitación y su comportamiento anual y mensual en Costa Rica, se puede utilizar o estimar balances hídricos, que permitan determinar a su vez, por medio del régimen pluvial, las variaciones que caracterizan a las distintas regiones, desde la vertiente del Caribe con los mayores volúmenes de escurrimiento por unidad de superficie, hasta las cuencas del Pacífico Norte, que son relativamente secas en algunos períodos del año. 20 2.2.3.1. Situación Hídrica Es el grado en que la demanda de agua, impuesta por la evapotranspiración potencial es satisfecha por la humedad del suelo o por la misma precipitación según el modelo de balance hídrico. Los valores negativos significan que la cantidad de agua no satisface la demanda. Valores igual a cero indican que hay un equilibrio entre la evaporación de referencia y la humedad del suelo. Los valores positivos se refieren a exceso de agua con respecto a la demanda. 2.2.4. Quincenas Una quincena es un período de tiempo etimológicamente igual a 15 días. Sin embargo la definición puede variar dependiendo de la cantidad de días que tiene un mes. Siendo entonces que un mes se divida en dos quincenas. La primera, seria desde el día primero hasta el día 15 y la segunda duraría desde el día 16 hasta el último día del mes, sea este de 28, 30 o 31 días, quedando la segunda quincenas con 13, 15 o 16 días dependiendo del mes. En la meteorología existe muy poca información bibliográfica, que se refiera al concepto de quincena como tal, pero si se hace mención de ella para efectos de análisis. Un ejemplo de esto es cuando se habla de períodos quincenales o canículas (término folclórico). En Costa Rica es muy utilizado este término para explicar períodos de días secos consecutivos que afectan por estrés hídrico la agricultura, específicamente los granos básicos como el maíz y el frijol. Una canícula está definida con por lo menos 10 días secos consecutivos (precipitación < 1mm) que aparecen con frecuencia en el segundo período (10 días) de julio y los primeros 10 días de agosto. 21 Se habla de canículas que ocurren por lo general en la primera quincena del mes de julio y la segunda a finales de ese mismo mes. Sin embargo, la fecha puede variar ya que no siempre es fija, esto mismo sucede con el inicio del veranillo de San Juan. Para el presente análisis se utiliza el concepto de quincena ya que es muy útil para efectos de preparación de suelos, siembra o maduración de cultivos entre otros. Además muestra muy bien como es la distribución de las precipitaciones acumuladas en el mes y en qué período de la quincena se inician las precipitaciones, cuál sería la situación hídrica, cuándo se da una disminución de las precipitaciones o no se registran. Para esto son muy importantes los datos de las estaciones meteorológicas, por que será por medio de la ubicación y el registro de la serie de datos como se clasificarán las quincenas de acuerdo a la salida y entrada de la estación lluviosa y por ende ver cuando se da la transición y la distribución de la precipitación. 2.2.4.1. Quincena Seca Una quincena seca, es aquella en donde la incidencia de precipitaciones no sobre pasan un umbral igual o menor a 40% de probabilidad de que exista humedad en el suelo. En Costa Rica, las condiciones que caracterizan la época seca son: viento dominante del Este y del Noreste durante todo el día, con velocidad de 30 km/h, humedades relativas bajas y secuencias de días sin precipitación. 22 Siendo entonces los períodos secos aquellos donde las situaciones hídricas son negativas en el balance hídrico quincenal, con probabilidades menores a 40% de humedad en el suelo. De acuerdo con lo anterior, la quincena seca para Costa Rica se definirá cuando la situación hídrica del suelo no es satisfecha por la humedad ya que esta obedece a una condición de oferta y demanda, definida por un índice arbitrario generado para el Balance Hídrico. 2.2.4.2. Quincena Húmeda A partir del inicio de la época lluviosa, se puede seguir monitoreando y analizando la precipitación en diferentes períodos de lluvia acumulada. La quincena es uno de estos pasos de tiempo. La cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera, que se precipita se denomina como precipitación quincenal que es la cantidad de lluvia que corresponde a una probabilidad empírica, que se da en cierto período de tiempo y está regida por la situación hídrica. Tenemos entonces que una quincena húmeda, es el resultado de un análisis de la serie de datos de la estación que inicia con la entrada de las precipitaciones y que permite analizar las variables en términos de probabilidades de ocurrencia de un valor deseado, en este caso que la evapotranspiración de referencia y la humedad del suelo tengan rangos que sobrepasan el 70% de los casos. Eso significa que de 100 quincenas, 70 de ellas indican que hay equilibrio o exceso en las situaciones hídricas (Herrera 1991), lo que demuestra que existe una seguridad de 70% del 100% que una quincena sea húmeda. Este margen 23 restante de 30% en actividades agrícolas será el grado de riesgo de tipo climático con el cual el agricultor tendrá que trabajar. 2.2.4.3. Quincena de Transición La transición es un período entre la estación seca y la lluviosa, que puede durar dos o más semanas. Se caracteriza por una alternabilidad entre condiciones secas y lluviosas. Por ejemplo, el predominio del viento Alisio y los vientos del Suroeste (brisas húmedas del Pacífico), son las causantes de esta condición. Lo que da como resultado que los períodos lluviosos se alarguen y los secos se acorten, de acuerdo a la estación (seca o lluviosa). En la Vertiente del Pacífico de Costa Rica, la estación seca y la húmeda están bien definidas. Al Norte de esta vertiente se acentúa más la condición seca, permitiendo dar paso a la transición, al pasar de la estación seca a la lluviosa y viceversa. Siendo la transición aquellos períodos en los que la demanda de agua no es completamente satisfecha por la reserva de la humedad del suelo. Las quincenas de transición, son períodos de tiempo importantes para las labores agrícolas, tales como la preparación de suelos (limpieza, arado, rastreo) pues permiten que la maquinaria trabaje sin contratiempo. Para esta investigación una quincena de transición, es aquella en donde (en el balance hídrico) todos los valores de la situación hídrica mayores o iguales que cero se encuentran con una probabilidad entre 40 y 70% de que la lluvia y la evapotranspiración sea iguales. 24 2.2.5. Visualización de los datos meteorológicos en el Sistema de Información Geográfica (SIG) Existen muchas definiciones sobre los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Un SIG es un conjunto organizado de hardware, software y datos geográficos, diseñado específicamente para capturar, almacenar, poner al día, manipular, analizar y mostrar todo tipo de información referenciada geográficamente (Environmental Systems Research Institute Inc., 1990). El tipo de datos óptimo para un SIG, es aquel que se pueden referenciar geográficamente sobre la superficie terrestre, y éstos se dividen en datos gráficos y atributos. Existen dos modelos de datos gráficos, que se almacenan en forma de coberturas: vectorial (basada en elementos como puntos, líneas y polígonos definidos por sus coordenadas) y matricial, dividiendo el espacio en una retícula formada por celdas. Las coberturas que se han utilizado para la realización del SIG son las siguientes: Provincias, cantones y distritos, cuencas hidrográficas, estaciones meteorológicas del IMN, ríos y un modelo digital del terreno generado por medio de curvas de nivel. Los atributos confieren al dato geográfico la posibilidad de conformar auténtica información geográfica. En los SIG vectoriales siempre se encuentra un Sistema de Bases de Datos interno que permite relacionar los elementos geográficos, con registros de una tabla en cuyos campos se encuentran los atributos de las estaciones o las variables de análisis. Además no limitan el archivo de los atributos al sistema de bases de datos interno, sino que también existen interfaces de conexión con otras bases de datos externas. En el desarrollo del SIG para la elaboración de los mapas de las quincenas el punto más importante es el diseño de la estructura de la base de datos externa. En el diseño de ésta se deben tener en cuenta dos aspectos básicos: asegurar 25 la integridad de la base de datos meteorológica y la estructura con el fin de que con las utilidades de análisis del SIG se puedan resolver los problemas que nos planteamos. En este trabajo la información obtenida se ha estructurado siguiendo el modelo relacional hasta la tercera forma normal, de manera que se han tenido en cuenta estos dos aspectos. Un sistema de información geográfica, se compone entonces de equipo electrónico (hardware) y programas (software) que permiten manejar datos espaciales para generar o desarrollar los análisis interrelacionando información de acuerdo a los objetivos de la investigación. La información se almacena en capas o coberturas geográficas que pueden ser relacionadas según los temas de la investigación. El dato espacial es georeferenciado por medio de la latitud y la longitud de un objeto; para nuestro caso, de la estación meteorológica que es la fuente principal de datos. La base de datos de las estaciones del Instituto Meteorológico Nacional, contiene información sobre latitud, longitud, altitud, provincia, cantón, distrito, cuenca. Lo cuales permite el almacenamiento y procesamiento de la información de las bases de datos relacionadas en un SIG. Así, el análisis de la base de datos de las quincenas se ha estructurado relacionando las tablas de atributos de las coberturas. El sistema consta de una tabla principal denominada “estaciones escogidas” y otras tablas complementarias. En la tabla “estaciones escogidas” se incluye la información temporal de la serie fecha inicial de los datos de la estación y final (si estuviera cerrada). También el número, el nombre de la estación, la cuenca, provincia, cantón y distrito. 26 CAPITULO III 3. PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO En el Instituto Meteorológico Nacional, se han desarrollado trabajos para caracterizar el clima de Costa Rica, tales como mapas de precipitación, de brillo solar, salida de pluviométricamente la estación lluviosa, propuestas semejantes, estudios sobre sobre regiones inundaciones, atlas climatológicos. El presente trabajo desarrolla una caracterización climática de las regiones del Pacífico Norte y Norte de Costa Rica, sobre la base de disponibilidad de agua en el suelo, definiendo los conceptos de quincena seca, húmeda y de transición, así como los índices que reflejen qué tan seco, o húmeda es una región. Como primer paso se analizarán la nómina de estaciones meteorológicas, para escoger las que cumplan con los requisitos de ubicación e historial de información meteorológica. Se aplicará además un balance hídrico a cada una de las estaciones. El análisis preliminar de la nómina de estaciones meteorológicas, utilizadas por el Instituto Meteorológico Nacional se realiza con el fin de determinar, cuáles son las estaciones con un buen historial de información y que son representativas de cada una de las regiones, para ser utilizadas en el trabajo y que permitirán aplicar el balance hídrico de cada una de las estaciones. 27 3.1. Selección de la información meteorológica Como primer punto se tomó la nómina de estaciones existente en el IMN, y se analizó toda la información contenida. De este análisis se corrigieron aspectos como coordenadas geográficas de cada una de las estaciones y se visualizaron en el software ArcView 3.2 con las bases de datos georeferenciadas de límites políticos, delimitación de cuencas, centros poblados y topografía entre otros, (Mapa 1). Luego de corregir la localización de las estaciones se relacionaron con otras bases de datos como: regiones climáticas, cuenca hidrográfica y por hoja topográfica a escala 1:50.000, para generar una tabla alfanumérica que permita tener una visión más detalla de la zona donde están las estaciones. Esta tabla tiene la siguiente información: Número de la estación, Nombre, Latitud y Longitud, altitud, el tipo, a quien pertenece, el período, la cuenca, sub.-cuenca, hoja topográfica y observaciones generales. La escala en la que se realizó este análisis fue a 1: 200 000 que es la escala más apropiada debido a que no se puede bajar a un nivel de detalle de un mapa a escala 1:50 000, porque la distribución de las estaciones no es lo suficientemente densa, como para poder detallar más el comportamiento espacial de la variable climática. 28 Mapa 1. Red nacional de estaciones meteorológicas del Instituto Meteorológico Nacional, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 29 En algunas áreas la distribución espacial de las estaciones es muy escasa y dificulta el trazado de las isoyetas; en otros casos la densidad de estaciones fue nula por lo que trazarlas es muy difícil. Según. Saucier (1983) “No importa que tan densa sea la cobertura de los datos, ni que académica sea, la calidad del análisis requiere de cierta habilidad en la visualización del campo, determinar sus características a partir de una gran cantidad de datos y el empleo de leyes”. Algunos de los problemas encontrados en la revisión de la nómina fueron: Estaciones con las mismas coordenadas geográficas. Estaciones ubicadas en otras cuencas. Estaciones mal georeferenciadas. Estaciones con nombre y coordenadas parecidas pero con diferente altitud. 3.2. Evaluación y clasificación de las estaciones De acuerdo al análisis de las series de datos, para nuestro estudio se decidió utilizar todas las estaciones que contengan información entre los años 1970 a 2005, tratando de no descartar aquellas estaciones, que aunque no reúnen la longitud total de registro, si contiene suficiente información como para obtener estadísticas importantes, sobre todo en aquellas zonas donde la distribución es deficiente (Cuadro 1). Estas estaciones están clasificadas de acuerdo a la información que contenga, dándole un rango de confianza según el tamaño de la serie y la calidad de los datos. 30 Series de 20 años o más se consideraron como de primera clase si tiene un buen registro y calidad de datos. Series de 10 a 20 años como datos de segunda clase pero de buena calidad. Datos provenientes de series inferiores a 10 años se consideraron como de referencia para zonas en donde no exista información (Mapa 2 y 3). Cuadro 1: Estaciones meteorológicas analizadas de las regiones climáticas Norte y Pacífico Norte de Costa Rica. Período: 1970-2005 Latitud Norte Longitud Oeste Río San Juan 10º 19" 84º 11" 500 69512 Río San Juan 10º 11" 84º 23" 1736 Santa Clara 69579 Río San Juan 10º 21" 84º 31" 170 S. Jorge,Los Chiles 69591 Río San Juan 10º 42" 84º 40" 55 Coopelesca 69609 Río San Juan 10º 19" 84º 23" 650 Ciudad Quesada 69510 Río San Juan 10º 18" 84º 25" 650 Finca El Ensayo 69594 Río San Juan 10º 57" 85º 24" 610 Upala 69538 Río San Juan 10º 52" 85º 04 60 72101 R. Península de Nicoya 10º 09" 85º 27" 120 72106 R. Península de Nicoya 10º 50" 85º 37" 315 Paquera 72111 R. Península de Nicoya 09º 49" 84º 56" 15 Santa Cruz 74003 Río Tempisque 10º 16" 85º 35" 54 La Guinea 74006 Río Tempisque 10º 25" 85º 28" 40 Liberia, Aerop. Daniel Oduber Q. 74020 Río Tempisque 10º 36" 85º 32" 80 Hacienda la Flor 74021 Río Tempisque 10º 39" 85º 32" 50 Tilarán 76002 Río Bebedero 10º 29" 84º 56" 562 Tierras Morenas 76006 Río Bebedero 10º 34" 85º 02" 695 Ingenio Taboga 76041 Río Bebedero 10º 22" 85º 12" 10 Monteverde 78002 Río Abangares 10º 18" 84º 48" 1460 Puntarenas 78003 Río Abangares 09º 59" 84º 46" 3 S. Miguel de Barranca 80002 Río Barranca 10º 00" 84º 42" 140 82007 R. Jesús María 09º 51" 84º 36" 40 Nombre Número de la estación S. Miguel,Sarapiquí 69506 Zarcero A:E.A. Nicoya, Extensión Agricola Santa Rosa, Parque Nacional Lagunillas Cuenca Fuente: Elaborado a partir de la Nomina de estaciones Meteorológicas, Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009. 