Introducción a la Meteorología General y Climatología con énfasis en Agrometeorología

Transcripción

1 Introducción a la Meteorología General y Climatología con énfasis en Agrometeorología Capítulo del 28/5/14: Temperatura del aire y amenaza de helada Facultad de Recursos Naturales ESPOCH Riobamba Lic MSc Dr R. Mario Caffera Prometeo

2 UNIDAD TEMÁTICA - Temperatura del aire Temperatura del aire Describir los procesos físicos que operan determinando la temperatura del aire Explicar y fundamentar la evolución diaria y estacional de la temperatura del aire cerca de la superficie terrestre. Describir los principales indicadores climáticos de la temperatura del aire.

3 Como opera el calentamiento del aire Radiación Conducción Convección

4 La temperatura del aire es el resultado del Balance de Energía Balance de radiación solar (onda corta) (Q+q)(1-a) Balance de radiación terrestre (onda larga) IR - IR Balance neto de energía o radiación neta R N = G + H + LE

5 A qué horas del día se registran las temperaturas máxima y mínima? y Por qué?

6 Retraso de las temperaturas máxima y mínima diarias con respecto a la radiación solar máxima y mínima Máx Miller, 1972 Temperatura Rad. Solar absorbida mín Superávit Rad. Saliente efectiva Déficit Déficit Mediodía

7 Retraso de las temperaturas máxima y mínima anuales con respecto a la radiación solar máxima y mínima Regiones extratropicales del Hemisferio Sur Máx Miller, 1972 Temperatura mín Rad. Solar absorbida Superávit Rad. Saliente efectiva Déficit Déficit 21 jun 21 ago 21 oct 21 dic 21 feb 21 abr 21 jun

8 Temperatura del aire en Salto (Uruguay) Cada uno tomará un año de la estación ESPOCH y graficará las mismas variables

9 Convección Cuando un fluido caliente se mueve en contacto con una superficie fría, el calor se transfiere a un ritmo que depende de las propiedades del fluido y si se mueve por convección libre, por flujo laminar o por flujo turbulento. Convección natural Convección libre: el origen del mezclado es la diferencia de densidades que acarrea una diferencia de temperatura. Flujo laminar Convección forzada Flujo turbulento Difusión 0,16-0,24 cm 2 /s Dif. 0 a 10000cm 2 /s Convección forzada: la causa del mezclado es una fuerza mecánica, flujo causado por la fricción del fluido o diferencias de presión impuestas externamente (por el viento)

10 ADVECCIÓN Transporte horizontal de calor Existe acumulación de calor en el ecuador (y su correspondiente aumento de T) y enfriamiento progresivo en los polos? Vimos que cada año el ecuador recibe 2,5 veces más energía que los polos Vimos que radiación solar recibida varía bastante al cambiar la latitud, en cambio, la radiación terrestre tiene una distribución más o menos uniforme Este transporte es realizado por la atmósfera y los océanos Se estima que la atmósfera transporta cerca de 2/3 del total Esta advección de calor, tiene lugar tanto como calor latente y como calor sensible

11 Transporte horizontal de calor (advección) Este transporte es realizado por medio de la atmósfera y los océanos Se estima que la atmósfera transporta cerca de 2/3 del total Esta advección de calor, tiene lugar tanto como calor latente y como calor sensible

12 CONVECCIÓN movimientos verticales de aire El movimiento de una porción de aire hacia una zona colindante, pero sometida a menor presión, produce una aumento de volumen y consecuentemente un descenso de su temperatura En cambio si se somete una parcela de aire a mayor presión, éste se comprime y aumenta su T Estos cambio de T, realizado sin intercambio de calor con el medio, se denomina adiabático (como dentro de un termo elástico) El movimiento vertical del aire, es una de las causas de los cambios adiabáticos de T

13 Perfil adiabático seco - T/ z = 0,98 C / 100m

14 Efectos del calentamiento y enfriamiento no adiabáticos (diabáticos) Qué sucede en superficie? Hay ganancia o pérdida de energía?

