E Portal Atlas Climatologico Cuarta Parte

8/6/2019 E Portal Atlas Climatologico Cuarta Parte

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ATLAS CLIMATOLGICO NACIONALISBN 958-8067-14-6

CONTENIDO

PRESENTACIN

AUTORES

CUARTA PARTE: TEMAS RELACIONADOS

4. 1. Contaminacin atmosfrica - Artculo4. 2. Meteorologa marina4. 3. Pronstico del tiempo - Artculo4. 4. Cambio global

BIBLIOGRAFA


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ATLAS CLIMATOLGICO NACIONAL

PRESENTACIN

Dentro de la actual institucionalidad del sector ambiental, el Instituto de Hidrologa,Meteorologa y Estudios Ambientales IDEAM- adscrito al Ministerio de Ambiente,Vivienda y Desarrollo Territorial se ha consolidado como una institucin deinvestigacin cientfica cuya funcin est orientada a prestar apoyo cientfico alSistema de Informacin Ambiental, mediante el acopio, procesamiento y anlisis de

informacin, con el fin de que toda decisin en materia ambiental est debidamentesustentada y responda a cada necesidad en particular.

Otra de las tareas que el IDEAM debe cumplir dentro de las funciones que por ley lehan sido encomendadas, la constituye la oferta de informacin ambiental especializadaa sectores como el industrial, turstico, energtico, agropecuario, transporte, de obrase infraestructura, entre otros.

En una respuesta a las anteriores responsabilidades, la Subdireccin de Meteorologadel IDEAM ha editado el presente Atlas Climatolgico Nacional como un aportedestinado a los usuarios del sector productivo nacional. Este Atlas ha sido posible,gracias a la valiosa colaboracin de colaboradores y funcionarios de todos los niveles,desde el observador de la estacin meteorolgica, hasta el especialista que interpreta y

analiza la informacin. Se espera que esta publicacin se convierta en herramienta deconsulta inmediata de estudiantes, tcnicos y cientficos de las ms diversasespecialidades.

Con tal fin se ha tratado que la obra sea escrita en lenguaje sencillo y accesible a todaclase de usuarios, con abundante material grfico y cartogrfico que instruyan sobrelos ms diversos tpicos de que trata la climatologa y la meteorologa, en lo posibleaplicados a nuestro pas o al menos a las latitudes tropicales.

La obra est dividida en cuatro partes, a saber:

PRIMERA PARTE: Aspectos nacionales. Se describen conceptos generales de clima, losfactores que mayor influencia ejercen en el clima colombiano y se establecen los

patrones de circulacin predominantes en las latitudes tropicales con especial nfasisen Colombia. Tambin se ha incluido la descripcin de la red de medicin operada porel IDEAM.

SEGUNDA PARTE: Distribucin espacio temporal de las variables del clima. Se analizaun total de 10 variables bsicas, a saber: precipitacin total, numero de das con lluvia,temperatura media, mxima media y mnima media, humedad relativa y tensin devapor, radiacin global, brillo solar, evaporacin y por supuesto, las diferentesclasificaciones climticas, aplicadas a nuestro pas; adicionalmente, en un apartadoespecial referente a la agrometeorologa, se analizan variables deducidas, de especialutilidad para la agricultura, tales como la evapotranspiracin potencial, el ndice hdricoy el ndice de aridez y la longitud del perodo apto de crecimiento. Finalmente, sediscuten y analizan fenmenos de especial significancia para el comportamiento

climtico del pas, tales como el fenmeno de El Nio y de La Nia y fenmenosadversos de origen meteorolgico, como son la helada y la sequa.

Cada variable se expone en la siguiente forma:

Descripcin de su comportamiento espacial. Se representa por medio de mapas deisolneas o isoregiones. Los mapas fueron trabajados con el mdulo Arcview e


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interpolados por el mtodo IDW. Son vlidos a la escala que se presentan por locual no permiten detectar microclimas o comportamientos locales. Su utilidadbsica es la identificacin de patrones generales de comportamiento as como sucomparacin espacial con otras regiones de similar extensin. En ciertos casos,algunos mapas pueden presentar los denominados ojos de pescado, los cuales seha preferido no eliminar, luego de su respectiva validacin, precisamente porqueidentifican comportamientos locales que en casos particulares requerirn deestudios ms detallados.

Adicionalmente, se incluyen cuadros estadsticos con los valores representativos della variable analizada, para las principales ciudades del pas. Los estadsticosutilizados se refieren al perodo 1961 90, en la mayor parte de las variables. Sinembargo, en ciertos casos ha sido necesario utilizar perodos menores, en vista dela escasez de informacin. En cualquier caso, se ha acudido las herramientasestadsticas idneas, con el fin de asegurar la confiabilidad y estabilidad de lospromedios presentados.

TERCERA PARTE: Aspectos departamentales. El objetivo de este captulo es el decaracterizar el comportamiento espacio-temporal de la climatologa en forma msdetallada para cada departamento individualmente considerado. Para cadadepartamento se incluye:

Mapas de las variables climatolgicas ms representativas del medio tropical:precipitacin total anual, nmero de das con lluvia, temperatura media anual yclasificacin climtica por pisos trmicos y precipitacin.

Estadsticas de precipitacin, temperatura media, mxima media y mnima media,para los municipios de cada departamento con informacin confiable disponible.

Climadiagramas de precipitacin y temperatura para principales municipios yciudades de cada departamento. Esta representacin grfica es ampliamenteutilizada en climatologa y permite la comparacin de climas diferentes segn sea ladistribucin en la grfica de las curvas de precipitacin y temperatura mediasmensuales.

CUARTA PARTE: Temas relacionados. Se desarrollan en forma simple y con un objetivodidctico, algunas temas que permiten al usuario de cualquier nivel, comprenderciertos tpicos no muy conocidos, relacionados con las aplicaciones de la Meteorologaen aspectos de reconocida actualidad en la temtica medioambientalista del pas.Dentro de estos aspectos se cuenta la contaminacin atmosfrica, el cambio global y laMeteorologa marina. Tambin se ha credo til incluir algunas ideas sobre lasmetodologas de pronstico utilizadas en el trabajo operativo del Servicio Ambiental delIDEAM.