31 Altitud (msnm) Mapa 2. Distribución de estaciones meteorológicas: Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 32 Mapa 3. Distribución de estaciones meteorológicas. Región Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 3.3 Análisis de la información de las estaciones meteorológicas Para el tratamiento estadístico de la información de las estaciones meteorológicas y el control de calidad de los datos, se analizó la longitud de la serie, la cantidad de datos faltantes, el período temporal y la calidad de la información recopilada. En otras palabras que tenga representatividad, calidad, extensión y permanencia en el tiempo. Los registros deben ser llevados a un formato quincenal, eliminando y analizando los datos dudosos. Para el análisis de los datos faltantes, se utilizó el cálculo estadístico de relleno con la mediana, quedando de esta forma completados los vacíos que tuviera la serie de datos por quincena. Todo este proceso se realizó por medio de un programa estadístico elaborado por la 33 Unidad de Cómputo del Instituto Meteorológico Nacional. Dicho programa tiene como nombre “lluvia quincenal”. Además del relleno con la mediana, también se estudiaron aquellas estaciones en donde existen problemas de distribución de lluvias acumuladas, entre otros. El procedimiento estadístico para el cálculo de la precipitación, se hizo partiendo de la lluvia diaria, hasta formar totales quincenales a razón de dos quincenas por mes, una primera con un valor fijo de 15 días y la segunda quincena con un valor variable de 13 o 14 días en los años bisiestos y de un valor de 13 días a 16 días sujeto a si el mes es de 28, 30 o 31 días. 3.4. Programas y tratamiento de datos 3.4.1. Precipitación Luego de estudiar las series de datos, se analizó la precipitación, que es uno de los elementos de mayor variabilidad para nuestro país y básico para el balance hídrico quincenal consecutivo. Una vez seleccionadas las estaciones correspondientes a cada región climática, se analizaron los registros de los datos meteorológicos de cada una de ellas y se seleccionaron las estaciones que reunieran las siguientes características: Representación del área de estudio Series de precipitación confiables Series de precipitación entre 10 y 30 años Períodos de precipitación quincenal actualizados al 2005 34 Debido a que la densidad de las estaciones meteorológicas es escasa y en muchos de los casos la cantidad de días con datos faltantes es grande, se decide analizar cada una de ellas para tratar de no discriminar, y además, utilizar el criterio de “no eliminar los años con meses faltantes, pero sí los meses que tuvieran más de dos días de datos faltantes” (Castro, 1985). Los datos quincenales faltantes fueron estimados por medio de tres métodos: a. Uso de datos de estaciones cercanas y con las mismas características geográficas. b. Uso de la mediana para rellenar datos faltantes. c. Aplicación del programa lluvia quincenal con relleno. 3.4.1.1. Programa de lluvia quincenal con relleno En general el programa de lluvia quincenal tiene los siguientes procesos: 1. Generar totales quincenales de precipitación. 2. Cálculo de la mediana y relleno de datos faltantes. 3. Exportación de la información Proceso 1: Generar totales Quincenales Los totales quincenales de precipitación se generan, a partir de los valores diarios. La información procesada, es almacenada en una tabla en la cual se detalla: la cuenca, número de la estación, el año, y los valores totales de cada quincena para cada uno de los meses (Figura 1). 35 Figura 1 Programa para el cálculo de la mediana. Fuente. Instituto Meteorológico Nacional, 2003 Los valores acumulados de precipitación diaria se toman en cuenta cuando cumplan con las siguientes condiciones: Que no sean acumulados mensuales. Que el valor acumulado se presente en una misma quincena. Si faltan más de tres valores en una quincena se asigna el valor -9 al total de la quincena. Entendiéndose el -9 como un código aleatorio internacional que indica al usuario ausencia de datos. Este código se establece de acuerdo a las directrices de cada institución meteorológica de cada país y puede ser -9, -99 o el que se asigne. 36 Proceso 2: Cálculo de la mediana y relleno de datos faltantes. Para la generación de la mediana se toma la información almacenada en la tabla respectiva, los datos se ordenan de acuerdo a su registro, luego se determina el valor central de la serie (mediana). Si el número de datos es par, existirán dos valores centrales, entonces la mediana se obtiene haciendo el promedio de ellos (Figura 2). El valor obtenido se sustituye por los valores faltantes (-9), en la tabla final de resultados. Figura 2. Resultado del cálculo de la mediana por quincena. Estación Meteorológica Aeropuerto Daniel Oduber Q., Liberia. Instituto Meteorológico Nacional, 2003 Fuente. Instituto Meteorológico Nacional 37 Proceso 3: Exportación de la información La información obtenida en los procesos 1 y 2, puede ser exportada de la Base de Datos del Instituto Meteorológico Nacional, en un formato ASCII, y ser utilizada en el cálculo de Balance Hídrico (Figura 3 y 4). Software utilizado: Base de datos: Oracle 8.0 Developer 2000, Oracle. Forms [32 Bit] Version 6.0.5.0.2 Oracle Query Builder 6.0.5.6.0 Figura 3: Extracción de la lluvia quincenal de la Base de datos del IMN, 2003 Fuente. Instituto Meteorológico Nacional, 2003 38 Figura 4 Pasos para exportar los datos desde la Base de datos del IMN, 2003. Fuente. Instituto Meteorológico Nacional, 2003 39 3.4.2. Temperatura: Uno de los insumos necesarios en la aplicación del balance hídrico es la temperatura. Esta nos permite calcular la evapotranspiración, por lo cual la Unidad de Cómputo del Instituto Meteorológico Nacional, elaboró un programa denominado “Temperatura por quincena”, en el cual se analizan las estaciones climatológicas que registran este parámetro (Cuadro 2). Se seleccionaron estaciones que además de registrar la precipitación también midieran la temperatura del aire y que se ubican dentro del área de estudio. De la Base de datos del Instituto Meteorológico Nacional, se extrajeron las temperaturas máximas, mínimas y medias con series similares a las de la precipitación y aquellas con registros de por lo menos 5 años, para aquellos lugares en los cuales no se dispone de registros más extensos. Cuadro 2: Estaciones meteorológicas analizadas de las regiones climáticas del Norte y Pacífico Norte de Costa Rica que miden temperatura. Período 1970-2005. Nombre Número de la estación Cuenca Latitud Norte Longitud Oeste Altitud (msnm) Santa Clara 69579 Río San Juan 10º 21" 84º 31" 170 Coopelesca 69609 Río San Juan 10º 19" 84º 23" 650 Finca El Ensayo 69594 Río San Juan 10º 57" 85º 24" 610 La Guinea 74006 Río Tempisque 10º 25" 85º 28" 40 Liberia, Aeropuerto Daniel O. 74020 Río Tempisque 10º 36" 85º 32" 80 Tilarán 76002 Río Bebedero 10º 29" 84º 56" 562 Ingenio Tobaga 76041 Río Bebedero 10º 22" 85º 12" 10 Puntarenas 78003 Río Abangares 09º 59" 84º 46" 3 S. Miguel de Barranca 80002 Río Barranca 10º 00" 84º 42" 140 Lagunillas 82007 Río Jesús María 09º 51" 84º 36" 40 Fuente: Elaborado a partir de la Nomina de estaciones Meteorológicas. Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009. 40 La metodología necesaria para aplicar a los registros de temperatura quincenales para calcular la Evapotranspiración potencial fue la siguiente: Aplicar una fórmula estadística para hacer la sumatoria de las temperaturas diarias, para obtener la temperatura de cada quincena, por año. Este proceso se aplicó igual para la temperatura máxima, mínima y media. Promedio quincenal que es la suma de los promedios quincenales divididos por el período de registro. Registros de temperaturas máximas, mínimas y medias para calcular la Evapotranspiración quincenal. Uso de datos de estaciones cercanas que posean registros y características geográficas semejantes. 3.4.3 Evapotranspiración potencial de Referencia Para cada estación meteorológica se procedió a estimar la evapotranspiración media quincenal por medio de la fórmula de Hargreaves (1981), debido a que incorpora indirectamente un término de radiación solar global. La radiación global incidente al tope de la atmósfera y la ubicación geográfica determinada, permiten calcular los milímetros diarios de agua que se evapora. Esta se expresa como la altura del agua equivalente en milímetros por día la cual es calculada en función del ángulo de hora solar. 41 Fórmula de Hargreaves (1981): 0,0075*0,18*Rta* Raíz (T max – T min)*(32+1,8*T med)*n1 Rta.: Radiación global Tmax.: Temperatura máxima Tmin.: Temperatura mínima Tmed.: Temperatura media n1: número de días de la quincena según corresponda 0.0075, 0.18, 32 y 1.8: Constantes Para aplicar esta fórmula la Unidad de Cómputo del Instituto Meteorológico Nacional (IMN), elaboró un programa que analiza los registros de temperatura máxima, mínima y la media diaria de cada estación tanto de la base de datos del Instituto Meteorológico Nacional (IMN), como de varias estaciones del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), para obtener la evapotranspiración potencial media de referencia en forma quincenal, por medio de esta fórmula. 3.4.4. Capacidad de campo: Para la ejecución del balance hidrológico quincenal uno de los datos de entrada es la capacidad de campo. Para este análisis la capacidad de campo se interpreta como la interacción que se da entre la oferta de agua, (que se filtra y la que retiene el suelo), y la demanda de agua que (depende de la evapotranspiración que se producen en el suelo y las plantas), lo que representa el balance entre el agua que se filtra y la que se evapora. 42 La Capacidad de Campo se determina mejor en el campo midiendo su contenido de agua en el suelo, o como lo interpretan los expertos en las ciencias agrarias con la siguiente expresión: “Un suelo está a capacidad de campo si se siente muy húmedo al contacto con las manos” (Herrera, W. 1985). Para determinar y aplicar la capacidad de campo para cada estación meteorológica, se necesita conocer las características del suelo en el lugar, lo cual fue muy difícil, debido a que no existe un estudio detallado del perfil del suelo de cada estación. Por tal motivo, para el análisis se consultó la Oficina de Suelos del Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG), la cual suministró las muestras de archivos existentes y de áreas de influencia en los alrededores de las estaciones meteorológicas. La información contenía la capacidad de campo delimitado a un tercio de atmósfera, el punto de marchitez permanente y el porcentaje de agua útil. La utilización de estos datos permite comparar y establecer un parámetro para aplicar en el balance hídrico quincenal. Se decide realizar varios cálculos de valores de capacidad de campo en 5 estaciones meteorológicas. Estos valores van cada 25 mm, entre 150 hasta los 300 milímetros, para ver como varían los datos generados del balance hídrico, con respecto al valor de 200 mm utilizado como base en esta investigación. Retana (2003), señala al respecto de la capacidad de campo, que para el análisis tomó información de varias fuentes del Departamento de Recursos Naturales del Ministerio de Agricultura y Ganadería y que en algunas zonas se compararon los datos con información puntual, lo que demuestra la limitación que existe con referencia a estos datos. 43 Debido a esta situación se decide tomar como base un promedio de capacidad de campo de 200 mm, ya que esta investigación se refiere a una caracterización climática general en las regiones. 3.4.5. Balance hídrico climático consecutivo Este programa se desarrolla basado en el modelo de balance hídrico de Thornthwaite (1948), modificado por Damario y Pascal (1977). Utiliza como factor determinante la situación hídrica, la cual se define como “el grado en que la demanda de agua, impuesta por la transpiración potencial es satisfecha por la humedad del suelo o por la misma precipitación según el modelo de balance hídrico”. Los valores negativos de esta variable significan que el aporte de agua no satisface la demanda, valores nulos indican que hay equilibrio entre oferta y demanda, y valores positivos se refiere a exceso de agua con respecto a la demanda. 3.4.5.1. Estimación del balance hidrológico quincenal Como datos de entrada el balance hidrológico quincenal requiere de: El nombre y el número de la estación. Precipitación quincenal de todos los años definidos. Evapotranspiración potencial quincenal. Capacidad de campo. Con la obtención de estos datos se empieza a correr el programa, en donde luego de introducir las variables mencionadas, el programa toma los datos de 44 precipitación y la evapotranspiración potencial para determinar los períodos de exceso o déficit de humedad en el suelo. Es necesario obtener la diferencia entre estas dos variables meteorológicas para explicar los valores negativos y positivos que resultan de este cálculo. Por ejemplo un valor negativo indica la cantidad de precipitación que falta para satisfacer las necesidades potenciales de agua del suelo y su vegetación. Valores positivos muestra la cantidad de agua que excede y asegura que en cierto período del año la recarga del suelo sea satisfecha por la oferta de agua. De su análisis se obtiene: El exceso medio quincenal de agua en el suelo. El déficit medio quincenal de agua en el suelo. La cantidad de agua que se evapora y transpira. La disponibilidad de humedad en el suelo. La situación hídrica. 3.5. Método de cálculo de quincenas secas, húmedas y de transición Es un método que se usa como patrón de comparación por su sencillez y facilidad de evaluar en ciertas condiciones. Herrera (1983), clasifica como quincenas secas o “períodos secos aquel en el que las situaciones hídricas mayores o iguales a cero tienen una probabilidad menor a 40% de humedad en el suelo” y sugiere además un período de transición clasificado como quincena de transición y que se define como aquellos períodos en los que la demanda de agua (ETP) no satisface plenamente la reserva de la humedad del suelo, para estas quincenas “se estableció que las situaciones hídricas mayores o iguales a cero se encuentran 45 con probabilidad entre 40 y 70%”, determina también una clasificación del período húmedo al que denomina quincenas húmedas y “estableció que las situaciones hídricas fueran iguales o mayores a 0 alcanzando una frecuencia igual o mayor a 70% de los casos” (Cuadro 3). Cuadro 3: Criterios para el cálculo de períodos quincenales Tipo de Quincena % De Situaciones Hídricas > 0 I = Índice*/ Quincena Húmeda > 70 > 1,5 Quincena Seca < 40 < 0,5 Quincena de Transición > 40 y < 70 > 0,5 y < 1,5 */Índice de la mediana Fuente: Herrera, 1983. “Enfoque Agro climatológico de períodos quincenales”. Nota Técnica sin publicar. Instituto Meteorológico Nacional. San José, Costa Rica Índice de la mediana: Para explicar este índice se analizó el monto de lluvia y se comparó con la cantidad de evapotranspiración potencial, que se define por la siguiente relación: I = P50% / ETP En donde: I: Rango que va de 0.1 hasta 8 aproximadamente P50%: Probabilidad de 50% o valor medio de la lluvia quincenal. ETP: Evapotranspiración potencial Es importante resaltar que un valor de I igual a 0.5 significa que la lluvia que cae en una determinada quincena como valor medio solo representa 50% de la demanda de evapotranspiración, o sea es un signo de deficiencia. Un valor de 5 indicaría que las lluvias exceden en 5 veces la evapotranspiración. 