15 Calentamiento y enfriamiento diabáticos El calentamiento radiativo conduce a la formación de inestabilidad diurna (el descenso de la temperatura con la altura es más rápido que el perfil adiabático) El enfriamiento radiativo conduce a la formación de estabilidad nocturna (el descenso de la temperatura con la atura es más débil que el perfil adiabático) Estos procesos son de gran relevancia cerca de superficie

16 Estabilidad e inestabilidad del aire Lo que caracteriza al aire inestable es su tendencia a continuar alejándose de su nivel original una vez iniciado el movimiento Lo que caracteriza al aire estable es, que si es forzado a desplazarse (hacia arriba o hacia abajo), tiende a volver a su posición anterior una vez cesado la fuerza que causó el movimiento El ejemplo del cono

17 Estabilidad e inestabilidad del aire Para analizar y comprender los procesos de estabilidad e inestabilidad adiabática, el modelo más utilizado es el de la parcela Representaciones de estabilidad, inestabilidad y neutralidad del aire en: stability_parcel.htm

18 Perfiles verticales de Temperatura Inestable: superadiabático Estable: inversión térmica Estabilidad neutra: perfil adiabático

19 Perfiles verticales de Temperatura Representaciones de perfiles verticales de T aire en: wt_es/stability_heat.htm

20 Resumiendo El aire se calienta y se enfría debido a intercambios radiativos de energía Estos intercambios generan movimientos del aire El movimiento del aire conlleva transporte de energía y masa desde un lugar a otro El calentamiento del aire es una consecuencia del intercambio de energía (radiación) y a la vez es causa de intercambios de energía (mecanismo de convección)

21 muchas gracias Dr R. Mario Caffera Prometeo

22 Heladas

23 Resistencia de cultivos a las bajas temperaturas en diferentes fases de desarrollo Datos elegidos de Ventskevich, 1958

24

25

26

27 Efecto de estrés ambiental en la productividad vegetal

28 Efecto de estrés por frío

29

30

31

32 Helada Meteorológica ó 2,00 m,

33 Helada meteorológica vs Helada agrometeorológica

34 Temperaturas mínimas EEFAS marzo-noviembre 2006

35 Clasificación Tipo visual (blanca o negra) Por época de ocurrencia Tipo genético (causas)

36 Rocío y escarcha

37 620 cal/g Calor latente de sublimación 540 cal/g Calor latente de vaporización 80 cal/g Calor latente de fusión

38 Cristales de Nieve de Escarcha

39 7/08/22/los-fundamentos-los-estadosde-la-materia/ ryll1102/caryll / se-tratade-patr-n-heladas-en-la-ventana-deinvierno.jpg

40

41 DAÑOS do-temperie/public/post/lahelada-negras

42 Época de ocurrencia Otoñales Invernales Primaverales Estivales

43 Tipo genético Por RADIACIÓN Por ADVECCIÓN MIXTAS

44 Heladas ADVECTIVAS situación meteorológica

45 Heladas ADVECTIVAS condición del tiempo

46 Heladas ADVECTIVAS aspectos característicos

47 Heladas RADIATIVAS situación meteorológica

48 Heladas RADIATIVAS condición del tiempo

49 Heladas RADIATIVAS aspectos característicos

50 Heladas MIXTAS

51 Factores que determinan la ocurrencia de Heladas MACROMETEOROLOGICOS MACROMETEOROLOGICOS Balance Balance calórico calórico regional regional Circulación Circulación regional regional de de la la atmósfera atmósfera Definen: Época de ocurrencia Proceso del tiempo que genera heladas Tipo genético Extensión del fenómeno

52 Factores que que determinan la la ocurrencia de de Heladas MESO MICROMETEOROLÓGICOS Balance de radiación local Aspectos fisiográficos Circulación local Definen: Intensidad Duración Magnitud del daño

53 Régimen Factores que Agroclimático determinan de la ocurrencia Heladas de Heladas Intensidad Duración Época de ocurrencia Tipo genético

54 PELIGROSIDAD de las HELADAS Índice Criokindinoscópico (ICK) ICK de las heladas de Invierno ICK de las heladas de Otoño ICK de las heladas de Primavera

55 ICK de las heladas de Invierno Es la mínima temperatura anual que cabe esperar con una probabilidad de 5% en cultivos perennes (1 cada 20 años) 20% en cultivos anuales (1 cada 5 años)

56 ICK de las heladas de Primavera Es la temperatura media del día a partir del cual es probable que ocurran heladas en uno de cada cinco años (20% de probabilidad)