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AUTORES

DIRECTOR GENERAL

CARLOS COSTA POSADA

SUBDIRECTOR DE METEOROLOGA

MAX HENRQUEZ DAZA

AUTORES POR TEMA:

Supervisin y coordinacin General Maximiliano Henrquez DazaRed Meteorolgica Hugo Armando Saavedra UmbaPrecipitacin - Gonzalo Hurtado MorenoTemperatura - Jos Edgar Montealegre BocanegraHumedad Olga Cecilia GonzlezRadiacin Gloria Esperanza Len AristizbalVientos Jos Franklin Ruiz, Jorge Anbal Zea MazoEvaporacin Hugo Armando Saavedra UmbaAgroclimticos (ETP, ndice hdrico, Longitud perodo de crecimiento) GonzaloHurtado Moreno

Clasificaciones Climticas Gonzalo Hurtado Moreno, Olga Cecilia GonzlezConfort Olga Cecilia GonzlezOzono Gloria Esperanza Len AristizbalHeladas Ruth Mayorga MrquezSequas - Gonzalo Hurtado MorenoCirculacin general en Colombia Gloria Esperanza Len Aristizbal, Jorge Anbal ZeaMazoFactores locales Gloria Esperanza Len Aristizbal, Jorge Anbal Zea MazoVariabilidad climtica Jos Edgar Montealegre BocanegraEl Nio/La Nia en Colombia Jos Edgar Montealegre BocanegraContaminacin atmosfrica Jos Franklin RuizMeteorologa marina Jeimmy Yanely MeloPronstico del tiempo Gloria Esperanza Len Aristizbal

Cambio global Henry BenavidesMaterial Tercera parte Gonzalo Hurtado Moreno, Olga Cecilia GonzlezInformacin grfica y tablas Josu Alfredo Montaa Peraza


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CUARTA PARTE: TEMAS RELACIONADOS

74.1 Contaminacin Atmosfrica

Definiciones

Concepto general

La contaminacin atmosfrica se define como el fenmeno de acumulacin o

concentracin de contaminantes, definidos estos ltimos como fenmenos fsicossustancias o elementos en estado slido lquido o gaseoso, causantes de efectosadversos en el medio ambiente, los recursos naturales renovables y la salud humanaque, solos o en combinacin o como productos de reaccin, se emiten al aire comoresultado de la actividad humana, de causa naturales o de la combinacin de estas.

Adems de lo anterior, se debe tener en cuenta que, dentro de un ambiente urbanocomo rural, la calidad del aire, no depende solamente de las emisiones de gases ypartculas resultado de la operacin diaria de los diferentes sectores como elautomotor, agrcola, la construccin, el industrial, el domestico, etc., sino tambin delas condiciones meteorolgicas que la rodean, ya que ello, puede o no, favorecer ladispersin y trasporte de los contaminantes. En general, la concentracin de uncontaminante, es directamente proporcional a la emisin del mismo pero inversamenteproporcionales a la intensidad del viento y la Altura de Capa de Mezcla, es decir, si elviento es fuerte y la altura de mezcla es mxima, entonces el transporte y ladispersin son mayores y por lo tanto la concentracin del contaminante es menor,entonces, el efecto ms adverso a los receptores (seres vivos e inertes) ocurrencuando los vientos son dbiles y/o la altura de mezcla es muy baja (Ruiz, 2000);entendindose por Altura de Capa de Mezcla, el volumen atmosfrico disponible enniveles cercanos a la superficie donde los contaminantes realizan procesos detransporte y dispersin.

Definicin legal en Colombia

En la actualidad, el marco legal colombiano sobre normas de prevencin y control de lacontaminacin atmosfrica y la proteccin de la calidad del aire se rige por el decreto948 de 1995; sin embargo, a nivel nacional, an siguen vigentes las normas de calidaddel aire o niveles de inmisin (niveles de concentracin legalmente permisibles desustancias o fenmenos contaminantes presentes en el aire) relacionados en el decreto002 de 1982 y cuyos valores se relacionan en la siguiente tabla. A nivel de Bogot,rige la resolucin 1208 de 2003, en la cual se dictan normas de calidad del aire para elDistrito Capital.


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Tabla 1. Normas de calidad del aire vigentes en el pas

Clasificacin de los Contaminantes

De acuerdo a su origen, los contaminantes atmosfricos estn clasificados comoprimarios y secundarios. Los contaminantes primarios son aquellos emitidos a laatmsfera como resultado de un proceso natural o antropognico. Estos contaminantesestn presentes en la atmsfera en su mayor parte en la misma forma como fueronemitidos al medio ambiente, por ejemplo el monxido de carbono CO. Loscontaminantes secundarios se forman en la atmsfera como el producto de algunareaccin que podra ser, o no, fotoqumica, por ejemplo O3 y sulfatos (Gutirrez et. al.,1997).

Por su estado fsico pueden ser clasificados como gases o partculas. Los gasespresentes en la atmsfera como contaminantes, se comportan como el mismo aire;esto es, una vez difundidos no tienden a depositarse. En lo que apartculas se refiere,las de mayor tamao, se depositan con ms rapidez y producen sus efectos cerca de la

fuente, las de tamao mediano se alejan ms y se depositan a una cierta distancia dela fuente; mientras que las partculas ms pequeas se comportan casi igual a un gas,esto es, se mantienen suspendidas y son transportada por los vientos a distanciasmayores.

Por su composicin qumica, los contaminantes pueden ser clasificados como orgnicose inorgnicos. Los orgnicos se pueden definir como aquellos que contienen carbono e

PARMETRO VALOR DE LANORMA DECALIDAD(g/m3)

PERIODO DEMUESTREO

COMENTARIOS NORMALEGAL

1.500 3 horas Concentracin promediahoraria en 3 horas

Decreto02/1982

400 24 horas Concentracin promediahoraria en 24 horas

Decreto02/1982

Dixido deAzufre(SO2)

100 1 ao Promedio aritmtico de lasconcentraciones mediasdiarias en 365 das

Decreto02/1982

50.000 1 hora Concentracin promediahoraria

Decreto02/1982

Monxido deCarbono(CO)

15.000 8 horas Concentracin promediahoraria en 8 horas

Decreto02/1982

Dixido de Nitrgeno(NO2)

100 1 ao Promedio aritmtico de lasconcentraciones mediasdiarias en 365 das

Decreto02/1982

Ozono1 (O3) 170 1 hora Concentracin promediahoraria

Decreto02/1982

400 24 horas Concentracin promediahoraria en 24 horas

Decreto02/1982

Partculas Totales enSuspensin (PTS)

100 1 ao Promedio geomtrico, peropara todo el rango detamao de partculas

Decreto02/1982

80 Anual Promedio aritmtico de lasconcentraciones mediasdiarias en 365 das.

Resolucin1208/2003

DAMA(norma local)

Partculassuspendidas menoresa 10 micras (MP10)

180 24 horas Concentracin promediahoraria en 24 horas(promedio aritmtico)

Resolucin1208/2003

DAMA(norma local)


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hidrgeno, pudiendo contener adems otros elementos; los inorgnicos incluyen loscompuestos simples del carbono como son CO y CO2, partculas metlicas, xidos deazufre, xidos de nitrgeno, etc.