46 3.5.1. Quincena Seca: Lo que hace que una quincena se considere seca, es la cantidad de casos de situaciones hídricas que tiene una probabilidad menor de 40% de humedad en el suelo, el problema radica en definir cuál es el valor umbral de precipitación, bajo el cual un período se dice seco. El valor umbral debe ser propio para cada región y también para cada actividad humana. Esto provoca que se den tantas definiciones como lugares o actividades existan. Fórmula de la Quincena Seca: QS = [P (SH < 0,40)] En donde: QS: Son las Quincenas Secas P: Probabilidad SH: Son las Situaciones Hídricas Para determinar el grado de severidad de una quincena seca se aplica el Índice (I) o valor mediano de la precipitación quincenal. 3.5.2. Quincena Húmeda: Para la quincena húmeda se establece que las situaciones hídricas sean iguales o mayores a cero. Y donde de acuerdo al modelo de balance hídrico de todas las quincenas que se analicen del historial de cada estación, existan por lo menos más de un 70% de los casos con situaciones hídricas favorables. Esto significa que de 100 quincenas, el 70% establecen un equilibrio o exceso 47 entre la evaporación de referencia (demanda) y humedad del suelo (oferta). Este rango se fija porque en las actividades agrícolas siempre hay un grado de riesgo de tipo climático y en términos generales 7 quincenas con situaciones hídricas favorables de un total de 10 representa una condición que el agricultor pueda manejar. Fórmula de la Quincena Húmeda: QH = [P (SH 0) 0,70] En donde: QH: Son la Quincenas Húmedas P: Probabilidad SH: Son las Situaciones Hídricas Si se analiza la serie de datos de las situaciones hídricas y se nota que 70% o más de ellas igualan o sobrepasan el valor de 0, estaríamos frente a un período húmedo. Pero no sabríamos que tan húmedo es. Para determinar que tan húmeda es una quincena se aplica el Índice (I) o valor mediano de la precipitación quincenal a una probabilidad de 50% citado anteriormente en Índice de la mediana. 48 3.5.3 Quincena de Transición: Se refiere a aquellos períodos en los que la demanda de agua es satisfecha a medias, por la reserva de la humedad del suelo. Para determinar una quincena de transición. Se estableció que las situaciones hídricas mayores o iguales a cero se encuentren con probabilidades entre 40 y 70%. Al igual que para las quincenas secas y húmedas el índice I pondera si la quincena es de transición con una intensidad baja, media o alta. Fórmula de la Quincena de Transición: QT sí 0,4 > P SH 0,70 En donde: QT: Quincenas de Transición P SH: Probabilidad de Situaciones Hídricas. 3.6. Una Interpretación y edición de mapas vez calculadas todos los balances hídricos de cada estación meteorológica, se procede a hacer un conteo de las situaciones hídricas, positivas y negativas que se generaron en cada uno de ellos y con el resultado se calcula las quincenas según el rango establecido por Herrera (1983). 49 Es importante resaltar que para poder generar esta información se tiene que correr el balance hídrico y además, realizar aplicaciones en una hoja de cálculo que nos genera un valor de quincena. Con estos datos, se genera una tabla alfanumérica con el software ARCVIEW 3.2, obteniendo una capa de información digital que nos permite ver la distribución de las estaciones y a su vez, el valor de la quincena de acuerdo a la variable que se analiza. Con dicha información se construyen los mapas temáticos por quincenas. Para el análisis de los mapas en el SIG, se integra la información espacial, cartográfica y los datos alfanuméricos de las estaciones meteorológicas que conforman el estudio. Con lo cual se puede desarrolla un sistema de consulta diseñado para trabajar los atributos de las estaciones meteorológicas, que tenga la posibilidad de poder modificar e incorporar cualquier elemento nuevo que surja en el análisis de las quincenas y su aplicación. Para la realización de los mapas se elaboran tres coberturas de quincenas, en este caso: seco, húmedo y de transición. Estas coberturas corresponden a isoyetas trazadas a escalas entre x – x1 (rango de la isoyeta). Es importante resaltar que para este análisis, se debe tener conocimiento de la topografía de la zona en análisis, así como del comportamiento dinámico de las variables meteorológicas que se analizan en este trabajo. 50 CAPITULO IV 4. UBICACIÓN DE COSTA RICA Y ÁREA DE ESTUDIO 4.1. Ubicación geográfica de Costa Rica La localización de Costa Rica es entre los 08º y 11º latitud Norte y entre los 83º y 86º longitud Oeste. Con una superficie de 51 100 km2 . Por la posición inclinada del eje imaginario de la Tierra respecto al Sol, se origina la existencia de los trópicos y de los círculos polares. Por lo tanto según las latitudes mencionadas y debido a la inclinación, el país se ubica prácticamente en el centro de la zona intertropical, también denominada Zona Cálida. Esto explica por qué dominan en el país los climas con temperaturas elevadas. Aunque sabemos que él pertenece a la Zona Intertropical, hay factores que diversifican las características del o los tipos de climas en Costa Rica. Por su posición geográfica con una latitud promedio de 10° Norte, lo caracteriza por tener un clima tropical lluvioso gran parte del año y el tropical seco más estacional para la Vertiente Pacífica y un clima tropical lluvioso durante todo el año para la Vertiente del Caribe. El país presenta límites naturales, hacia el Noreste-Este el Mar Caribe; al SurOeste el Océano Pacífico, con Panamá (Sureste), y con Nicaragua (al Norte). Hacia el Caribe se aprovecha como límite parte del Río San Juan, pero el centro y el Oeste de este límite tiene un trazado matemático, al igual que en la Cordillera de Talamanca al Sureste con Panamá. Políticamente se divide en siete provincias: Guanacaste, Puntarenas, Alajuela, Heredia, San José, Cartago 51 y Limón. La gran mayoría de su población se concentra en el Valle Central; donde están ubicadas las principales ciudades provinciales del país: San José, Alajuela, Cartago y Heredia, con 3 101 874 millones de habitantes, frente a un total nacional de 4 159 757 habitantes (Cuadro 4). CUADRO 4 COSTA RICA: ÁREA Y POBLACIÓN POR PROVINCIA, 2004 Unidad Territorial Costa Rica Área (km2) Población(*) 51 100.00 4 159 757 San José 4 965.90 1 462 517 Alajuela 9 757.53 783 116 Cartago 3 124.67 469 982 Heredia 2 656.98 386 259 Guanacaste 10 140.71 288 448 Puntarenas 11 265.69 393 226 9 188.52 376 209 Limón Fuente: Imprenta Nacional, Dirección General. División Territorial Administrativa de la República de Costa Rica, 6ª edición 2007. San José, Costa Rica. Costa Rica es un país eminentemente montañoso, que se orienta de Noroeste a Sureste. Se inicia en la parte Norte por el alineamiento de las Cordilleras de Guanacaste, Tilarán, Central y finalizando la Cordillera de Talamanca. Estas cadenas montañosas son discontinuas y están interrumpidas por pasos o depresiones que progresan en altitud de Norte a Sur, siendo el Cerro Chirripó con 3 820 msnm y el Cerro Kámuk con 3 564 msnm, ubicados en la Cordillera de Talamanca, las cimas más altas del país. 52 Este eje montañoso divide al país en dos fachadas: la Vertiente Caribe y la Vertiente Pacífica. Esta división se ve interrumpida o separada por una depresión tectónica, producto del descenso de bloques, llamada Valle Central, es una cuenca con una altitud media de 1 000 msnm que sirve como vía natural de comunicación entre el Océano Pacífico y el Mar Caribe (Mapa 4). 53 Mapa 4. Mapa Físico de Costa Rica con la ubicación geográfica en Centroamérica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 54 Este eje montañoso que divide al país, se localiza más cerca de la costa del Pacífico que del Caribe, lo que explica las distancias cortas que hay entre la cordillera y el Océano Pacífico. Estas distancias van de no menos de 45 km en el Pacífico y 70 km hacia el Mar Caribe. Lo que genera cambios desde el nivel del mar hasta los 3 820 msnm, con topografías muy abruptas hacia el Pacífico y más planas hacia el Caribe (Mapa 5). Mapa 5. Geoformas de Costa Rica. Fuente: Basado en el Altas Didáctico de Costa Rica, Jitan, 1999. Modificado por el Instituto Meteorológico Nacional, 2009. 55 4.2. 4.2.1. Ubicación del Área de estudio Región Pacífico Norte Se localiza en el noroeste del país. Comprende la provincia de Guanacaste y los cantones de Esparza y Montes de Oro de la provincia de Puntarenas, y los cantones de Orotina y San Mateo de la provincia de Alajuela (Mapa 6). Mapa 6. Ubicación geográfica de la Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 56 Desde el punto de vista fisiográfico puede dividirse en tres regiones: 1. La continental que está constituida por las Cordilleras de Guanacaste y Tilarán en el Noreste. 2. El valle o depresión del río Tempisque en el centro de la región. 3. La sección peninsular constituida por Nicoya y Santa Elena (Mapa 7). Mapa 7. Unidades Fisiográficas de la Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: IMN, 2008. Clima, Variabilidad y Cambio Climático en Costa Rica 57 4.2.1. Región Norte Se localiza al Norte del país, frontera con Nicaragua y el río San Juan. Al Sur limita con la Cordillera Volcánica Central, al Oeste con la cordillera de Guanacaste y la de Tilarán. El río Chirripó forma el límite convencional este entre la región Norte y la del Caribe Norte. Es una zona de extensas llanuras y piedemonte (Mapa 8). Mapa 8. Ubicación geográfica de la Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 58 Según Bergoeing (1998), la región forma parte fisiográficamente de la unidad estructural denominada Fosa de Nicaragua, que comprende toda la Región Norte, desde el Lago de Nicaragua, hasta el Caribe Sur del país (zona de extensas llanuras). Una segunda unidad estructural formada por las Cordilleras Volcánicas de Guanacaste y la Central, así como la de Tilarán, con pendientes pronunciadas forman el piedemonte y grandes abanicos aluviales (Mapa 9). Mapa 9. Unidades Fisiográficas de la Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009. 59 CAPITULO V 5. ASPECTOS FISIOGRÁFICOS 5.1. Región Pacífico Norte 5.1.1. Rasgos del relieve La Región del Pacífico Norte tiene dos grandes unidades topográficas: la Cordillera Volcánica de Guanacaste y la Cordillera Volcánica de Tilarán. Además del eje montañoso costero, que corre paralelo a la costa (Mapa 10). Mapa 10. Geoformas de la Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Basado en el Altas Didáctico de Costa Rica, Jitan, 1999. Modificado por el Instituto Meteorológico Nacional, 2009 60 Los sistemas montañosos están orientados de Noroeste a Sureste, iniciando con la Cordillera Volcánica de Guanacaste, seguida por la de Tilarán. Son montañas discontinuas e interrumpidas por pasos o depresiones. Este eje montañoso cumple una función de divisoria de aguas, al separar los ríos en dos fachadas: la Vertiente del Pacífico y la Subvertiente Norte. La presencia de esta cordillera volcánica es de gran importancia, ya que juega un papel de barrera natural frente a los vientos Alisios del Noreste. El eje costero constituye las tierras más antiguas de Costa Rica, y va paralela a la costa del Pacífico, se concentra en las penínsulas. Destacan los cerros ubicados en Santa Elena y Nicoya, que no sobrepasan los 1 000 msnm. Por su posición protege la vertiente Noroeste de Guanacaste y Tilarán de los vientos de orientación Suroeste provenientes del Pacífico. La forma que presentan estos cerros varía por el clima que es tropical seco con precipitaciones escasas y concentradas en varios meses. Con muy poca vegetación y expuestas al efecto del viento, por eso son redondeados y de pendientes leves o pronunciadas. El sector Central (comprende el Valle del Tempisque) inicia en el Golfo de Nicoya que separa la península del mismo nombre del resto del país. En este sector, el desarrollo de las llanuras litorales es menos pronunciado, entre Puntarenas y Punta Judas. 61 5.1.2. Generalidades hidrográficas Costa Rica cuenta con una gran riqueza hídrica, la que obedece a aspectos como las características geográficas, topográficas y climáticas. La Región Pacífico Norte, tiene una red fluvial muy importante para el país, algunos de sus ríos se utilizan para la generación de energía hidroeléctrica o para el riego. Las precipitaciones normalmente se ausentan por cinco y hasta siete meses, lo que provoca un déficit de humedad que puede contribuir con la disminución de la producción agrícola, sino se toman medidas pertinentes. Los ríos llegan a tener una reducción del caudal durante la época seca, entre los meses de enero a abril e inclusive hay algunos que pierden su caudal como el Orosí. El período de mayor caudal corresponde a los meses que van desde mayo a noviembre que es la estación lluviosa, principalmente por la acción de fenómenos meteorológicos como las tormentas tropicales. Se da un incremento de las precipitaciones que es superior a la capacidad de drenaje de los ríos provocando inundaciones, situación que se ve agravada debido a la deforestación en las márgenes de los ríos y la basura arrojada en sus cauces (Mapa 11). La red hidrográfica se divide en tres grandes grupos: ríos de la Cordillera Volcánica de Guanacaste, ríos de la Península de Nicoya y ríos de la Cordillera de Tilarán. El primer grupo se caracteriza porque todos sus afluentes nacen en los flancos de los volcanes de las cordilleras y de las serranías de Nicoya y desembocan en el Golfo de Nicoya, donde constituyen un estuario poco profundo. 62 Mapa 11. Microcuencas de la Región del Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Microcuencas del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE); 2009 63 El único río del sector que drena sus aguas hacia el lago de Nicaragua es el río Sapoá, que nace en los flancos del Volcán Orosí. Del segundo grupo que son los ríos de la Península, se caracterizan por tener un sistema fluvial casi rectilíneo que sigue el trazado de los grandes accidentes, son cortos y profundos, esto se debe a la cercanía de las montañas a la costa. El río Morote es el único que lleva sus aguas al Golfo de Nicoya, forma en su desembocadura un delta con manglar. El último grupo constituidos por los ríos de la Cordillera de Tilarán son trazados casi rectilíneos, poseen lechos profundos en sus cursos inferiores. Estos ríos también sufren una merma en sus caudales durante la época seca. 5.1.3. Marco geológico La región del Pacífico Norte es donde se encuentran las rocas más antiguas de Costa Rica. Los materiales rocosos se pueden agrupar en tres unidades principales: rocas del Complejo de Nicoya, depósitos coluviales y depósitos aluviales (Mapa 12). 5.1.4. Características geomorfológicas Se pueden distinguir las siguientes unidades geomorfológicas: terrenos planos de muy poca pendiente, terrenos planos ligeramente inclinados, terrenos de baja pendiente pero con cierta ondulación, morfología abrupta con pendiente fuerte (Mapa 13). 64 Mapa 12. Geología de la Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Atlas Costa Rica 2008, Instituto Tecnológico de Costa Rica 65 Mapa 13. Geomorfología de la Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Atlas Costa Rica 2008, Instituto Tecnológico de Costa Rica 66 5.1.5. Tipos de suelos La formación de suelos es el resultado de la interacción de factores como el clima, relieve, material parental, organismos y el período de tiempo que ha tenido este suelo para evolucionar. Cuenta con una gran variedad en su geografía, lo que permite se pueda desarrollar un sin número de actividades socioeconómicas en ellos. Taxonómicamente y según estudios realizados por el Ministerio de Agricultura y Ganadería se puede distinguir 8 clases de suelos. De esas ocho clases en la zona de estudio están presentes los siguientes: Alfisoles, Andisoles, Entisoles, Histosoles, Inceptisoles, Mollisoles, Ultisoles y Vertisoles (Mapa 14). 