Medicin y unidades

Parte fundamental para definir la calidad de vida de la poblacin en materia ambientales el tema de calidad del aire, al cual se le hace seguimiento inmediato las redes quemiden su calidad, con el objetivo de establecer el nivel de contaminacin al cual estn

expuestas las personas, identificado las incidencias directas en la salud, los costosasociados a la contaminacin, entre otros.

Estas redes, constituidas por sensores manuales, semiautomticos o automticos,permiten medir al comportamiento de los diferentes contaminantes en el aire,particulares o gases y son la base para evaluar los niveles de contaminacin del aire,con el fin de obtener informacin apropiada y confiable que permita tomar decisionesa las diferentes autoridades ambientales, que orientan su gestin a mejorar la calidadde vida de la poblacin.

En la actualidad, Colombia cuenta con 19 redes de monitoreo de la calidad del aire(RMCA) dispuestas en diferentes regiones del territorio nacional, en donde se puedenencontrar sensores manuales, automticos y semiautomticos, e incluso la mezcla de

varios de estos. Igualmente, por las caractersticas del territorio colombiano, las redesdifieren de unas a otras en trminos de operacin e infraestructura, entre otros.

En total existen 107 estaciones de medicin de calidad del aire, de los cuales 6 sonunidades movibles. Estas estaciones cuentan con 150 equipos semiautomticos ver(tabla 2) y 187 equipos automticos ver (tabla 3) que monitorean partculassuspendidas totales (PST), partculas suspendidas menores a 10 micras (PM 2.5),dixido de azufre (SO2), oxido de nitrgeno (Nox) monxido de carbono (CO) y ozono(O3). De los 337 equipos automticos y semiautomticos existentes en el pas, 238 seencuentran actualmente en operacin, lo que equivale a un 70% de los equipos.

Tcnicas de muestreo en la RMCA

En el pas las redes de medicin siguen dos tcnicas: los muestreadoressemiautomticos y los analizadores automticos.

Muestreadores semiautomticos. Estos equipos recolectan las muestras decontaminantes por mtodos fsicos o qumicos para posterior anlisis en laboratorio.Por lo general toman un volumen conocido de aire y lo bombean a travs de uncolector (un filtro en el caso de las partculas o una solucin qumica para los gases),por un periodo de tiempo determinado. Depuse el colector es retirado y llevado allaboratorio para su anlisis. Esta tcnica ha sido empleada por mucho tiempoalrededor del mundo, por lo cual existen disponibles datos valiosos para lacomparacin de tendencias con otros lugares. Los factores que determinan la calidadde los datos obtenidos a travs de esta tcnica son los sistemas de muestreo (para losgases), el acondicionamiento de la muestra, los sistemas de gravimetra (parapartculas) y los procedimientos de laboratorio para gases como (SOX) y (NOX ).

Los sistemas semiautomticos, como los muestreadores de PST, MP 10 y SO2, sernadecuados para mediciones de estndares diarios y anuales, pero demandaranmayores esfuerzos operativos.


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Analizadores automticos. La informacin que genera este sistema de vigilanciapermite evaluar el comportamiento de los contaminantes atmosfricos, tanto en eltiempo como en el espacio. Adems, por la confiabilidad y oportunidad de los datosque genera, se emplea para definir polticas y estrategias de prevencin y control dela contaminacin, al igual que para evaluar la eficacia de los programas que seimplanten. Pueden proporcionar mediciones de tipo puntual con alta resolucin(promedios honorarios, o mejores), para la mayora de los contaminantes criterio (SO2, NO2 , CO, PST, MP10), como para otras especies importantes (HCT, HCM/ HCNM,COV etc.). Estas muestras pueden ser analizadas en lnea usualmente por mtodos

electro- pticos (absorcin UV, o de IRND, fluorescencia o quimioluminiscencia), y losdatos pueden ser transmitidos en tiempo real. Para obtener datos exactos, precisos yconfiables con esta tcnica, debe alcanzarse un estndar alto de mantenimiento y deoperacin, adems de un ajustado programa de aseguramiento y control de calidad.

Si se desea implementar una estrategia de medicin continua, los analizadoresautomticos proporcionan un cubrimiento temporal muy amplio y con relativamentepoco esfuerzo operacional. Si se logra ajustar adecuadamente un programa deaseguramiento y control de calidad, estos analizadores son muy adecuados paraobtener datos con un alto cubrimiento temporal y disponibilidad inmediata.

Considera mtodos como los equipos DOAS, que pueden medir en el mismo equipovarios contaminantes. Es un mtodo de medicin abierto, el cual consiste en tomar un

volumen dado en la atmsfera, entre el emisor de la radiacin y del receptor, que esvariable de cuerdo con las necesidades del seguimiento. Est basada en la ley de Beery Lambert, pero con la ventaja de que mediante el mismo haz de radiacin se midevarias distancias niveles de representatividad.


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Tabla 2. Nmero de equipos semiautomticos por corporacin

PARMETRO YPARMETRO YPARMETRO YPARMETRO Y

MTODO DEMTODO DEMTODO DEMTODO DE

MEDICINMEDICINMEDICINMEDICIN

ESTADOESTADOESTADOESTADO

DEL EQUIPODEL EQUIPODEL EQUIPODEL EQUIPO

C

ORP

OGUAJIRA

C

ORP

OGUAJIRA

C

ORP

OGUAJIRA

C

ORP

OGUAJIRA

CDMB

CDMB

CDMB

CDMB

CA

S

CA

S

CA

S

CA

S

CARDIQUE

CARDIQUE

CARDIQUE

CARDIQUE

AMVA

AMVA

AMVA

AMVA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

DA

GMA

DA

GMA

DA

GMA

DA

GMA

DAMAB

DAMAB

DAMAB

DAMAB

CORNARE

CORNARE

CORNARE

CORNARE

CV

C

CV

C

CV

C

CV

C

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

DAMA

DAMA

DAMA

DAMA

CORP

OB

OYA

CA

CORP

OB

OYA

CA

CORP

OB

OYA

CA

CORP

OB

OYA

CA

En operacin 1 13 1 3 PST (Gravimetra)

Sin operar 2 1 5

En operacin 1 2 2 2 1 5 1 MP

10(Gravimetra)

Sin operar 3 3 4 2 2 6 1 7

En operacin 6 1 5 SO2

(Pararrosanilina) Sin operar

En operacin 6 1 5 NO

x(Colorimetra)

Sin operar

En operacin CO (EspectometraIR no dispersiva) Sin operar

En operacin O3(N.A.)