5.1.6. Cobertura de la Tierra Para las regiones en estudio es importante conocer la distribución de la cobertura de la tierra, esto con el fin de caracterizar tipos de cultivos predominantes en estas regiones, como estos se ven influenciados por el clima y ayudan a la infiltración del agua en los suelos. La región Pacífico Norte se caracteriza por su gran diversidad agrícola, gracias a la fisiografía de la zona, siendo que en las partes altas de la cordillera predominan las coberturas de bosque primario y secundario; en el valle del Tempisque se encuentran cultivos anuales, como arroz, sorgo, melón y sandía, así como cultivos permanentes como caña de azúcar, plantaciones forestales, grandes extensiones de pastos para la ganadería de carne principalmente. En las zonas costeras el predominio de la cobertura es de bosque secundario, charrales y tacotales, plantaciones forestales y un gran desarrollo urbanístico. Es importantes resaltar que esta es una de las zonas más deforestadas del país y de las cuales la cobertura forestal esta en regeneración (Mapa 15). 67 Mapa 14. Tipos de suelos de la Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Ministerio de Agricultura y Ganadería, 1996 68 Mapa 15. Cobertura de la Tierra de la Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 69 5.1.7. Climatología de la región El presente análisis se basa en información meteorológica registrada de las estaciones ubicadas en esta región, que van desde 1970 al 2005. De acuerdo a las unidades fisiográficas, existen estaciones meteorológicas ubicadas a diferentes altitudes, como son: Montezuma, Tilarán y Monteverde con altitudes que oscilan entre los 500 a los 1 500 msnm en la zona montañosa; Ingenio Taboga y Nicoya, Extensión Agrícola que oscilan entre los 10 a los 120 msnm, la distribución de estas últimas se concentran principalmente en la cuenca del Valle del Tempisque. En la sección peninsular las estaciones meteorológicas son muy pocas y dispersas, como son las estaciones de Puntarenas y Playa Panamá con altitudes que oscilan entre los 3 a los 15 msnm en la costa y hacia el Norte la estación de Santa Rosa con una altitud de 315 msnm ubicada en el Parque Nacional Santa Rosa (Figura 5). 2611 mm 2500 2000 1483 2065 1957 2032 1672 1597 1500 1200 900 600 1500 msnm 3000 PERFIL DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS SEGÚN ALTITUD (msnm) VRS PRECIPITACIÓN ANUAL (mm) 300 0 1000 Precipitación anual (mm) Altitud (m) Figura 5. Perfil de estaciones meteorológicas según la altitud (msnm) y precipitación anual (mm).Período 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 70 Según, Tosi, J. (1969) y Holdrigde (1979), la región tiene una zona de vida que se clasifica en un Bosque Seco Tropical y de transición a húmedo y Bosque Húmedo Tropical hacia la parte de la península. El sistema de vientos Alisios influye sobre todo el país y se relaciona con los aportes de la precipitación. En el Pacífico Norte el flujo Alisio aumenta su velocidad durante los meses de diciembre a abril y durante julio y agosto, lo que coincide con la estación seca y con los “veranillos” del Pacífico. Otros flujos de vientos que influyen en la región son los Oestes Sinópticos y los Oestes Ecuatoriales, que son consecuencias de la presencia de disturbios de origen ciclónico (huracanes o tormentas tropicales) en el Mar Caribe, que pueden originar temporales. También existen los sistemas de vientos de mesoescala de ciclo diurno, con componente del Oeste y que influyen en el régimen lluvioso durante los meses de mayo a octubre. Finalmente tenemos la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT), influyendo en la producción de lluvias durante estos meses. Según Zarate (1979), la Vertiente del Pacífico y sus valles pueden ser subdivididas en seca y húmeda. Del paralelo 10º hacia el norte, podría ubicarse el Pacífico Seco (Pacífico Norte), y por lo tanto al Sur de ese paralelo se ubica el Pacífico Húmedo. Tal subdivisión obedece a que los Oestes Ecuatoriales por lo general alcanzan más temprano en el año la Zona Sur del país y se alejan más tardíamente, lo que explica en gran parte la estación lluviosa del Pacífico. Por tal razón se hizo costumbre denominar la parte Sur del Pacífico de Costa Rica, como Pacífico Húmedo, por tener una estación lluviosa más prolongada que el Pacífico Norte, y a esta última región de nuestro análisis, como Pacífico Seco. La zona tiene un régimen de precipitaciones del Pacífico, que se caracteriza por tener una estación lluviosa y una estación seca bien definidas. La lluviosa se extiende desde abril a noviembre, considerándose abril y noviembre como los 71 meses de transición. El primer máximo se presenta en el mes de junio, al intensificarse los vientos Suroestes que al interactuar con la topografía provocan tormentas y fuertes aguaceros. Entre julio y agosto la precipitación desciende considerablemente, al intensificarse los vientos Alisios presentándose el veranillo de San Juan y en algunos años se ha experimentado un déficit hídrico, asociado con el fenómeno de El Niño. De setiembre hasta noviembre se reanuda la estación lluviosa, registrando máximos entre setiembre y octubre. Esto a causa de la interacción con la orografía de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT), que se asocia con eventos ciclónicos. La estación seca se extiende de diciembre a marzo, donde se vuelven a acelerar los vientos alisios, que dejan su humedad a barlovento y pasan secos a sotavento, por lo cual solamente en los pasos de montaña y sus partes altas se pueden ver afectados con lloviznas. La zona montañosa de esta región tiene un comportamiento similar (tipo Pacífico) con un promedio de 1 800 a 2 700 mm anuales (Figura 6). El promedio anual de días con lluvias varía entre ocho y 12 por mes (Cuadro 5 y Mapa 16). 72 PROMEDIOS ANUALES DE PRECIPITACION (mm) PACIFICO NORTE Milímetros (mm) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Figura 6. Precipitación promedio anual (mm).Período: 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009. Cuadro 5 Precipitación anual y promedio anual de días con lluvia Región climática del Pacífico Norte, Costa Rica. Período 1970-2005 Promedio Altitud Precipitación anual de días Estaciones meteorológicas (msnm)** Anual (mm)* con lluvia Santa Rosa 1 483 9 315 Liberia, Aeropuerto Daniel O. 1 597 8 80 Nicoya Extensión Agrícola 2 065 9 120 Paquera 1 957 8 15 Puntarenas 1 672 9 3 San Miguel Barranca 2 032 9 140 Monteverde 2 611 18 *mm: milímetros. Un milímetro es igual a un litro de agua por m 1 460 2 **msnm: metros sobre el nivel del mar Fuente: Elaborado a partir de información de la Base Datos. Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009. 73 A B Mapa 16. Precipitación promedio anual (A); Promedio Anual de Días con lluvia (B). Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 74 Los meses más lluviosos para esta región son setiembre y octubre. En setiembre la precipitación varía entre 310 a 426 mm, y en el mes de octubre oscila entre 276 a 427 mm. Con un promedio mensual entre 17 y 24 días con lluvia por mes. En los meses de enero a abril la precipitación promedio mensual varía entre 0.0 a 56,9 mm, con un promedio mensual entre cero a 18 500 400 300 200 100 0 14 7 0 2 0 0 E A F M A M J J Precipitación A S O N D Días con lluvia >=1,0mm CLIMOGRAMA PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DÍAS CON LLUVIA (>= 1mm) ESTACIÓN: EXTENSIÓN AGRÍCOLA DE NICOYA PERÍODO: 1970‐2005 20 500 400 16 13 19 15 20 13 300 15 200 B 10 8 100 0 E F 0 4 2 1 5 2 0 M A M J J Precipitación A S O N D Días con lluvia >= 1,0mm CLIMOGRAMA PRECIPITACIÓN PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DIAS CON LLUVIA (>= 1 mm) ESTACIÓN: MONTEVERDE PERIODO: 1970‐2005 722 Milímetros (mm) 500 23 24 23 25 24 18 400 300 20 20 14 17 11 200 8 8 15 10 100 C 5 0 0 E F Número de días (>=1mm) Milímetros (mm) 10 10 20 15 10 5 2 0 17 12 Número de días (>=1mm) CLIMOGRAMA PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DÍAS CON LLUVIA (>=1mm) ESTACIÓN: AEROPUERTO DANIEL ODUBER (LIBERIA) PERÍODO: 1970‐2005 M A M J Precipitación J A S O N Número de días (>=1mm) Milímetros (mm) catorce días con lluvia (Figura 7). D Días con lluvia >=1,0mm Figura 7. Precipitación promedio mensual (mm) y días con lluvia (>=1.0mm). Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación de Nicoya Extensión Agrícola (B); Estación Monteverde (C) Período 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 75 Las temperaturas media anual varía en la región Pacífico Norte entre 17.0 y 29.4 ºC, con muy poca variación mensual a través del año. Presentando temperaturas máximas promedio que van desde 20.0 a 40.0 ºC y las mínimas entre 9.0 y 23.9 ºC (Figura 8 y Mapa 17). TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC): MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACIÓN AEROPUERTO DANIEL ODUBER (LIBERIA) PERIODO: 1970‐2005 ºC 36 30 24 18 12 E F M A A M Max J J A Min S O N D Med TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC) : MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACION NICOYA EXTENCIÓN AGRÍCOLA PERÍODO: 1970‐2005 ºC 36 30 24 18 12 E B F M A M J Max J A S O Min N D Med TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC): MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACIÓN MONTEVERDE PERIODO: 1970‐2005 ºC 36 30 24 18 12 C E F M A M Max J J Min A S O N D Med Figura 8. Temperatura promedio mensual (ºC): máxima, mínima y media. Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación de Nicoya Extensión Agrícola (B); Estación de Monteverde (C). Período 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 76 BB A C Mapa 17. Temperatura máxima anual (A); Temperatura mínima anual (B); Temperatura media anual (C). Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 77 Según, el análisis que se presenta, la mayor cantidad de horas Sol se dan de enero a abril (8 a 10 horas diarias aproximadamente), coincidiendo con la estación seca, debido al movimiento aparente del Sol y la perpendicularidad de los rayos solares para esta estación. Mientras que en la estación lluviosa varía entre cinco a siete horas diarias. En cuanto la humedad del aire varía muy poco durante el año (60 a 87% aproximadamente), teniendo un promedio anual de un 73 % (Figura 9, Mapa 18) A B Figura 9. Humedad promedio mensual (%) y Brillo solar (horas). Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A); Estación Nicoya Extensión Agrícola (B). Período: 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 78 B A C Mapa 18. : Brillo solar medio de marzo (A); Brillo solar medio de junio (B); Brillo solar anual (C). Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 79 La evapotranspiración potencial de referencia anual del Pacífico Norte varía entre 1 100 a 2 000 mm (Mapa 19). Mapa 19: Evapotranspiración potencial de referencia media anual (mm). Región Pacífico Norte Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 80 En lo referente al viento en el período seco (noviembre a mayo) hay incursión de viento del Este y Noreste (Alisios), los que predominan en la mayor parte del día, desde las primeras horas hasta alcanzar un máximo al mediodía y su velocidad va disminuyendo a partir de las 17 horas. Entre mayo y junio se debilitan el viento del Este e incursiona la brisa del Pacífico (Oestes). En julio a agosto se restablece el viento del Este (Alisio) originando los “veranillos” o canículas. Para setiembre y octubre la segunda parte del período lluvioso vuelve a predominar el viento del Noroeste y Oeste, son vientos portadores de abundante nubosidad, disminuyendo la frecuencia de direcciones durante la noche, son vientos débiles y tienden a ser calmos. De noviembre a abril se presentan nuevamente los vientos Alisios, hay una mayor aceleración por los pasos de montaña y se tienen las mayores ráfagas que suelen ser mayores a 20 km/h (Figura 10) PROMEDIO MENSUAL VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h) ESTACIÓN AEROPUERTO DANIEL ODUBER (LIBERIA) PERIODO: 1974‐2004 A Km/h 22 16 10 4 E F M A M J J A S O D PROMEDIO MENSUAL VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h) ESTACIÓN PUNTARENAS PERIODO: 1970‐2000 B 8 Km/hrs N Veloc Dirección predominante: Este 6 4 E F M A M J J A S O Direccion predominante: Este N D Veloc Figura 10 Velocidad del viento promedio mensual (km/h). Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia (A), Período 1974-2004. Estación Puntarenas (B), Período 1970-2000. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 81 5.2. 5.2.1. Región Norte Rasgos del relieve Es una región donde predomina una extensa llanura, forma una faja ancha comprendida entre las cordilleras al Sur y la frontera con Nicaragua al Norte. Las cordilleras que rodean estas amplias llanuras en el Sur y Oeste son la Cordillera de Guanacaste, la de Tilarán y la Volcánica Central. Esta última tiene una posición más hacia el Norte y se compone de diferentes macizos volcánicos, que son más grandes en extensión y altitud, entre ellos están el Cerro Platanar con 2 138 msnm, el Volcán Poás con 2 704 msnm y Volcán Irazú con 3 432 msnm. Estas cordilleras se encuentran separadas por pasos y depresiones que favorecen el flujo constante de vientos, permitiendo la explotación de la energía eólica en algunos sectores. El contacto entre la llanura y las serranías volcánicas al Noroeste según su fisiografía son conos aplanados, que se integran al piedemonte. Según sus formas geomorfológicas se pueden dividir en las Llanuras de Guatuso y las de San Carlos principalmente (Mapa 20). 82 Mapa 20. Geoformas de la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Basado en el Altas Didáctico de Costa Rica, Jitan, 1999. Modificado por el Instituto Meteorológico Nacional, 2009 5.2.2. Generalidades hidrográficas El beneficio que obtiene el ser humano de los ríos es considerable, por eso la importancia y la necesidad de conocer las características de la red fluvial de la región. Esta se agrupa en dos grande secciones: los ríos que desembocan directamente en el Lago de Nicaragua y los ríos afluentes del San Juan. Los ríos que desembocan en el Lago de Nicaragua son ríos provenientes de la Cordillera Volcánica de Guanacaste. Sus trazados son cortos y con un régimen torrencial, los más sobresalientes son el Sapoá, Hacienda, El Pizote, Guacalito, 83 Zapote, y Chimaría. Los ríos Tenorio, Cote y La Muerte, son los principales afluentes del Río Frío, que constituyen el primer sistema hidrográfico de importancia regional y que baña las Llanuras de Los Guatusos. El segundo grupo son los afluentes del Río San Juan, nacen en las Cordilleras de Tilarán y Central, son profundos y torrentosos. Uno de los ríos de gran repercusión es el Arenal, que constituye junto a los ríos Peñas Blancas y Balsa el segundo sistema hidrográfico de la Llanura de San Carlos. Otros como son el Toro, Cuarto y Sucio que desembocan en el Río San Juan, tienen una gran capacidad de arrastre debido a sus grandes caudales y en el período de las crecidas cambian muchas veces de curso dejando meandros (es una curva sinuosa formada por un río en una llanura por falta de competencia) abandonados, próximos a la desembocadura. Estos ríos de la región tienen un flujo constante durante todo el año, sobre todo en lo que concierne al curso medio-inferior, con niveles freáticos muchas veces saturados por las precipitaciones que se registran durante el año (Mapa 21). 84 Mapa 21. Microcuencas de la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Microcuencas del Instituto Costarricense de Electricidad (ICE); 2009 5.2.3. Marco geológico La región tiene unidades estructurales bien definidas como son la Fosa de Nicaragua y las cordilleras. La Fosa de Nicaragua, que corresponde a la vasta llanura basal del Caribe y que pasa al Sur y al Suroeste del piedemonte de las Cordilleras de Guanacaste, Tilarán, y Central. Estas son del plio-cuaternario y la franja de Tilarán del vulcanismo Mioceno superior-Plioceno, que corresponde a la formación del grupo Aguacate (Mapa 22). 