Sin operar

En operacin 2 0 0 0 27 5 2 4 15 0 0 0 1 Total equipos

semiautomticos Sin operar 5 3 0 4 0 0 2 3 0 6 6 0 7


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Tabla 3 Nmero de equipos automticos por corporacin

PARMPARMPARMPARMETRO YETRO YETRO YETRO Y

MTODO DEMTODO DEMTODO DEMTODO DE

MEDICINMEDICINMEDICINMEDICIN

ESTADOESTADOESTADOESTADO

DELDELDELDEL

EQUIPOEQUIPOEQUIPOEQUIPO

CORP

OGUAJIRA

CORP

OGUAJIRA

CORP

OGUAJIRA

CORP

OGUAJIRA

CDMB

CDMB

CDMB

CDMB

CA

S

CA

S

CA

S

CA

S

CARDIQUE

CARDIQUE

CARDIQUE

CARDIQUE

AMVA

AMVA

AMVA

AMVA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

CORANTIO

QUIA

DA

GMA

DA

GMA

DA

GMA

DA

GMA

DAMAB

DAMAB

DAMAB

DAMAB

CORNARE

CORNARE

CORNARE

CORNARE

CV

C

CV

C

CV

C

CV

C

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

CORP

ON

OR

DAMA

DAMA

DAMA

DAMA

CORP

OB

OYA

C

CORP

OB

OYA

C

CORP

OB

OYA

C

CORP

OB

OYA

C

PST (Analizador

Beta)

En

operacin3

Sin

operar1

MP10 (Analizador

Beta)

En

operacin3 6 3 3 10 1

Sin

operar3 3

PM2,5 (Analizador

Beta)

En

operacin1

Sin

operar

SO2 (Fluorescencia

UV)

En

operacin2 4 3 3 1 7 1

Sin

operar3 3 2

NOX

(Quimioluminiscencia)

En

operacin3 3 3 3 1 6 1

Sin

operar3 6 2

CO (Correlacin IR) En

operacin4 2 3 3 5 3 1 3 1

Sin

operar4 3 4

O3 (Fluorescencia

UV)

En

operacin 3 1 4 3 5 3 4 2

Sin

operar4 1 2 1

Total equipos

automticos

En

operacin0 15 0 0 3 0 20 15 10 15 3 34 6

Sin

operar0 0 0 8 0 0 13 0 0 0 0 19 5


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UNIDADES DE MEDICIN

Es comn expresar la cantidad de un contaminante gaseoso presente en el aire como partes pormilln (ppm). As (Wark & Warner, 1998):

ppmaireantecontadevolumenes

gaseosoantecontadevolumen1

)min_(__10

_min___16

=

+

0.0001 por ciento en volumen = 1 ppm

La masa de un contaminante se expresa como microgramos de contaminante por metro cbico deaire. La frmula es:

3/

_mg

cbicometros

smicrogramo=

A 25C de temperatura y 101.3 Kpa de presin (1 atm) la relacin entre las partes por milln ylos microgramos por metro cbico es:

)10(5.24

_/33 molecularppmXpesomg =

UTILIDAD DE LA VARIABLE

La pregunta aqu es: por qu es necesario el control de la calidad del aire?

Algunas de estas sustancias, a determinadas concentraciones y dosis, pueden producir problemasa la vida del medio ambiente y el hombre. Su legislacin define claramente cul es el objetivoprimario que se necesita considerar. Esta evaluacin tiene sentido no tanto porque pueda ser unafuente de ingresos financieros para el pas, sino porque debe existir una conciliacin entre eldesarrollo con el menor impacto posible sobre el estado de la calidad del aire. Luego es

importante ver los tres niveles del problema (Sozzi, 1999): Problemas sanitarios para el hombre: visin sanitaria Problemas a la naturaleza visin ecolgica Problemas a la calidad de vida del hombre (visibilidad del aire, limitaciones deportivas,

deterioro de edificios, monumentos, etc.): visin de calidad de vida.

CALIDAD DEL AIRE EN BOGOTA

Para el caso urbano de la ciudad de Bogot, el anlisis de informacin suministrado por el DAMA(Departamento Administrativo del Medio Ambiente) en el Seminario Taller sobre Calidad del Airerealizado en febrero de 2001, dej entre ver emisiones de gases contaminantes que se arroja a la

atmsfera de la ciudad lo genera el sector vehicular, mientras que el restante 35% se lo aadena fuentes fijas, siendo el monxido de carbono el gas contaminante generado por fuentes mvilescon mayor aporte, presentado un valor del 99.39%, seguido por los xidos de nitrgeno (NOx)con un valor del 83%; la parte restante, es decir, el 0.61% de aportes de CO y 16,96% de NOx logeneran las fuentes fijas que se ubican en la ciudad. Lo anterior, trae consecuencias en la saludde los bogotanos ya que la inhalacin de dichos gases suele producir enfermedades que atacan lossistemas circulatorio, respiratorio y visual de los habitantes de la ciudad (Ruiz, 2000). El Ministerio


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del Medio Ambiente revel al Diario del Espectador en la Seccin Ambiental del 26 de febrero de2000, que Bogot, es la ciudad con el ndice de contaminacin ms alto en Colombia y que el 70%de esta problemtica es originada por el Monxido de Carbono que producen los automviles,sugiriendo la urgente necesidad de contar con mecanismos de control de este tipo decontaminacin.

El anlisis que se presenta a continuacin se hizo con los datos medidos que realiz el DAMAdurante el perodo 1997 a 2001 a travs de la red de monitoreo de calidad del aire que se ubica

dentro del casco urbano de la ciudad de Bogot y mostrados en la tabla 4 junto con la figura 1respectivamente.

Tabla 4. Ubicacin de las estaciones que componen la Red de Calidad del Aire del DAMA en Bogot

No. ESTACIN DIRECCIN LOCALIDAD1 U. del Bosque Transversal 9 No. 133 95 Usaqun2 Minambiente Calle 37 No. 8 40 Santa Fe3 Sony Music Autopista Norte No. 61 - 40 Kennedy4 Hospital Olaya1 Cra 10 esquina Av 1 (Hospital Olaya) Antonio Nario5 Universidad Nacional2 IDEA Edificio Camilo Torres Teusaquillo6 Carrefour Calle 80 Engativ7 Cazuc Calle 14 No. 6 54 entrada 1 Cazuc (Intecplast) Ciudad Bolvar

8 Escuela de Ingeniera Autopista Norte Km 13 Suba9 Central de Mezclas3 Autopista al Llano Calle 71-90 sur Usme10 Universidad Santo Tmas Cra 9 No. 72 90 Chapinero11 Universidad Juan N. Corpas Clnica Corpas Avenida Corpas Km 13 Suba12 Cade Calle 13 Calle 13 No. 37-35 (Cade Energa) Puente Aranda13 Merck Carrera 65 No. 10-95 Puente Aranda14 Fontibn Cra 95 No. 24-49 (Hilandera Fontibn) Fontibn

1 Trasladada al INEM de El Tunal2 Trasladada al IDRD3 Trasladada al parque Cayetano Caizales en Kennedy4 Desmontada


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Figura 1 Localizacin de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire (Los nmeros representan laslocalidades de la Tabla3)

As mismo, es importante tener en cuenta el tipo de trabajo por zonas, para asociar calidad delaire con actividad econmica que opera en cada localidad, esto se muestra en la Tabla 5.

Tabla 5. Caractersticas de las zonas en donde se encuentran ubicadas las estaciones (Benavides, 2000).

No.(LOCALIDAD)

ESTACIN ZONA

3 Sony Music7 Cazuc12 Cade Energa13 Merck

Zona industrial con alto trfico vehicular y uso residencial

1 Universidad El Bosque

2 MMA

4 H. Olaya

5 Universidad Nacional

10 Universidad Santo Toms

Alto trfico vehicular, uso residencial, comercial e institucional

6 Carrefour

14 Hilandera-Fontibn

11 Corpas

Alto trfico vehicular y uso residencial y comercialZona de baja densidad poblacional y bajo trfico vehicular


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Variabilidad espacial

El sector de Bogot que tiene las mayores concentraciones de contaminantes dentro del cicloanual, corresponde al centro y suroeste de la ciudad (Ver Fig. 2), reflejo de esta situacin seobserv en los valores de concentracin de distintos gases registrados en las estaciones decalidad de aire localizadas en el Olaya, Sony Music, Cazuc y Cade de la Calle13.Afortunadamente, algunos de estos lugares estn favorecidos por los vientos ms intensos de laciudad (Ver Fig. 2), en donde al parecer el impacto adverso de las emisiones a la calidad del aire

es mayor (Ruiz, 2000).

Figura 2. Promedio de la velocidad del viento en Bogot


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Figura 3. Promedio anual de concentracin de gases y partculas en Bogot

CICLO ANUAL

Dixido de azufre (SO2), xidos de nitrgeno ( NOx) y material particulado (MP10)En general, el dixido de azufre, los xidos de nitrgeno y el material particulado MP10 en lamayora de las estaciones presenta un comportamiento bimodal en los valores de concentracin(Ver Fig. 3). Los valores mnimos se encuentran entre diciembre enero; poca asociada a mayorradiacin y crecimiento de altura de mezcla y entre julio agosto, esta segunda temporadacaracterizada por los vientos propios de la poca. Los valores mximos se ubican entre febrero abril y octubre noviembre; cuando la nubosidad y/o los vientos dbiles prevalecen (Ruiz, 2000).

VARIACION MENSUAL DE SO2, NOX Y MP10 EN LA ESTACION U.SANTO TOMS

0

10

20

30

40

50

60

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

MESES

SO2 (ppb) NOx (ppb) MP10(ug/m3)

Figura 4. Variacin mensual de contaminantes (Estacin Universidad Santo Toms)


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Monxido de carbono - CO

La mayora de estaciones de calidad del aire que miden monxido de carbono, se ubican al sur dela ciudad, excepto las estaciones del Ministerio del Medio Ambiente y la Universidad de Corpas quese sitan al centro y norte de la ciudad respectivamente.

La variabilidad anual del monxido de carbono no es muy homognea en toda la ciudad; sinembargo, la informacin analizada con lnea de tendencia (polinomio de orden 5) resaltada concolor negro, muestra un ciclo bimodal con mnimos valores entre diciembre enero y alrededor dejulio agosto; excepto en la estacin ubicada en la Universidad de Corpas, donde se identificarontres valores mnimos a lo largo de ao especialmente hacia los meses de enero, mayo ynoviembre. As mismo, en la Fig. 4 es fcil ver que los perodos de mximas concentraciones demonxido de carbono para las series bimodales, no tiene un comportamiento igual en todos lossectores de Bogot. En la estacin de Sony Music, se observa que hacia el segundo semestre delao la tendencia es ascendente; mientras que en el resto de las estaciones, es en el primersemestre, alrededor de marzo, donde se presenta esta situacin para dicho gas (Ruiz, 2000).

Universidad Corpas

0,5

0,7

0,9

1,1

1,31,5

1,7

1,9

E F M A M J J A S O N D

meses

ppm

Ministerio del Medio Ambiente

1,0

1,5

2,0

2,5

3,03,5

4,0

4,5


meses

ppm

Sony Music

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0


meses

ppm

Olaya

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5


meses

ppm

Cazuca

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5


meses

ppm

Figura 5. Variacin mensual de Monxido de Carbono (ppm) en los puntos de medicin de la red de calidaddel aire del DAMA (Ruiz, 2000).

Ozono - O3

En el caso de ozono, la informacin muestra un mnimo de concentraciones hacia mitad de ao y,dos mximos alrededor de febrero marzo y el otro hacia el mes de noviembre. Sin embargo, seobserva que el primer periodo de mximos mencionado, es ms crtico para la calidad del aire enlas tres estaciones analizadas (Ver Fig.5).


17/53

Universidad Nacional

10

12

14

16

18

20

22

24


meses

ppm

Sony Music

5

10

15

20

25


meses

ppm

Cazuca

10

15

20

25

30


meses

ppm

Figura 6. Variacin mensual de Ozono (ppb) en los puntos de medicin de la red de calidad del aire del DAMA(Ruiz, 2000).

CICLO DIARIO

Las concentraciones de los gases y partculas en el ciclo diario, igualmente dependen de lascondiciones meteorolgicas como de la produccin diaria de emisiones de gases y partculas de lossectores que las generan. En este ciclo, para todos los gases y partculas, se caracteriza porpresentar dos valores mximos a lo largo del da (Ruiz, 2000); el primer valor mximo tiene lugarentre las 9 y 10 de la maana para gases como el SO2, NOx y CO y, alrededor de las 10 u 11 de lamaana para partculas y ozono; el mximo de este ltimo, surge ms tarde debido a que esperalas reacciones propias de los xidos de nitrgeno con la radiacin ultravioleta suministrada por elSol. El segundo valor mximo se acenta muy ligeramente hacia las 5 de la tarde y muchas vecesse hace poco notorio (Ver Fig. 6)

El parque vehicular de Bogot, en la mayora de las vas presenta sus mximos volmenes en lasprimeras horas de la maana y al finalizar la tarde y esto, en parte explicara la razn por la cualse encuentran los dos mximos en los valores de concentracin a lo largo del da. Ahora, lapregunta es: porqu en las tardes dicho valor es menor que en horas de la maana?. Surespuesta podra darse desde el punto de vista meteorolgico bajo el supuesto que las emisionesde las otras fuentes fijas permanezcan constantes a lo largo del da; ya que la Altura de Capa deMezcla es ms elevada en horas de la tarde que en horas de la maana, permitiendo as mayortransporte y dispersin de los contaminantes (Ruiz, 2000).