85 Mapa 22. Geología de la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Atlas Costa Rica 2008, Instituto Tecnológico de Costa Rica 5.2.4. Características geomorfológicas Son tierras principalmente llanas, con algunos sistemas de cerros o colinas de poca altitud, se extienden hacia el Norte hasta alcanzar el Lago de Nicaragua o el Río San Juan. Las llanuras bajas no forman una unidad homogénea de relieve plano, sino un mosaico de diferentes características entre varias secciones según sus altitudes y formas, que no sobrepasan los 500 msnm. Son el producto de la erosión proveniente de las montañas, de los materiales lanzados por los volcanes, como también por los cambios del nivel de los ríos. 86 Gómez (1986), menciona que esta región consta de la Llanura de Guatusos que va desde las estribaciones orientales del Volcán Orosí hasta los Cerros de la Mona y los Cerros Chaparrón y las Llanuras de San Carlos que van hasta el Río Chirripó (Mapa 23). Mapa 23. Geomorfología de la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Atlas Costa Rica 2008, Instituto Tecnológico de Costa Rica 5.2.5. Tipos de suelos Los suelos de la región Norte se caracterizan por ser arcillosos, fertilidad de media a baja, y presenta principalmente los órdenes Ultisoles e Inceptisoles. Los Inceptisoles son suelos con muy poco desarrollo, mal drenados y por lo general se presenta en regiones inundables, en los valles fluviales (aluvial). Se desarrollaron a partir de grandes depósitos de cenizas volcánicas, y debido a su 87 topografía y textura, son susceptibles a la erosión, por lo que presentan ciertas limitaciones para uso agrícola (latosol pardo rojizo). Los del orden Ultisol son suelos rojizos, profundos y arcillosos con buen contenido de agua durante el año, se presenta también en piedemonte (Mapa 24). Mapa 24. Tipos de suelos de la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Ministerio de Agricultura y Ganadería, 1996 88 5.2.6. Cobertura de la Tierra En la Región Norte la cobertura de la tierra tiene un desarrollo diferente, los bosques principalmente el primario se han reducido en contraposición a un incremento acelerado del área dedicada a pastos. Los diferentes cambios de uso de la tierra se han dado por condiciones coyunturales de corte socioeconómicas. Es una de las regiones que más varía su cobertura vegetal, es así que en un año pueden tener cultivo permanente y en cuestión de unos meses cambiar a un cultivo anual (Mapa 25). Mapa 25. Cobertura de la Tierra en la Región Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2000 89 5.2.7. Climatología de la región La configuración orográfica de las cordilleras que corren Noroeste a Sureste y una llanura ancha al Este, tiene una influencia climática, principalmente por los aportes de humedad del Caribe y los provenientes de la brisa del Pacífico que se canalizan por los pasos de montaña, reflejándose en las precipitaciones a través del año. Tiene una distribución temporal típica del régimen de precipitación del Caribe, que se caracteriza por no tener una estación seca bien definida, sino que presenta una disminución de precipitaciones entre los meses de febrero a abril y la estación lluviosa de mayo a noviembre que es bastante fuerte. Pero observamos que cuanto más nos alejamos de la costa del Mar Caribe hacia el Oeste, el patrón de precipitación disminuye. Esto debido a la interacción con el factor geográfico (relieve montañoso y la presencia de llanuras extensas), aparte de la influencia del Lago de Nicaragua al Noroeste. Según cita Retana (2008), los lagos moderan las temperaturas, modifican el flujo de los vientos y son factores importantes en el ciclo hidrológico. La región se ve afectada por fenómenos atmosféricos como frente fríos, fases de ENOS, temporales, tormentas, ondas tropicales y depresiones que se originan en el Mar Caribe. Es una de las regiones más húmedas del país, debido a la entrada de los vientos Alisios provenientes del Mar Caribe. De acuerdo con Retana (2008), las mayores precipitaciones se presentan en la zona del piedemonte de la Cordillera Central y hacia el Este de la zona, cerca de Barra del Colorado donde existe uno de los máximos núcleos de precipitación del país. Hacia las Llanuras de San Carlos y los Guatusos, la precipitación tiende a disminuir. Los valores mínimos de estas zonas planas se presentan en la zona fronteriza, cerca del Lago de Nicaragua hacia el Oeste, donde hay mayor influencia del régimen del Pacífico. En el piedemonte de la Cordillera de Guanacaste se presentan 90 precipitaciones anuales superiores a los 2 000 mm, mientras que en las partes altas de la cordillera la influencia del Pacífico hace disminuir las lluvias, se puede observar períodos de veranillo como es el caso de Zarcero. La humedad presenta poca variación a nivel anual (Figura 11). PERFIL DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS SEGÚN ALTITUD (msnm) VRS PRECIPITACION ANUAL (mm) 4366 2500 4334 4135 3878 4000 2000 3235 3164 3322 2010 3724 1736 3000 2454 mm 3852 3415 2681 2000 1000 1948 2305 1000 50 55 1500 1540 83 140 170 500 650 200 msnm 5000 500 40 0 37 26 0 Precipitacion anual (mm) Altitud (msnm) Figura 11. Perfil de estaciones meteorológicas según la altitud (mm) y la precipitación anual (mm). Región Norte, Costa Rica. Período: 1970-2005 Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 Para Tosi, J: y Holdrigde (1979) la región se clasifica como un bosque Tropical Húmedo en las zonas bajas y un bosque Pluvial Premontano en la parte montañosa. Con precipitaciones que oscilan entre 1 948 mm hasta 4 366 mm; y con un promedio anual de 11 a 24 días con lluvia. (Cuadro 6 y Mapa 26). 91 Cuadro 6 Precipitación anual y promedio anual de días con lluvia. Región climática Norte, Costa Rica. Período: 1970-2005 Precipitación anual (mm)* Promedio anual de días con lluvia Upala 2 454 18 50 San Jorge, Los Chiles 2 681 16 55 Pital 3 164 18 140 Ciudad Quesada 4 366 18 650 San Vicente 4 135 19 1 540 Zarcero 1 948 11 1 736 San Miguel, Sarapiquí 4 334 24 500 La Selva, Sarapiquí 3 878 19 40 La Rebusca 3 852 21 26 Estaciones *mm: milímetros. Un milímetro es igual a un litro de agua por m2 **msnm: metros sobre el nivel del mar Fuente: Elaborado a partir de información de la Base Datos. Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009 92 Altitud (msnm)** A B Mapa 26. Precipitación anual (A); Promedio Anual de días con lluvia (B). Región Norte, Costa Rica Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional, 93 Los meses más lluviosos pueden estar entre junio y setiembre. Por ejemplo en el mes de junio la precipitación varía entre 330 a 437 mm, en julio entre 298 a 549 mm, en agosto entre 343 a 509 mm y en setiembre entre 286 a 488 mm. Con un promedio mensual entre 22 y 23 de días con lluvia por mes. Entre marzo y abril se presenta una disminución de precipitaciones que varía entre 7 a 207 mm (Figura 12). 400 20 300 200 10 100 0 0 A E F M A M Precipitación J J A S O N Días con lluvia >=1,0mm D CLIMOGRAMA PRECIPITACIÓN PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DIAS CON LLUVIA (>=1mm) ESTACIÓN CIUDAD QUESADA‐COOPELESCA PERIODO: 1970‐2005 Milímetros (mm) 500 400 30 20 300 200 10 100 0 0 E F M A M Precipitación J J A S O N Días con lluvia >=1,0mm Número de días (>=1mm) 500 D Días con lluvia (>=1mm) Milímetros (mm) CLIMOGRAMA PRECIPITACIÓN PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DIAS CON LLUVIA (>=1mm) ESTACIÓN UPALA 30 PERIODO: 1970‐1995 500 400 300 200 100 0 C E F M A M Precipitación J J A S O N Días con lluvia >=1,0mm D Días con lluvia (>=1mm) Milímetros (mm) CLIMOGRAMA PRECIPITACIÓN PROMEDIO MENSUAL (mm) Y DIAS CON LLUVIA (>=1mm) ESTACIÓN SAN MIGUEL, SARAPIQUI 30 PERIODO: 1970‐2005 25 20 15 10 5 0 Figura 12. Precipitación promedio mensual (mm) y días con lluvia (>=1,0mm). Estación Upala (A); Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B); Estación San Miguel, Sarapiquí (C). Período: 1970-2005. Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 94 La temperatura media anual varía en la región Norte entre 15.5 y 26.0 ºC, presentando temperaturas máximas promedio que oscilan entre 19.0 a 31.0 ºC y con mínimas entre 12.0 a 22.0 ºC (Figura 13 y Mapa 27). TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC): MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACIÓN UPALA PERIODO: 1970‐1995 ºC 35 30 25 20 15 A E A M J J A S Max O N Min D Med TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC): MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACIÓN CIUDAD QUESADA‐COOPELESCA PERIODO: 1970‐2005 E F M A M J J A S Max Mes O N Min D Med TEMPERATURAS PROMEDIOS MENSUALES (ºC): MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA ESTACIÓN LA SELVA, SARAPIQUI PERIODO: 1971‐2005 ºC 35 30 25 20 15 E C M Mes ºC 35 30 25 20 15 B F F M A M J J Mes Max A S O Min N D Med Figura 13. Temperatura promedio mensual (ºC): máxima, mínima y media. Estación de Upala (A); Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B); Estación La Selva (C). Período: 1970-2005. Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 95 A B C Mapa 27. Temperatura máxima anual (A); Temperatura mínima anual (B); Temperatura media anual (C). Región Norte, Costa Rica. Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 96 La mayor cantidad de horas Sol se da entre marzo y abril (entre 4 a 7 horas) coincidiendo con la disminución de precipitación que se presenta en esos meses. En el resto de los meses del año varían entre 3 a 6 horas Sol y con un promedio anual de 4 horas. Con respecto a la humedad varía muy poco durante el año (75 a 93%) con un promedio anual de un 87% (Figura 14 y Mapa 28). A B Figura 14. Humedad promedio mensual (%) y Brillo solar (horas). Estación de Upala (A); Período: 1989-1995. Estación Ciudad Quesada-Coopelesca (B), Período: 1987-1992. Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 97 A B C Mapa 28. Brillo solar de marzo (A); Brillo solar de junio (B); Brillo solar anual (C). Región Norte de Costa Rica. Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. 98 La evapotranspiración potencial media anual se encuentra entre 1 000 a 1 500 mm (Mapa 29). Mapa 29. Evapotranspiración de Referencia media anual (mm). Región Norte, Costa Rica Fuente: Atlas Climatológico de Costa Rica 2009, Instituto Meteorológico Nacional. El viento Alisio (dirección NE) predomina de diciembre a febrero. En estos meses se registran las velocidades más altas del año, que pueden alcanzar entre 14 y 16 km/h como promedio. Para la estación meteorológica en Ciudad Quesada el viento oscila para esos meses entre 12 a 16 km/h, para Santa Clara oscila entre 8 a 10 km/h y en Upala entre 7 a 8 km/h. El comportamiento de los vientos en la época lluviosa es un predominio de los Alisios en las mañanas y en las tardes se presentan los vientos del Oeste provenientes del Pacífico y fluyen por los pasos de montañas y pueden afectar la zona montañosa; las velocidades mensuales varían entre 8 a 10 km/h (Figura 15). 99 A PROMEDIO MENSUAL VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h) ESTACIÓN UPALA . PERIODO: 1983‐1995 Km/h 15 12 9 6 3 E F M A M J Dirección predominate: Este J A S Veloc (km/h) O N D O N D PROMEDIO MENSUAL VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h) ESTACIÓN SANTA CLARA. PERIODO: 1987‐2005 B Km/h 15 12 9 6 3 E F M A M J Dirección predominate: Norte PROMEDIO MENSUAL VELOCIDAD DEL VIENTO (km/h) ESTACIÓN COOPELESCA PERIODO: 1987‐1992 Km/h C 15 12 9 6 3 J A S Veloc (km/h) N E N F NE M S A N S M N J N J S S S A S O Dirección predominante: Norte: N; Noreste: NE; Sur: S S N D Veloc (km/h) Figura 15 Velocidad del viento promedio mensual (km/h). Estación de Upala (A), Período: 1983-1995; Estación Santa Clara (B), Período: 1987-2005; Estación de Coopelesca (C), Período: 1987-1992. Región Norte, Costa Rica Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 100 CAPITULO VI 6. RESULTADOS GENERALES La Región del Pacífico Norte, se caracteriza por tener un régimen de precipitación de influencia Pacífico. Presenta dos estaciones claramente definidas; los meses secos van de diciembre a abril, y los meses lluviosos de mayo a noviembre, siendo para este análisis abril y noviembre los meses de transición. La mayor cantidad de lluvia que recibe esta región es producto del aporte de los vientos Oeste, Suroeste y de la Zona de Convergencia Intertropical que al interaccionar con la orografía, genera tormentas tropicales y temporales entre otros. En la época seca hay una incursión de viento del Este y Noreste (Alisios), con ráfagas que suelen ser mayores a 20 km/h, es un tiempo seco y ventoso, mientras que en las zonas altas y los pasos se presentan lloviznas. Las temperaturas media anual varía en la Región Pacífico Norte entre 17.0ºC y 29.4ºC, con muy poca variación mensual a través del año. La mayor cantidad de horas Sol en la época seca es de 8 a 10 horas diarias, coincidiendo con el movimiento aparente del Sol y la perpendicularidad de los rayos solares para esta época. En la época lluviosa varía entre 5 a 7 horas diarias, mientras que la humedad, registra un promedio anual de un 73%. Con una evapotranspiración que va desde 1 200 mm en el piedemonte hasta los 2 000 mm en el Valle del Tempisque. La Región Norte por su parte se caracteriza por pertenecer al régimen de precipitación del Caribe, que es lluvioso todo el año, con una disminución relativa de las lluvias entre febrero y abril, entre julio y agosto son los meses con mayor precipitación. Es una región donde los factores geográficos y los climáticos interactúan, reflejándose principalmente en el patrón de las 101 precipitaciones, tanto en su distribución espacial como en la temporal, ocasionadas por fenómenos atmosféricos como frente fríos, fases de ENOS, temporales, tormentas, ondas tropicales y depresiones que se originan en el Mar Caribe. Los frentes fríos y los Alisios transportan grandes sistemas nubosos que aportan precipitaciones copiosas en toda la región, se les conoce popularmente como “vientos Nortes” y se dan a finales y principio del año. La temperatura media varía a lo largo del año entre los 12 y 31 ºC, pero bajo la influencia de un evento extremo lluvioso puede bajar un grado del promedio, estos efectos se sienten principalmente cuando el país se ve afecto por los frentes fríos. Los valores de horas de Sol fluctúan entre 2 y 7 horas diarias como promedio, julio fue el mes con mayor cobertura nubosa y por lo tanto con menor cantidad de horas de Sol diarias. La humedad, no varía mucho, registrando un promedio anual que oscila entre 74 a 93%. La evapotranspiración va desde 1 000 mm en el piedemonte hasta los 1 200 mm en las llanuras. En lo referente al análisis estadístico de estas regiones, los datos quincenales de las precipitaciones y su comportamiento de acuerdo a la situación hídrica a través del año muestran diferentes características de acuerdo a su fisiografía. En la Región del Pacífico Norte, si hizo una comparación entre las estaciones meteorológicas ubicadas de la zona baja hasta la montaña (10 a 1 460 msnm) del promedio quincenal de la precipitación es), con períodos de registro de 1970 al 2005. La zona montañosa o unidad continental es donde se registran las mayores precipitaciones. Como la demuestra la segunda quincena de setiembre con un registro de 236.4 mm, así como en la primera quincena de octubre con 223.2 mm. Por el contrario la Zona Baja (Unidad Peninsular y la Depresión del Tempisque) sus precipitaciones oscilan entre 1.0 a 181.8 mm, a 102 lo largo del año; no sobrepasando los 182 mm ni en los meses de mayor precipitación (Cuadro 7 y Figura 16). Cuadro 7: Precipitación quincenal (mm) según fisiografía Período 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica. MES Primera Quincena Segunda Quincena Zonas Zonas Bajas Montañosa Bajas Montañosa Enero 2.6 46.8 1.0 43.6 Febrero 2.2 30.6 2.4 22.6 Marzo 3.9 19.3 5.1 21.5 Abril 9.7 22.4 35.2 33.1 Mayo 55.8 89.6 143.9 198.6 Junio 136.0 175.5 108.2 158.0 Julio 69.9 126.1 79.2 145.4 Agosto 84.2 131.1 123.8 188.0 Setiembre 136.6 189.9 180.9 236.4 Octubre 181.8 223.2 143.2 204.2 Noviembre 70.9 132.2 39.0 87.9 Diciembre 13.1 85.4 5.3 62.1 Fuente: Elaborado a partir de información de la Base Datos. Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009 Precipitación quincenal (mm) según fisiografía. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Período: 1970-2005 UNIDAD CONTINTENTAL O MONTAÑOSA Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic UNIDAD PENINSULAR Y DEPRESION DEL TEMPISQUE Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 250 200 150 100 50 0 2da. Quincena 1era Quincena Figura 16. Precipitación en la primera y segunda quincena según la fisiografía. Región Pacífico Norte, Costa Rica, 2009. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009. 103 Para la Región Norte, el promedio quincenal de la precipitación analizado va también de acuerdo a su fisiografía (10 a 1 460 msnm), con períodos de registro de 1970 al 2005. Las precipitaciones en esta región principalmente en las llanuras hacia el Oeste de Pital son menores, que las que se registran al Este de este poblado. En la primera quincena al Oeste de Pital los rangos van desde 19 mm en marzo hasta 200 mm en octubre. En las llanuras que están al Este de Pital, las precipitaciones en estas quincenas van de 63 mm en marzo hasta los 275 mm en diciembre; esto debido al aumento del viento Alisio en este sector. En la Unidad continental o montañosa las precipitaciones registradas en la primera quincena van de los 24 mm en abril, hasta los 300 mm en diciembre. Este patrón se debe a que en abril se da una disminución del viento Alisio, mientras que en diciembre se registra nuevamente un aumento de este flujo de vientos, lo que significa precipitaciones mayores y más fuertes. (Cuadro 8). Para la segunda quincena en esta región, el comportamiento de las precipitaciones son mucho más bajas comparadas con la primera quincena, en las llanuras al Oeste de Pital. En la segunda quincena al Oeste de Pital los rangos van desde 14 mm en marzo hasta 219 mm en agosto. Al Este de Pital las precipitaciones que se registran van de 63 mm en marzo hasta 228 mm en julio. En la Unidad Continental o Montañosa por su parte van de 22 mm en la segunda de abril hasta los 309 mm en julio. Esto se debe a que durante todo el año existe un gran aporte de humedad proveniente del Caribe, que aunado a la fisiografía de la región (llanuras y piedemonte) contribuye a esta situación (Figura 17). 104 Cuadro 8: Precipitación quincenal (mm) según fisiografía Período: 1970-2005. Región Norte,Costa Rica. Primera Quincena Segunda Quincena QUINCENA MES Llanuras (Oeste de Pital) Zona Montañosa Llanuras (Este de Pital) Llanuras (Oeste de Pital) Zona Montañosa Llanuras (Este de Pital) 58-110 34-61 19-42 21-42 43-104 137-158 170-198 154-178 172-192 131-200 115-187 98-155 111-197 64-181 33-138 24-92 63-263 186-238 203-268 213-322 210-271 197-267 177-339 167-330 119-134 113-112 63-76 65-80 150-242 153-212 244-256 215-238 129-184 153-187 172-252 200-275 50-170 24-48 14-39 26-41 115-176 150-210 157-208 167-219 142-188 136-190 95-162 84-137 85-233 47-106 24-98 22-115 174-248 215-260 264-309 217-270 187-279 206-273 126-305 154-272 93-120 71-81 63-77 83-99 183-205 196-226 233-288 181-229 163-190 202-226 172-199 147-226 ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE Fuente: Elaborado a partir de información de la Base Datos. Instituto Meteorológico Nacional (IMN), 2009 Precipitación quincenal (mm) según fisiografía. Región Norte, Costa Rica. Período: 1970-2005 Llanuras al Oeste de Pital 300 Unidad continental 200 100 Llanuras al Este de Pital 2da. Quincena 1era Quincena Figura 17. Precipitación en la primera y segunda quincena según la fisiografía. Región Norte, Costa Rica, 2009. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009. 105 Dic Nov Oct Sep Ago Jul Jun May Abr Feb Mar Ene Dic Nov Oct Sep Ago Jul Jun May Abr Feb Mar Ene 0 La evapotranspiración de referencia, para estas regiones, se calculó en forma quincenal para cada una de las estaciones meteorológicas. Si alguna estación no contaba con la información necesaria para hacer el cálculo, se utilizó como apoyo los datos del Mapa “Evapotranspiración de Referencia Media Anual” IMN, (2008). En la Región Pacífico Norte, el promedio quincenal de la evapotranspiración de referencia en la Depresión del Tempisque y la Unidad Peninsular es de 74 mm, su máxima fue de 92 mm en la segunda quincena de marzo y la mínima de 62 mm en la segunda quincena de noviembre. En la Unidad Continental o Montañosa se registró una evapotranspiración de 74 mm como promedio quincenal, con una máxima de 64 mm en la segunda quincena de abril y una mínima de 39 mm en la primera quincena de diciembre. Contrario a lo que sucede con la precipitación, la evapotranspiración mayor se registró en las partes bajas y menor en las partes altas (Unidad Continental) (Figura 18). Evapotranspitación Potencial de Referencia quincenal (mm), según fisiografía. Período: 1970‐2005. Pacífico Norte, Costa Rica. 75 Bajas 55 Montaña D2 D1 N2 N1 O2 O1 S2 S1 AG2 JL2 AG1 JL1 JN2 JN1 MY2 AB2 MY1 AB1 MA2 MA1 F2 F1 E2 35 E1 mm 95 Quincenas Figura 18. Promedio quincenal de la ETP según fisiografía. Período: 1970 -2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 106 Para la Región Norte, el promedio quincenal de la evapotranspiración de referencia fue de 62 mm en la llanura o la Unidad Fosa de Nicaragua. El valor mínimo se registró en la primera quincena de diciembre con 48 mm y el máximo en la segunda quincena de marzo con 76 mm. En la Unidad Continental o Montañosa los registros tuvieron un comportamiento similar a la llanura en cuanto su distribución, pero con la diferencia de que sus registros son menores con un promedio quincenal anual de 47 mm; la mínima se registró en la primera quincena de diciembre con 36 mm y la máxima fue de 57 mm en la primera y segunda quincena de diciembre (Figura 19). Evapotranspiración Potencial de Referencia quincenal (mm), según fisiografía. Período: 1970‐2005. Región Norte, Costa Rica. mm 80 70 60 50 40 30 E1 E2 F1 F2 MA1 MA2 AB1 AB2 MY1 MY2 JN1 JN2 JL1 JL2 AG1 AG2 S1 S2 O1 O2 N1 N2 D1 D2 Quincenas Montaña Llanuras Figura 19. Promedio quincenal de la ETP según fisiografía. Período: 1970 -2005. Región Norte, Costa Rica, Fuente: Instituto Meteorológico Nacional, 2009 La situación hídrica resultante del balance hídrico, permitió generar una matriz de estadísticas descriptivas, para clasificar la información quincenal de cada una de las estaciones y así definir una probabilidad porcentual, de acuerdo a los rangos propuestos de quincenas secas húmedas y de transición (Cuadro 9 y 10). Es importante resaltar que la situación hídrica del balance hídrico, refleja cómo fue el comportamiento de la precipitación que se infiltra en el suelo y la que se evapora. En una escala de valores positivos y negativos el cero viene a ser el punto de equilibrio del balance. 107 Cuadro 9. Matriz para el cálculo de períodos quincenales. Estación Aeropuerto Daniel Oduber Quirós, Liberia del Pacífico Norte. Período 1970-2005 MES No. Quincena %SH >= 0 ENE 1 0 MES FEB 2 0 3 0 JUL MAR 4 0 5 0 AGO ABR 6 0 7 0 SET MAY 8 2 9 6 OCT JUN 10 23 11 25 NOV 12 20 DIC No. Quincena 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 %SH >= 0 12 13 21 24 26 32 29 26 19 2 1 0 MES No. Quincena %>=0 Condición ENE %>=0 Condición MAR ABR MAY JUN 1 0 Qs 2 0 Qs 3 0 Qs 4 0 Qs 5 0 Qs 6 0 Qs 7 0 Qs 8 6 Qs 9 18 Qs 10 70 Qt 11 76 Qh 12 61 Qt SECA SECA SECA SECA SECA SECA SECA SECA SECA TRANSICION HUMEDA TRANSICION MES No. Quincena FEB JUL AGO SET OCT NOV DIC 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 36 Qs 39 Qs 64 Qt 73 Qh 79 Qh 97 Qh 88 Qh 79 Qh 58 Qt 6 Qs 3 Qs 0 Qs SECA SECA TRANSICION HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA TRANSICION SECA SECA SECA No. Quincenas: Número de quincenas de uno a 24 %SH>=0: Número de casos de la situación hídrica mayor o igual que cero. %>=0: Porcentaje calculado: Número de casos mayor o igual que cero entre el número de años de la estación. Condición: Cálculos con los rangos propuestos de quincenas: seca (QS), húmeda (Qh) y de transición (Qt). Fuente: Elaboración propia del trabajo de tesis, 2009 108 Cuadro 10. Matriz para el cálculo de períodos quincenales. Estación de Ciudad Quesada-Coopelesca, Región Norte. Período. 1970-2005 ENERO MES No. Quincena %SH >= 0 FEBRERO 1 21 2 20 3 16 JULIO MARZO 4 13 AGOSTO ABRIL 5 10 6 8 SETIEMBRE MAYO 7 8 8 8 OCTUBRE 9 22 JUNIO 10 28 NOVIEMBRE 11 31 12 31 DICIEMBRE MES No. Quincena 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 %SH >= 0 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 30 24 MES No. Quincena %>=0 Condición MES No. Quincena %>=0 Condición ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO 1 68 Qt 2 65 Qt 3 52 Qt 4 42 Qt 5 32 Qs 6 26 Qs 7 26 Qs 8 26 Qs 9 71 Qh 10 90 Qh 11 100 Qh 12 100 Qh TRANSICION TRANSICION TRANSICION TRANSICION SECA SECA SECA SECA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 13 100 Qh 14 100 Qh 15 100 Qh 16 100 Qh 17 100 Qh 18 100 Qh 19 100 Qh 20 100 Qh 21 100 Qh 22 100 Qh 23 97 Qh 24 77 Qh HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA HUMEDA No. Quincenas: Número de quincenas de uno a 24 %SH>=0: Número de casos de la situación hídrica mayor o igual que cero. %>=0: Porcentaje calculado: Número de casos mayor o igual que cero entre el número de años de la estación. Condición: Cálculos con los rangos propuestos de quincenas: seca (QS), húmeda (Qh) y de transición (Qt). Fuente: Elaboración propia del trabajo de tesis, 2009 109 En la Región del Pacífico Norte, la estación del Aeropuerto Internacional Daniel Oduber, en Liberia, tuvo 12 quincenas con valores negativos, en donde las precipitaciones que se puedan presentaron son escasas o nulas y no satisfacen la capacidad de campo del suelo, estas quincenas coincidieron con los meses de diciembre a abril. En mayo esta situación empieza a variar con la transición y la entrada de la época lluviosa lo que permitió que los suelos pueda llegar a su capacidad de campo y la situación hídrica experimentar excesos. En julio se dio una disminución de las precipitaciones y los valores de la situación hídrica vuelven a ser negativos, pero en agosto empiezo a dar un crecimiento con siete quincenas húmedas, que en definitiva son los meses con los que el suelo estuvo en su máxima capacidad de campo, e inclusive experimentar un exceso de humedad en el suelo (Figura 20). Situación Hídrica (mm) Situación Hídrica Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia Pacífico Norte, Costa Rica Período: 1970‐2005 120 100 80 60 40 20 0 ‐20 ‐40 ‐60 ‐80 ‐100 1 2 ENE 3 4 FEB 5 6 MAR 7 8 ABR 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 MAY JUN JUL AGO SEPT OCT NOV Meses/Quincenas S.Hídrica Figura 20 Situación Hídrica. Estación Aeropuerto Daniel Oduber, Liberia. Período: 1970-2005. Región Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Elaboración propia del trabajo, 2009 110 DIC Para la Región Norte específicamente en la estación de Ciudad Quesada y Coopelesca, los valores que registraron la situación hídrica son positivas en la mayor parte del año. Prácticamente desde la primera quincena de mayo hasta la segunda quincena de febrero del siguiente, la mayor parte de las estaciones meteorológicas de esta región empezaron a experimentar un aumento o exceso de agua en el suelo producto del aumento de la precipitaciones. En la segunda quincena de marzo se dio una disminución en las precipitaciones que en realidad fue insignificante comparado con el aporte que tiene a lo largo del año (Figura 21). Situación Hídrica (mm) Situación Hídrica Estación de Ciudad Quesada‐Coopelesca Región Norte, Costa Rica Período: 1970‐2005 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 ‐25 ‐50 1 2 ENE 3 4 FEB 5 6 MAR 7 8 ABR S. Hídrica 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 MAY JUN JUL AGO SEPT OCT Meses/Quincenas Fig. 21 Situación Hídrica. Estación Ciudad Quesada-Coopelesca. Región Norte, Costa Rica. Período: 1970-2005. Fuente: Elaboración propia del trabajo, 2009 111 NOV DIC Con los resultados de los cálculos estadísticos se definió la cantidad total de quincenas (secas, húmedas y de transición) que tiene cada una de las estaciones meteorológicas. La información se introdujo en un sistema de información geográfica, usando diferentes criterios para el análisis, trazado de las isolíneas y polígonos que conforman los mapas de las quincenas (Mapas 30, 31 y 32) Este trazado se hizo tomando en cuenta el efecto de elementos climáticos como la procedencia, dirección y velocidad del viento o flujo predominante, de las condiciones geomorfológicas y fisiográficas del área, tales como la topografía y el relieve, las condiciones climáticas particulares de las regiones y de la cobertura vegetal. Cada una de estas isolíneas representó un valor de quincena que va de acuerdo a un rango que reflejó la cantidad que tiene cada una de las regiones analizadas y según los criterios de períodos quincenales (secas, húmedas y de transición). Con un período seco que osciló entre 15 y 18 quincenas secas, se caracterizaron las zonas que están entre 10 y hasta 40 msnm. Esta zona se encuentra hacia la desembocadura del Río Tempisque, al lado Este de la Región del Pacífico Norte. Mientras tanto en la Región Norte, tuvimos un comportamiento contrario. En sus partes más bajas el período seco osciló entre 7 a 9 quincenas secas. Se infiere por lo tanto que no solo la altitud de las regiones caracteriza el clima. El viento también juega un papel importante en su influencia en las precipitaciones y por ende, la disponibilidad de agua en el suelo. 112 La Depresión del Tempisque y costas del Golfo de Nicoya, e inclusive hasta la costa al Océano Pacífico, tuvieron un período seco que osciló entre 12 y 14 quincenas secas, sus altitudes pueden ir hacia la costa como Puntarenas de 3 y hasta 315 msnm en Santa Rosa, y en la Región Norte el período seco fue es de 5 a 6 quincenas secas. Hacia la zona peninsular de Nicoya, Pacífico Norte, el período seco se caracterizó por tener entre 10 y 12 quincenas secas, lo mismo que al piedemonte de esta región (estribaciones de la Cordillera de Guanacaste y Tilarán), como también hacia el Sureste (Esparza, Orotina y San Mateo). Mientras que el piedemonte (estribaciones de la Cordillera de Guanacaste, Tilarán y la Volcánica Central) de la Región Norte se caracterizó por tener un período seco de 5 a 6 quincenas secas. La zona montañosa del Pacífico Norte, el período seco disminuyo y tiene entre 7 y 9 quincenas secas, que en comparación con la Región Norte en su zona montañosa, se redujo su período seco y osciló entre 3 y 4 quincenas secas. Más hacia el Este de la Región Norte, el período seco se fue reduciendo más, oscilando entre 1 y 2 quincenas secas (Mapa 30). De acuerdo con la situación hídrica, la zona más seca del área de estudio se encuentro en la Región Pacífico Norte. Es una zona (llanura, valle, piedemonte y península) cuyos suelos son de tipo Alfisoles, Entisoles, e Inceptisoles, entre otros principalmente. Aquí, el número de quincenas secas fue de 7 a 16 en promedio anual y se presentan entre los meses de Enero y Abril. En esta misma región, las zonas más húmedas se encontraron en la unidad peninsular y la unidad continental, específicamente en las serranías, el piedemonte y las montañas, donde las características fisiográficas fueron las que explicaron este comportamiento. El número de quincenas húmedas fue de 9 a 16 quincenas como promedio anual. La Región Norte fue mucho más húmeda que la del Pacífico Norte, debido a que la media presenta de 13 a 16 quincenas húmedas; 113 mientras que en el Pacífico Norte, predominaron más los rangos de 4 a 8 quincenas húmedas. Por su parte la transición en estas regiones se reflejó de forma diferente, fue más notoria para la Región Pacífico Norte y menos para la Región Norte, donde algunos casos no se lograron definir, teniendo zonas, con solo 2 quincenas de transición. 