18/53

Ciclo Horario Santo Toms

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Horas

Promedio de SO2 (PPB) Promedio de NO (PPB) Promedio de NO2 (PPB)

Promedio de PM10 (ugm3) Promedio de NOx (PPB)

Figura 7. Ciclo diario de las concentraciones (Estacin Olaya)

Calidad del aire en otros sectores del pas

El anlisis que se presenta a continuacin, hace parte de la publicacin del Informe Anual Sobreel estudio del medio Ambiente y los Recursos Naturales Renovables en Colombia, publicado por

IDEAM en 2004.

rea Metropolitana del Valle de Aburr

El rea metropolitana del Valle de Aburr cuenta con una red de monitoreo de calidad del aire,RMCA, constituida por 18 estaciones fijas que monitorean PST; 3 equipos que monitorean PM10; 2equipos para monitorear CO; 6 equipos para monitorear SO2 y NO2; un equipo de monitoreo de O3y un equipo de meteorologa. La RMCA del Valle de Aburr posee informacin sobre concentracinde contaminantes desde el ao 2001. En la Fig. 10, se muestra la jurisdiccin del reametropolitana en donde se encuentran localizadas las estaciones de la RMCA.


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Figura 8. Jurisdiccin rea metropolitana del Valle de Aburra en donde se encuentran localizadas lasestaciones de la red de monitoreo de la calidad del aire

En Fig. 8, se presenta el promedio anual de PST (calculado como el promedio geomtrico de lasconcentraciones diarias) para el ao 2003, en las estaciones localizadas en el rea metropolitanadel Valle de Aburr, en donde se observa que 7 de las 18 estaciones superan la norma nacional de

calidad del aire (100 g/m3).

103

8880 82

95

6877 78

57

101

115

101 103 103

78

141

80

0

20

40

60

80

100

120

140

160

PST(g/m3)

Promedio Anual Norma Nacional

Figura 9. Concentracin anual de Partculas suspendidas totales (PST) para el ao 2003 en las estaciones dela RMCA del rea metropolitana del Valle de Aburra. Fuente: Red aire, 2004

Cali, Yumbo y Palmira

El comportamiento de la calidad del aire en la ciudad de Cali es monitoreado por la red delDagma, mientras que en los municipios del Valle del Cauca, como Yumbo y Palmira, la medicinde la calidad del aire se realiza a travs de estaciones fijas y de campaas de medicin realizadaspor la CVC. La ciudad de Santiago de Cali cuenta con una red de monitoreo de calidad del aire,RMCA, constituida por 8 estaciones fijas y una unidad mvil. Esta red inici operacin a mediadosde 1999; en el ao 2000 sali de operacin durante un tiempo aproximado de 2 aos y se puso a


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punto de nuevo en abril de 2003.Las estaciones de monitoreo que componen la red estn dotadasde instrumentacin para el anlisis de PM10, SO2, NO2, O3, CO e Hidrocarburos Totales Metnicosy No Metnicos (HTMNM). Asimismo, cuentan con instrumentacin meteorolgica para el anlisisde temperatura, humedad relativa, presin baromtrica, radiacin solar, precipitacin, velocidad ydireccin del viento. En la Fig. 9, se muestra la localizacin de las estaciones de la RMCA de Cali.

Figura 10. Localizacin de las estaciones de la red de monitoreo de Calidad del Aire de Cali

En la Fig. 11,se puede observar que las estaciones ubicadas en las zonas norte (CDAV) y centrode la ciudad (Calle 15) superan la norma anual de calidad del aire para PM10 establecida por laAgencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (50 g/m3); mientras que los valorespromedio anuales para SO2 y NO2 se encuentran por debajo de la norma de calidad del airenacional.

0

10

20

30

40

50

60

70

CDAV

BA

PDD

CVC

ERA

Univalle

Calle15

MP10(g/m3)

Promedio anua l Norma EPA

0

10

20

30

40

50

60

CDAV

BA

PDD

ERA

Univalle

Calle15

MP10(g/m3)

SO2 NO3 Norma SO2 Norma NO3

Figura 11. Concentracin promedio anual de PM10, SO2 y NO2 entre abril de 2003 y marzo de 2004

Fuente: Dagma, 2004

Para las ciudades de Yumbo y Palmira en la Tabla 6, se presentan los resultados de las campaasde medicin (estaciones mviles) y los reportes de las estaciones fijas en los ltimos aos, endonde se observa que los niveles de PM10, NO2 y SO2 presentan valores ms altos en el sector


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Acopi que en el centro de Yumbo. En Palmira se observa un aumento en la concentracin de PM10y CO; y una disminucin de SO2, en los perodos reportados.

Tabla 6. Concentracin de PM10, NO2, SO2 y CO en Yumbo y Palmira

YUMBO PALMIRACENTRO ACOPI

CONTAMINANTE

Estacin fija

Mayo aseptiembre de

2001

Unidad mvil

Diciembre de1998 a enero

de 1999

Estacin PM10

Septiembre de2000 a enero

de 2001

Unidad mvil

Julio aseptiembre de

1999

Ao1999 Ao2001

PM10 (g/m3) 30,5 68,0 70,0 84,0 43,1 54,1O3 (ppb) 21,2NO2 (ppb) 9,9 183,7 10,1SO2 (ppb) 11,2 28,2 17,8 5,2 4,9CO (ppm) 0,4 1,2 0,9 1.2

Fuente: CVC 2004

rea Metropolitana de Bucaramanga

El rea metropolitana de Bucaramanga cuenta con una red de monitoreo de calidad del aire,RMCA, constituida por 5 estaciones fijas, que inici operacin a partir del ao 2001. Lasestaciones de monitoreo que componen la RMCA estn dotadas de instrumentacin para elanlisis de PM10, SO2, NO2, O3 y CO. Asimismo, cuentan con instrumentacin meteorolgica parael anlisis de temperatura, humedad relativa, presin baromtrica, radiacin solar, precipitacin,velocidad y direccin del viento. En la Fig. 12,.se muestra la localizacin de las estaciones de laRMCA del rea metropolitana de Bucaramanga.

Figura 12. Localizacin de las estaciones de la red de monitoreo de calidad del aire del rea metropolitana deBucaramanga

En la Tabla 7, se presenta la concentracin promedio anual de PM10, SO2, NO2 y CO, en donde seobserva que el contaminante ms significativo es el PM10, con valores que superan la norma decalidad del aire establecida por la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (50g/m3).


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Tabla 7. Concentracin de PM10, NO2, SO2 y CO en el rea metropolitana de Bucaramanga

AOCONTAMINANTE UNIDAD

2001 2002 2003PM10 (g/m3) 50,8 56,2 57,0SO2 (ppb) 4,5 4,8 6,2NO2 (ppb) 14,6 16,4 15,6CO (ppm) 1,2 1,1 1,1

Fuente: CDMB, 2004. Clculos realizados por el IDEAM

La calidad del aire por sectores se presenta en la Fig. 12, en donde se muestra que en la estacinCentro se registra la mayor concentracin de todos los contaminantes medidos, seguida por laestacin Chimit. Por otra parte, los valores registrados para MP10 en las estaciones Centro yChimit superan la norma establecida por la Agencia Ambiental de los Estados Unidos (50 g/m3),mientras que la concentracin anual de los dems contaminantes, se encuentra en todas lasestaciones por debajo de la norma nacional. En la figura 12 se puede observar que laconcentracin anual de PM10, SO2 y NO2 ha crecido de manera sostenida durante el perodo 2001a 2003 en las estaciones Centro y Chimit. Respecto al CO se observa un comportamientorelativamente constante en todas las estaciones durante el perodo de anlisis.

6257

34

6763

39

72

59

41

0

20

40

60

80

100

Centro Chimit Florida

PM10(g/m3)

2001 2002 2003 Norma EPA

5,53,4

6,03,8

8,5

3,8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Centro Chimit

SO2(ppb)

2001 2002 2003 Norma Nacional

21

8

23

10

27

10

4

0

10

20

30

40

50

60

Centro Chimit Norte

NO2(

ppb)


5,53,4

6,03,8

8,5

3,8

0

5

10

1520

25

30

35

40

Centro Chimit

SO2(ppb)


Figura 13. Concentracin anual de MP10, SO2, NO2 y CO para el rea metropolitana de Bucaramanga entre2001 y 2003.Fuente: CDMB, 2004

4.2 METEOROLOGA MARINA

INTRODUCCIN

La Meteorologa marina trata de la aplicacin de la ciencia y de los servicios meteorolgicos a lasactividades de alta mar, las aguas costeras y las aguas interiores, ya que el estado superficial delmar, est estrechamente relacionado con el comportamiento de la atmsfera en niveles bajos,debido a que la circulacin de la capa superior del ocano esta controlada principalmente por lossistemas de viento. Cuando el viento sopla sobre el ocano en una determinada direccin, ejerce


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una fuerza de arrastre en la misma direccin dando origen a diversas corrientes marinas. Asmismo, el movimiento de la masa de agua impulsada por el viento, se ve afectada por la fuerzade Coriolis, siendo desviada hacia la derecha en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en elhemisferio Sur. Las corrientes ocenicas superficiales inducidas por el viento en la reginecuatorial, estn dirigidas desde el este hacia el oeste, ya que los vientos superficialespredominantes en esta rea soplan en dicho sentido.

PROCESOS FSICOS EN EL MEDIO OCANO ATMSFERA

Aunque la tendencia es siempre pensar que la parte gaseosa de nuestro planeta explica el clima,la parte lquida del planeta tambin lo hace. Atmsfera y ocano interactan trmica, hidrolgica ydinmicamente, es decir, intercambian calor, agua e mpetu. El ocano es el principal reguladordel clima. Sin embargo, la capa ocenica que acta en el clima es relativamente superficial (unasdecenas de metros) comparada con la profundidad media del ocano (3.8 km) y a esta capa se lellama capa mezclada, en virtud de que esta en constante agitacin por las olas, las corrientes,etc., y por lo mismo presenta una temperatura verticalmente uniforme. Este espesor depende dellugar y de la poca del ao. En el fondo de la capa mezclada (150 200 metros) comienza latermoclina; en ella la temperatura disminuye conforme aumenta la profundidad. Las capasocenicas que subyacen a la mezclada reaccionan a los cambios trmicos con siglos o milenios deretraso. En el ciclo anual, esto es fcil de ver: El Sol es la fuente primordial de calor y el da que

menos radiacin recibe el hemisferio norte es el 21 de diciembre, pero este no es el da ms frodel ao; las temperaturas ms bajas se registran hasta finales de enero, el ocano es la causa delretraso de un mes en la respuesta del clima al Sol, pues tiene que perder el calor ganado enverano para que el clima se enfre, esto le lleva aproximadamente un mes. Esta propiedad deresistirse al cambio de temperatura se le conoce como calor especfico (o capacidad calorfica).

De acuerdo con trabajos de algunos investigadores, el efecto invernadero (resultado del aumentoCO2 atmosfrico (Najjar, 1995)) ya debera notarse como el incremento de la temperatura; elhecho de que esto an no se registre claramente, significa, al parecer, que las capas profundasdel ocano estn respondiendo muy lentamente (calor especfico alto) y, por lo tanto, retrasandoel calentamiento global. Naturalmente, esta discrepancia entre lo que calculan y lo observado,indica que el comportamiento del mar no esta bien representado en los modelos de circulacinglobal climtica.

Volviendo a la capa mezclada, a pesar de ser relativamente delgada representa un gran reservoriotrmico (enorme comparado con el continente), que si no existiera, producira veranos muchosms ardientes e inviernos muchos ms glidos.

En la interfaz ocano-atmsfera ocurren ms cosas, a saber: intercambio vertical de calor sensibley de calor latente. Por ejemplo, si el agua tiene mayor temperatura que el aire, aquella calienta aste; esto se llama transporte de calor sensible del ocano a la atmsfera, y es mayor, cuantomayor sea la diferencia de temperatura (a esta diferencia espacial se le conoce con el nombre degradiente); pero este transporte vertical no solo depende del gradiente vertical de temperatura,sino tambin de la velocidad horizontal del viento; el calor pasa del ocano a la atmsfera segnesta velocidad. Este proceso es turbulento y difcil de evaluar.

El transporte de calor latente consiste en que el agua del mar se evapora y humedece el aire; sellama latente, porque este calor no lo siente la atmsfera, sino hasta despus, cuando el vapor secondensa, forma nubes y libera ese calor a la troposfera. Sin embargo, aunque la evaporacin nocalienta inmediatamente el aire que la recibe, si enfra al agua que pierde ese vapor; es decir, queel mar pierde calor al evaporar su agua De otra parte, el transporte de calor latente no solo


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depende del viento y del gradiente de temperatura, sino tambin de la humedad relativa del aire;cuando ms seco este, la evaporacin es mayor.