114 Mapa 30. Quincenas Secas de las Regiones climáticas del Norte y Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Elaboración propia del trabajo de tesis, 2009 115 La Región del Pacífico Norte, contó con 6 quincenas de transición, que se ubicaron en zonas que van desde 10 y hasta 80 msnm. Es prácticamente desde la desembocadura del Río Tempisque hasta la ciudad de Liberia aproximadamente, que es la parte central de la Depresión del Tempisque. Al comparar con la Región Norte, tenemos que en las llanuras predominaron solamente 2 quincenas de transición. En parte de la Depresión del Tempisque y costas del Golfo de Nicoya, hasta la altura de Puntarenas, e inclusive hasta la costa al Océano Pacífico (Noroeste), resultaron 5 quincenas de transición. Hacia la zona Peninsular de Nicoya, cerca del litoral Pacífico y hasta las serranías, resultaron de 3 a 4 quincenas de transición, lo mismo que en el piedemonte a lo largo de La Cruz al Noroeste y hasta Puntarenas. Hacia la costa específicamente desde Punta Leona al Sur y sobre toda la Unidad Continental (Cordillera de Guanacaste y Tilarán.) se registraron 2 quincenas de transición. Lo mismo que en la Región Norte (Mapa 31). 116 Mapa 31. Quincenas de Transición de las Regiones climáticas Norte y Pacífico Norte, Costa Rica Fuente: Elaboración propia del trabajo de tesis, 2009 117 El Pacífico Norte, presentó un período lluvioso que oscilaron entre 4 y 6 quincenas húmedas en el centro de la Depresión del Tempisque, (Bagaces, La Guinea, Carrillo) y en altitudes que van entre los 10 y hasta 40msmn. Mientras, que en la Región Norte, tenemos en sus partes más bajas un período lluvioso que osciló entre 15 a 18 quincenas húmedas. Evidentemente es una zona mucho más lluviosa. En la Depresión del Tempisque, las costas del Golfo de Nicoya, hasta Tivives y el sector noroeste desde playa Panamá, hasta la frontera con Nicaragua, se contó con un período lluvioso entre 7 y 8 quincenas húmedas. Estas zonas se caracterizaron por tener altitudes que varían entre 3 y hasta 315 msnm (Santa Rosa) y en la Región Norte, no contó con este rango de quincenas. Hacia la zona Peninsular de Nicoya, Pacífico Norte, el período lluvioso hacia la parte central (donde están las serranías) se caracterizó por tener entre 9 y 10 quincenas húmedas, lo mismo que al piedemonte de esta región (estribaciones de la Cordillera de Guanacaste y Tilarán), como también hacia el Sureste (Montes de Oro y Esparza), mientras que la Región Norte tampoco contó con este rango. Hacia la costa de la Península (Suroeste) se caracterizó por tener entre 11 y 12 quincenas húmedas, como también hacia el piedemonte de la Cordillera de Guanacaste y Tilarán y hacia el Sureste de la región (San Mateo y Orotina). La zona montañosa del Pacífico Norte, el período lluvioso aumentó entre 13 y 14 quincenas húmedas, lo mismo que la Región Norte en el piedemonte y en los pasos de montaña. En altitudes de 1 500 msnm como Monteverde, presentaron períodos muy lluviosos y se caracterizaron por tener entre 15 a 18 quincenas húmedas (Mapa 32). 118 Mapa 32. Quincenas Húmedas de las Regiones climáticas Norte y Pacifico Norte, Costa Rica 2009 Fuente: Elaboración propia del trabajo de tesis, 2009 119 CAPITULO VII 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1. Conclusiones La climatología a partir de situaciones hídricas, constituye una herramienta importante capitulo para la toma de decisiones de aquellas actividades que utilizan el recurso agua como motor de producción o insumo. Además, otras actividades como investigación general y gestión del riesgo, puede verse beneficiadas con este tipo de productos. Los dos regímenes de precipitación, así como la disposición montañosa junto con los vientos predominantes y la influencia de los océanos, permiten diferenciar siete regiones en el país. Estas regiones climáticas tienen una gran demanda socioeconómica, debido a los procesos sociales y productivos del país. Conociendo su entorno climático se concluye que la Región Pacífico Norte y Norte, son regiones antagónicas por tener una distribución tanto temporal como espacial de las precipitaciones diferentes. De ahí la importancia de la realización de esta investigación que fue orientada hacia la disponibilidad del recurso hídrico. Una de las mayores limitantes de la investigación fue que debido a la escasez de información meteorológica específica (1970-2005) en algunas zonas de las regiones, se tomó información de referencia de otros registros que permitió realizar esta caracterización climática de quincenas secas, húmedas y de transición. 120 Estas regiones se ven influenciadas por la presencia de los vientos Alisios, que son los responsables junto con la orografía de la distribución de las precipitaciones quincenales. Por ejemplo, la Región Pacífico Norte, tiene una distribución tipo Pacífico, que se caracteriza por tener una época seca y una lluviosa bien definidas, mientras que las de la Región Norte, está caracterizada por una distribución típica del Caribe, no presenta una estación seca bien definida, pues las precipitaciones oscilan entre 100 a 200 mm aproximadamente (marzo y abril) durante el período más seco. En el Pacífico Norte, predomina el tiempo seco, despejado y ventoso, principalmente en los primeros meses del año ( de enero hasta abril), contrario a la Región Norte, que está influenciada por los efectos de los frentes fríos provenientes del Hemisferio Norte (noviembre a marzo), que causan fuertes temporales. El Pacífico Norte presentó entre 7 a 9 quincenas secas en la zona montañosa y de 14 a 16 en las zonas bajas. Mientras que en la Región Norte, oscilaron entre 1 a 2 quincenas en el límite Este (Región Caribe Norte) y de 7 a 9 en la zona montañosa y en las llanuras. En la primera y la segunda quincenas de abril en el Pacífico Norte, a pesar de que hay un debilitamiento casi total del viento Alisio con predominio del viento húmedo del Suroeste, no se dio la transición según los análisis, fueron secas. En la Región Norte, por el contrario, en la primera y la segunda quincena de abril, se caracterizo por una disminución de lluvias, según los análisis se consideraron como secas, a excepción del límite Este de la región que tiene influencia directa del Caribe y se da la transición, para el resto de la región fue en la primera quincena de mayo. En general el Pacífico Norte, en la zona montañosa y en el sector sureste (cerros de Turrubares) se presentaron 2 quincenas de transición, mientras que en la zona bajas presentó hasta 6 (Depresión del Tempisque). Para la zona Peninsular y piedemonte tuvo entre 3 y 4 quincenas de transición. La zona 121 montañosa y el límite Este de la Región Norte presentaron 2 quincenas secas, mientras que las llanuras tuvieron 3 quincenas de transición. El inicio de las precipitaciones que es un cambio de época, no sucede abruptamente, sino que se da un período de transición que se caracteriza por la alternabilidad entre días secos y lluviosos, o sea, días con predominio de vientos Alisios, o de la brisa húmeda del Pacífico. En mayo, para la región Pacífico Norte, en la primera quincena se registraron la transición entre la estación seca y la lluviosa, para las zonas peninsular, montañosa y costera al Sureste (Tivives, Lagunillas); no así para la segunda quincena, en donde se inicia la época lluviosa según los análisis. Para la Depresión del Tempisque y la Península de Santa Elena, en la segunda quincena se presentó la transición. En junio se presentó la entrada de la época lluviosa para las dos regiones, fue el mes de más precipitación para la primera mitad de la época lluviosa. Esto se debe a la formación de sistemas de bajas presiones en el Golfo de México y del Océano Atlántico, estas condiciones en la circulación general debilitan el viento Alisio, condición que favorece la entrada de la brisa húmeda del Pacífico, favoreciendo la formación de aguaceros con tormenta. Esto explica porqué en la primera quincena se registró el primer máximo de precipitación en el Pacífico Norte. Mientras que en la segunda quincena se dio una disminución, producto del aumento del viento Alisio, coincidiendo con lo que popularmente se conoce como veranillo de San Juan, que para el análisis se catalogó dentro del rango de quincena de transición. No obstante en las zonas montañosas, no se ve reflejada esta situación, siguiendo un patrón de quincena húmeda, al igual que la Región Norte. Por su parte julio, se caracteriza por una disminución de precipitaciones, a raíz del aumento del viento Alisio, en algunas zonas analizadas se registraron hasta dos quincenas secas en la estación lluviosa (Bagaces, La Guinea, Pelón de la Bajura y Taboga), que coincide con la margen derecha del Tempisque, hasta su 122 desembocadura. Para el resto de la región las dos quincenas se caracterizaron como de transición. Contrario a esto, la zona montañosa de esta región así como la Región Norte, continuaron con su patrón de precipitaciones de quincenas húmedas. En agosto existe todavía la influencia del viento Alisio y la disminución de la brisa húmeda del Pacífico. Como se reflejó en la primera quincena considerada de transición, principalmente en la zona baja de la región (Golfo de Nicoya, Depresión del Tempisque y la Península de Santa Elena). En la zona montañosa, peninsular y el sector Sureste continuaron con el patrón lluvioso, o sea de quincenas húmedas. En la segunda quincena de este mes la margen derecha del Tempisque hasta el Norte de la Península de Santa Elena, fue considerada como de transición. Lo que se explica por el avance de la Zona de Convergencia Intertropical hacia el Norte de nuestro país, que no ha alcanzado todavía estas latitudes. En la Región Norte, el comportamiento estacional de lluvias, continuó con el patrón de la época lluviosa, son quincenas húmedas. Para setiembre y octubre, el patrón de lluvias se establece definitivamente en toda la región y fue considerado el segundo máximo de la segunda parte de la época lluviosa. Estas quincenas húmedas se caracterizaron por tener las mayores precipitaciones que fueron catalogadas como fuertes y torrenciales, debido a la presencia de algún evento ciclónico (depresión, tormenta o huracán tropical) ya sea en el Caribe o en el Pacífico. El efecto de alguno de estos eventos provoca temporales, afectando principalmente las partes bajas y llanuras con inundaciones, derrumbes, deslizamientos, entre otros. Para algunas zonas del Pacífico la segunda quincena de octubre fue considerada como de transición (Santa Rosa, Bagaces y Pelón de la Bajura). En noviembre debido a la circulación general de las masas de aire, se refuerza el sistema de alta presión de latitudes medias, los vientos alisios se intensifican dominando mayores áreas y las masas de aire frío empiezan a desplazarse 123 hacia el Sur llegando hasta nuestras latitudes. Son vientos fríos y con dirección Norte, por lo cual se inicia en la Región del Pacífico Norte, la transición hacia la estación seca. Así tenemos que el número de días con lluvias fue menor, por lo cual fue la primera quincena de noviembre considerada de transición. Mientras que en la zona montañosa de esta región y entre los pasos de montaña se presentan lloviznas, productos del arrastre de masas nubosas del Caribe, fueron consideradas según este análisis como quincenas húmedas, al igual que la Región Norte. En el Pacífico Norte, el tiempo de diciembre fue seco y caluroso, se vuelven a intensificar los vientos alisios y se asientan las quincenas secas nuevamente, menos en la zona montañosa, que tienden a un comportamiento del régimen del Caribe. Mientras que la Región Norte, estas quincenas fueron lluviosas, por incursión de los frentes fríos, fueron quincenas húmedas. Aunque algunas zonas por la posición geográfica se consideran con características del régimen del Pacífico por lo que la segunda quincena se comportó como de transición. Con el comportamiento de las precipitaciones y su infiltración en el suelo se infiere que la Región Norte a diferencia del Pacífico Norte, durante todo el año sus ríos tienen caudal y su nivel freático fue siempre alto, al considerarse una región lluviosa. El Pacífico Norte por su parte, recibe un porcentaje mucho menor de agua, lo que la hace una región más seca, en donde su cobertura vegetal con respecto al bosque fue mínima y una gran cantidad de terrenos están dedicados a pasto y a la agricultura. En esta región la estación seca fue más prolongada, presentando en algunos años déficit hídrico con impactos negativos en la agricultura y la ganadería. Desde el punto de vista del microclima, las condiciones de tiempo son modificadas por condiciones locales tales como la presencia de coberturas 124 diversas de la tierra (ciudades, bosque, cultivos, ríos, lagos o la topografía). Cada cobertura de estas tiene un microclima particular, determinado por las características hídricas y térmicas de su superficie, por su orientación con respecto a los vientos predominantes y al Sol, así como por la forma del relieve en los alrededores. Sin embargo, la deforestación sí afecta notablemente a un microclima. Los bosques juegan un papel importante en el balance hídrico de una zona. Aunque estos no alteran la cantidad de agua precipitada, sí alteran la forma en que esta es distribuida una vez que la lluvia cae al suelo (infiltración, escorrentía). De igual forma, la variedad de especies vegetales o cultivos tienen raíces de diferentes formas y la profundidad a la que pueden llegar depende de los suelos en que se desarrollen, hay raíces superficiales o a profundidad, que permiten al agua acumularse o no. Por ejemplo coberturas vegetales como bosque o pastos tienen raíces a mayor profundidad lo que permite que la cantidad de agua se filtre y retenga, sea mayor que en cultivos agrícolas. Para la agricultura o cualquier actividad socioeconómica la utilización de una metodología como la de la caracterización climática de los períodos quincenales (seca, húmeda y de transición) permite una mejor planificación, producción y diversificación de los factores biofísicos y climáticos que convergen para determinar las ventajas y desventajas del desarrollo de una actividad productiva. 125 7.2 Recomendaciones Para esta investigación fue necesario trabajar con parámetros meteorológicos, como la precipitación, temperatura, humedad entre otros. Por esto, se hizo un análisis de la distribución de las estaciones y su registro meteorológico, encontrando que existen varias limitantes. Una de ellas, es la escasa información, por lo que se recomienda revisar la distribución de las estaciones y sus registros, concientizando a los tomadores de decisión, sobre la necesidad de contar con una red meteorológica que reúna criterios como: ubicación geográfica, entorno, altitud, seguridad, transmisión y calidad. Para que sus registros puedan ser llevados de una forma más ordena y las series sean continuas, como lo recomienda la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Instalar estaciones que no solo registren un determinado parámetro, sino que sean más integrales, pensando en que la información que van a generar y registrar será un dato real que servirá de apoyo no solo para las emergencias que se presentan en el momento, sino que también ayudará a las investigaciones que se realizan en las instituciones. Se recomienda revisar la distribución de las estaciones meteorológicas, principalmente en las zonas montañosas, donde el Instituto Meteorológico Nacional casi no cuenta, con información siendo necesarias para el trazado de perfiles en diferentes altitudes, con el fin de ver cuál es el comportamiento de la información registrada, tanto a sotavento como a barlovento de la montaña, y así tener un criterio real y no seguir haciendo inferencias sobre cuál puede ser el clima de la región o lo que las investigaciones requieran. 126 Incentivar a los encargados del desarrollo del conocimiento sobre la necesidad de contar con estudios científicos que fundamente, el trazado de los límites de las regiones climáticas que se identifican actualmente en el país, esto con el fin de hacer más fácil el análisis y evitar problemas de mala ubicación. Un ejemplo claro es la estación de Zarcero, que pertenece a la Región Norte, pero presenta una distribución de precipitación similar al régimen de precipitación del Pacífico, o el caso de la Región Norte que sería bueno subdividirla, por las grandes diferencias que existen con la precipitación, principalmente. Establecer convenios con aquellas instituciones que tiene redes de estaciones meteorológicas como: Acueductos y Alcantarillados (AYA), Servicio Nacional de Riego y Avenamiento (SENARA), Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias (CNE), Ministerios y Universidades, para que la información meteorológica que se genera, ayude a la realización de investigaciones como estas. Se recomienda además, que este tipo de trabajo se aplique al resto del país, con el fin de proporcionar a todos los sectores e instituciones que trabajan con esta información, las herramientas necesarias para tomar decisiones que les ayuden en su labor. Así como también un insumo más para el Instituto Meteorológico Nacional en la conformación del Atlas Climatológico Nacional. 127 CAPITULO VIII 8. Literatura Consultada Alfaro Martínez, E. 1993. Algunos aspectos del clima en Costa Rica en las últimas décadas y su relación con fenómenos de escala sinóptica y planetaria. San José, Costa Rica. Disertación en licenciatura no publicada, Escuela de Física, Universidad de Costa Rica, Costa Rica. Alfaro Ocampo, R. 1981. Algunos aspectos de la precipitación en Costa Rica. San José, Costa Rica. Disertación en licenciatura no publicada, Escuela de Física, Universidad de Costa Rica, Costa Rica. Alvarado Gamboa, L. F. 1999. Alteración de la atmósfera libre sobre Costa Rica durante eventos de “El Niño”. San José, Cota Rica: Disertación en licenciatura no publicada, Escuela de Física, de la Universidad de Costa Rica, Costa Rica. Bergoeing Guida, J. P. 1998. Geomorfología de Costa Rica. San José, Costa Rica: Instituto Geográfico Nacional. Brenes, A. y Saborío F. 1992. Están desplazados los climas en Costa Rica? . Costa Rica. En Boletín Meteorológico Nacional, Instituto Meteorológico Nacional. Ministerio de Agricultura y Ganadería. Vol. 16, mar. 1992. Brenes A. y Saborío F. 1995. Elementos de climatología: su aplicación didáctica a Costa Rica. San José, Costa Rica: Editorial EUNED. (Serie Geográfica No.1) 128 Cáceres, G. 1944. Importancia hidrológica e la intercepción horizontal en un bosque muy húmedo. Turrialba, Costa Rica: CATIE. Campos, M. 1982. Estimación de la evapotranspiración potencial para la región de Grecia, Costa Rica. San José, Costa Rica: Escuela de Agronomía, de la Universidad de Costa Rica. Carmona, G. regional. 1986. Modelo de balance hídrico para la caracterización San José, Costa Rica: Escuela de Ingeniería Agrícola, de la Universidad de Costa Rica. Castro León, V. 1985. Estudio climático de Costa Rica para la zonificación agropecuaria y forestal vol. 1- manual de Uso. Costa Rica: SEPSA- MIDEPLAN-IMN. Castro León, V. 1987. Radiación solar global en Costa Rica. Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional, Ministerio de Agricultura y Ganadería. Coen, E. 1958. Climas de Costa Rica: San José, Costa Rica En: Conferencia a los estudiantes de II Año. Universidad de Costa Rica. Facultad de Ciencias y Letras; Sección de Geografía e Historia. Coen, E. y Rosales A. 1956. Lluvias, tormentas y vientos en Costa Rica durante el período: 1952-1956. Costa Rica: Servicio Meteorológico y Sismológico, Ministerio de Agricultura e Industria. Cuadrat, J. y Pita, F. 1997. Climatología. España: Ediciones Cátedra. Dulín, P. 1982. Distribución de la estación seca en los países centroamericanos. Turrialba, Costa Rica: Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza. 129 Environmental Systems Research Institute (ESRI). 1990. User’s guide PC ArcI Info. Versión 3.4.1. Nueve módulos. New York, United States: ESRI. Fallas, J.C. 2003. Fenómenos atmosféricos y cambio climático, visión Centroamericana: guía para el docente. Editorial Jiménez y Tanzi. Comité Regional de Recursos Hidráulicos (CRRH). 2ª ed. San José, Costa Rica. Gandía y Meliá 1993. “La teledetección en el seguimiento de los fenómenos naturales, Climatología y Desertificación”. Valencia, España: Universidad de Valencia, España. Gómez, L. 1986. La Vegetación de Costa Rica Costa Rica. Editorial UNED. San José, Costa Rica González, M. 1980. Manual de laboratorio de edafología. Costa Rica, Universidad de Costa Rica. Escuela de Fitotecnia. Hancocky, J. y Hargreave G. 1977. Precipitación clima y potencial para producción agrícola en Costa Rica. Estados Unidos: Universidad del Estado Utah. Hare, F. K. 1999. Sequía, variación climática y desertificación. Ginebra, Suiza: Secretaría de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Hargreaves, G. H. 1981. Simplified method for rainfall intensities.journal of irrigation and drainage engineering. ASCE. Vol. no. 107. N° IR3. Herrera, H. 1983. Enfoque agro climatológicos de períodos quincenales. Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional (IMN). 130 Herrera, H. 1984. Agrometeorological methods for crop condition Assessments a Proposed program for Costa Rica. Costa Rica: National Institute Meteorology, Ministry of Agriculture. Herrera, H. 1991. Zonificación agroecológica de Costa rica: Regiones Huetar Norte, Huetar Atlántica y Brunca. Componente climático: manual de uso del estudio. Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional, MINAE. Herrera, W. 1985. Clima de Costa Rica. Vol. 2. : San José, Costa Rica, Editorial Universidad Estatal a Distancia (EUNED). Holdridge, L. 1979. Ecología basada en zonas de vida. Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas. San José, Costa Rica. Imprenta Nacional, Dirección General. 2007. División territorial administrativa de la república de Costa Rica. 6ª ed. San José, Costa Rica: La Gaceta (Series de Publicaciones Oficiales de La Gaceta. 2007) Instituto Costarricense de Electricidad. 1976. Boletín hidrológico no. 10. Costa Rica. San José, Costa Rica. San José, Costa Rica: ICE. Instituto Costarricense de Electricidad. 2000. Principales cuencas de Costa Rica. San José, Costa Rica, Dirección de Prensa y Relaciones Públicas. Instituto Meteorológico Nacional. 1991. Seguimiento de la estación lluviosa de 1990 en base a la mediana de la cantidad de lluvia y del número de días con lluvia. San José, Costa Rica: IMN. Instituto Meteorológico Nacional. 1993. Febrero. San José, Costa Rica. 131 Boletín Meteorológico Nacional: Instituto Meteorológico Nacional. 1995. El clima. San José, Costa Rica: IMN. Instituto Meteorológico Nacional 1996. Zonificación agroecológica de Costa Rica: regiones Huetar Norte, Huetar Atlántica y Brunca. Componente Climático. Costa Rica. San José, Costa Rica: IMN. Instituto Meteorológico Nacional. 2001. Estudio climatológico de la cuenca baja del Tempisque. Condiciones pluviométricas hasta junio del 2001 (nota técnica) San José, Costa Rica, IMN. Instituto Meteorológico Nacional. 2003. mediana. Programa para el cálculo de la Unidad de Computo, San José, Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional. Instituto Meteorológico Nacional. 2008. Clima, variabilidad y Cambio Climático en Costa Rica: segunda comunicación nacional. San José, Costa Rica, IMN. Instituto Meteorológico Nacional. 2009. Mapa de cobertura de la tierra de Costa Rica. Escala 1:200.000. San José, Costa Rica, IMN. Instituto Nacional de Estadística y Censos. 2000. IX Censo Nacional de Población. San José, Costa Rica: INEC. Instituto Tecnológico de Costa Rica. 2008 Atlas Costa Rica 2008. Coberturas de Geología y Geomorfología de Costa Rica. Cartago, Costa Rica. ITCR. Ledezma, M. 2000. Climatología y meteorología Agrícola. International Thompson Editores. 132 España: Jiménez y Tanzi. 1990. Atlas didáctico de Costa Rica. Editorial JITAN. San José: Costa Rica. Manso, P.; Stolz, W. y Fallas J.C. 2005. Régimen de precipitación en Costa Rica. En: Revista Ambientico, No. 144. Setiembre 2005. San José, Costa Rica. Ministerio de Agricultura y Ganadería. 1996. Mapa de Tipos de Suelos de Costa Rica. Escala: 1: 200.000, San José, Costa Rica, MAG. Mora, S. y Valverde, R. 1990. La geología y sus procesos. Cartago, Costa Rica: Editorial Instituto Tecnológico de Costa Rica. Morera, A. 1989. Cartografía y clasificación de suelos de Costa Rica, escala 1:200 000. Costa Rica: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Pacheco, V. y Álvarez M.A. 2008. Comunicación escrita y Oral. Costa Rica: Editorial: Impresos Gráficos Aguilé. Pascale, A. J. y Damario A. 1977. El balance hidrológico seriado y su utilización en estudios agroclimáticos. En: Revista de la Facultad de Agronomía de La Plata, Argentina. no. 53 (1-2) Patterson, O. 1992. Riesgo por sequías en Costa Rica. En: Revista Geográfica de América Central. No. 25-26. I y II Semestre. Costa Rica, San José. Ramírez, P. 1976. Cálculo de la evaporación y la evapotranspiración en Costa Rica. Costa Rica: Escuela de Física, de la Universidad de Costa Rica. 133 Retana, J. 1999. Caracterización pluviométrica de la fase cálida de ENOS en Costa Rica con base en probabilidades de ocurrencia de eventos en tres escenarios: seco, normal y lluvioso. Costa Rica: Gestión de Desarrollo, Instituto Meteorológico Nacional. Retana, J. 1999. Estudio climatológico de la cuenca Baja del Tempisque. (Nota Técnica). Costa Rica: Gestión de Desarrollo, Instituto Meteorológico Nacional. Retana, J. 2001. Sistema de alerta temprana. Costa Rica: Proyecto Mitigación de Desastres en Centroamérica. San José, Costa Rica Instituto Meteorológico Nacional. Retana, J. 2003. Metodología para la estimación de Índices de déficits Hídricos en las cuencas más degradadas de Costa Rica. Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional. Retana, J.A. 2003 Relación entre la temperatura superficial del Mar (TSM) y anomalías de temperatura del aire en el Pacífico Norte de Costa Rica durante años ENOS como posible Predictor de Potencialidad de Plaga de Langosta En: Revista de Tópicos Meteorológicos: Julio 2003 Vol.10 - no 1. Costa Rica: Instituto Meteorológico Nacional, Ministerio del Ambiente y Energía. Rojas, O. 1985. Estudio Agroclimático de Costa Rica. Vol. VI, San José, Costa Rica, IICA. (Serie Publicaciones Misceláneas no. 617) Sáenz, A. 1975. Formulario técnico de suelos tropicales. San José, Costa Rica: Facultad de Agronomía, de la Universidad de Costa Rica. (Serie de Textos no. 241) 134 Sáenz, A. 1981. Curso de tecnología y conservación de suelos. San José, Costa Rica: Facultad de Agronomía, de la Universidad de Costa Rica. (Serie Agronómica no. 2) Sánchez, F. 1991. Un modelo de balance hídrico computarizado. San José, Costa Rica: Escuela de Ingeniería Agrícola, de la Universidad de Costa Rica. Sandner G. y Nuhn H. 1966 Zona Norte de Costa Rica. Instituto de Tierras y Colonización (ITCO). San José, Costa Rica. Santillana 2008. La Enciclopedia del Estudiante: tomo 20, Geografía de Costa Rica. San José, Costa Rica: Editorial Santillana. Saucier W.J. 1983. Principles of meteorological analysis. Dover Phoenix Edition. Chicago, United States: University of Chicago Press. Schopflocher R. 1963. Enciclopedia Agropecuaria Práctica. Tomo I. Agricultura General y Especial. Editorial Liberia El Ateneo . Buenos Aires. Argentina. Solano, J. y Villalobos R. 1999. Costa Rica. Regiones y subregiones climáticas de San José, Costa Rica: Gestión de Desarrollo, Instituto Meteorológico Nacional. Tosi, J. 1969 Costa Rica-Mapa ecológico según la clasificación de zonas de vida del mundo de L.R. Holdridge. Escala 1:750.000. San José, Costa Rica. Tosi, J. 1988. Manual para la determinación de la capacidad de uso de las tierras de Costa Rica. San José, Costa Rica: Centro Científico Tropical. 135 Thornthawaite, C.W. 1948. An Approach toward a rational classificaction of climate. Geographical Review. Vol 38. Washington, U.S.A. Thornthawaite, C. W. y Mather, J.R. 1957 Instrucciones y tablas para el computo de la Evapotranspiración Potencial y el Balance Hídrico. Traducción por: Rodríguez A.J. y Juárez, G. A. (1967) del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Buenos Aires, Argentina. UNESCO 2007. Balance hídrico superficial de Costa Rica. Período: 1970-2002. Programa Hidrológico Internacional. (Documentos Técnicos del PHI-LAC, N° 10.) Vargas A. 1998. Balance hídrico en la cuenca Alta del Río Reventazón, Costa Rica. En: Revista Geológica de América Central. San José, Costa Rica: Escuela Centroamericana de Geología, de la Universidad de Costa Rica. Vargas Ulate, Gilbert 2006. Geografía de Costa Rica. San José, Costa Rica: Editorial: EUNED. Vásquez A. 1980 Manual de evaluación de la capacidad de uso de la Tierra. Costa Rica: Ministerio de Agricultura y Ganadería. Zarate, E. 1978. Comportamiento del viento en Costa Rica. Nota Técnica No. 2. Instituto Meteorológico Nacional. Costa Rica. 136 Páginas Web: Balance hídrico climático para Bahía Blanca. http://www.criba.edu.ar/meteoro/Downloads/BHC_web.pdf. En: Consultado el 15 de abril del 2009. Capítulo 2: La FAO Penman-Monteith. En: http://www.fao.org/docrep/X0490E/x0490e06.htm. Consultado el 30 de setiembre del 2008. Chazarra A. y Almarza C. (2000) Reconstrucción desde 1864 de la serie de precipitación útil de las cuencas del sureste y Levante. En: http://www.aeclim.org/resumenes3.html. Consultado en el 15 de diciembre 2005. Climagro Climatología Balance Hídrico. En: http://www.climagro.org.ar. Consultado el 8 de julio del 2008. Glosario de términos y nociones acerca de elementos del clima. En: http://www.atmosfera.cl/HTML/glosario/glosario.htm#precipitacion. Consultado el 26 de enero del 2009. Instituto Meteorológico Nacional (IMN) (2009). Atlas Climatológico, 2009, Clima de Costa Rica. En: http://www.imn.ac.cr/educacion/index.html. Consultado el 4,5 y 6 de enero del 2008, 17 al 20 de junio del 2009. Monte, R. y Baéz J. (2001). Variación espacial y temporal de los excesos y déficit hídricos en el Paraguay. Proyecto DIPRI-UNA. Informe Final.2001.En: http://www.foroagua.org.py/.../200910231140390.ExesosyDeficit%20Hidric os%20en%20Py.pdf. Consultado el 17 de setiembre del 2008. 137 Mateo J: Características Generales de la Cuenca del río Tempisque. En: http://cro.ots.ac.cr/es/paloverde/capitulo%20%203.pdf. Consultado el 5 de marzo del 2009. Resúmenes de las comunicaciones: El agua en el clima. (2008) En: http://www.aeclim.org/resumenes3.html. Consultado el 11 de febrero del 2008 Valladares M. (2008). Investigación del Clima por medio de los Sistemas de Información Geográfica. En: http://www.cepeige.org/Revista/CLIMA%20POR%20MEDIO%20DE%20SIG .pdf. Consultado el 23 de febrero del 2009 Rodríguez M.F., Cortez A.L. y Parra R.M. (2007). Información Geográfica Aplicados a la Climatología. Los Sistemas de En: http://www.inia.gob.ve. http://www.ceniap.gob.ve. Consultado el 26 de noviembre del 2009 Environmental Systems Research Institute Inc., (1990) Sistemas de Información Geográfica. En http://www.geoinfo.cl/pdf/sig.pdf. Consultado el 15 de marzo del 2008. Gandía, S. y Meliá, J. (Coord.)(1993). La Teledetección en el seguimiento de los Fenómenos Naturales: Climatología y Desertificación. Curso de postgrado de la Unidad de Teledetección, Departament de Termodinámica, Universitat de Valencia. En: http://books.google.co.cr/books?id=KBP4UfsRytMC&pg=PA133&lpg= PA133&dq=Gandia-J.+Meli%. Consultado el 10 de mayo del 2009. El agua y el planeta Azul. http://infouniversal.net/agua.htm. Consultado el 23 de enero del 2008. 138