CORRIENTES MARTIMAS EN COLOMBIA

Para el Caribe colombiano, las corrientes superficiales ms importantes son: la Corriente delCaribe que en su desplazamiento hacia el noreste forma un rea de influencia que puede llegar

hasta el Golfo de Morrosquillo y, la Contracorriente de Colombia (entre el Golfo de Urab y laesquina sur de la plataforma continental de Nicaragua produciendo una corriente de giro ciclnicoque bordean la costa de este-oeste (en el borde sur) y oeste-este (en el borde norte)respectivamente) ocasionada por la variacin de la intensidad y direccin de los vientos Alisios,interrelacionndose con el proceso de surgencia colombiano avanzando hasta La Guajira dondesus aguas son desviadas y arrastradas por la Corriente Central del Mar Caribe. Se ha identificadopara esta zona la presencia de masas de agua Superficial Ecuatorial Tropical, SubsuperficialTropical, Subantrtica Intermedia y Profunda del Pacfico (Melo, 2002 - 2003). Estas corrientessuperficiales obedecen al patrn de vientos dominantes de la poca; la Corriente Caribe con losalisios que proceden del noreste-este y la Contracorriente con los vientos del suroeste-oeste. Porlo general nunca coinciden cerca de la costa. La Corriente Caribe es adyacente al litoral cuando losalisios estn en plena actividad durante las temporadas secas (mediados de diciembre-abril) y(julio-mediados de agosto) y la Contracorriente, en cambio, solamente se siente cerca de la costadurante las temporadas hmedas (mayo-junio) y (septiembre-noviembre); por tal razn, laocurrencia de una fuerte divergencia en el campo de viento cerca al Golfo de Morrosquillo, creacondiciones para el desarrollo de procesos de surgencia, caracterizados por la presencia de aguascon temperaturas relativamente bajas y altas salinidades durante todo el ao, con una marcadaestacionalidad.

Teniendo en cuenta lo anterior, existen dos tipos de corrientes marinas estacionales que afectanel Caribe Colombiano; las superficiales (Corriente Caribe y Contracorriente de Colombia)y laCorriente ascensionalque afecta la costa colombiana y es tambin denominada afloramiento osurgencia.

En el Pacfico colombiano, se encuentran corrientes superficiales que responden generalmente alcomportamiento de los vientos y al desplazamiento de la Zona de Convergencia Intertropical(ITCZ); siendo las ms importantes: la Corriente Ecuatorial del Norte (que se origina en labaha de Panam con desplazamiento hacia el oeste a nivel de los 12 de latitud norte), laContracorriente Ecuatorial del Norte (originada en el Pacfico Central con desplazamientohacia las aguas del Pacfico colombiano y manifiesta su mayor intensidad en los meses de mayo adiciembre), la Corriente del Golfo de Panam (que es ciclnica y puede alcanzar 150 cm/s dediciembre a abril cuando soplan con intensidad los Alisios del norte, pero su velocidad disminuye a50 cm/s de mayo a junio) y la Corriente de Colombia, que se mueve en sentido contrario de lasmanecillas del reloj y se intensifica en los meses de noviembre y diciembre cuando los vientos delsureste son ms fuertes; sta corriente, por transporte de Eckman (transporte masivo de aguasuperficial y subsuperficial), es desviada al este produciendo un ascenso en el nivel del mar haciala costa, transportando adems, Agua Ecuatorial Subsuperficial y Agua Ecuatorial Central conpresencia de Agua Intermedia Antrtica y Agua Profunda del Pacfico.

VARIABLES DE OBSERVACIN.

Las observaciones y medidas in situ de las variables en el medio ambiente aire mar, presentandificultades porque es difcil encontrar condiciones normales y representativas para efectuarobservaciones. El efecto del movimiento del buque y la influencia del mismo en la temperatura delaire, en el viento, en la precipitacin y en la humedad, hacen difcil la eleccin del lugar ideal de la


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observacin y del mtodo que ha de utilizarse. Sin embargo, la medicin indirecta a travs desensores remotos localizados en satlites artificiales y boyas, han ayudado a tener cubrimientoglobal en todas las reas martimas del mundo, aportando no slo conocimiento meteorolgico enel campo ocenico sino en distintas ciencias como la biologa marina, la oceanografa y la fsica(color y luz del ocano) entre otras.

Generalmente, se realizan mediciones de elementos meteorolgicos que se hacen sobreestaciones meteorolgicas ubicadas en tierra y bajo las normas implementadas por la O.M.M.

(Organizacin Meteorolgica Mundial) tales como: Tiempo presente, tiempo pasado, direccin yvelocidad del viento, nubosidad, tipo de nubes, visibilidad, temperatura, humedad, presinatmosfrica y tendencia de presin atmosfrica, pero incluyendo variables ocenicas como:

Temperatura superficial del mar Direccin y velocidad del viento Direccin del movimiento de las olas Perodo de las olas Altura de las olas

E incluso Hielos marinos. No obstante, para poder comprender complejos fenmenos fsicos querigen el tiempo y clima en los ocanos como los descritos en la seccin anterior, los meteorlogosespecializados en este campo, tienen conocimiento de la estructura subsuperficial de los ocanosy hacen mediciones al menos hasta la capa inferior de la termoclina (500 - 1000 metros deprofundidad). Dentro de dichas variables se encuentran la temperatura subsuperficial, salinidad yconductividad, densidad, acidez y alcalinidad e incluso CO2.

UNIDADES DE MEDICIN

A continuacin se hace referencia a las unidades estndares ms utilizadas en la medicin de lasvariables que se abordan este trabajo:

Tabla 8. Unidades de medicin ms utilizados en las variables de meteomarinas

VARIABLE UNIDADES

Direccin y velocidad del viento m/seg, k/h o nudoTemperatura Superficial del mar CDireccin del movimiento de las olas Grados CelsiusPerodo de las olas SegundosAltura de las olas Metros o centmetros


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METODOLOGA

Para la realizacin de la caracterizacin climtica en aguas martimas colombianas, se utiliz lainformacin de punto de grilla (2.5X2.0) que ofrece el modelo de baja resolucin AVN en elanlisis de tiempo real para las siguientes variables (Ver Fig. 13):

Velocidad y direccin del viento Periodicidad, direccin y altura de la ola.

Figura 13. Dominio espacial de clculo AVN

En el campo de la Temperatura Superficial del Mar (TSM), se utiliz la informacin de 4 km quebrinda la serie marzo de 1998 a abril del 2002 (Rojas y Pabn, 1998) , obtenida en el IDEAM, conmiras a identificar zonas clidas y fras de las reas martimas colombianas, a travs del sensorAVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), mediante el procesamiento de anlisismulti-espectral de estas seales a travs del Software METPRO con el siguiente dominio de clculo:Caribe 8 18N con 69 82W - Pacfico 1 - 9N con 77 86W.

Este sensor es un radimetro de escano de banda ancha, localizado en los satlites de rbita

polar NOAA-12 y NOOA-14 girando en torno a la Tierra 14 veces al da a una altura de 833 km.Este sensor permite obtener la TSM tomando mediciones mediante el uso de los canales 4 (10.3 11.3 micras, infrarrojo trmico lejano para medicin de TSM y nubosidad, muestra solo la emisintrmica de la regin en observacin) y 5 (11.5 12.5 micras, infrarrojo trmico lejano), loscuales son capturados por el sistema HRPT (High Resolution Picture Transmisin) en una estacinterrena.

La temperatura superficial del mar fue calculada de los datos del AVHRR con las ecuacioneslineales del MCSST (temperatura superficial del mar de varios canales) proporcionadas porNOAA/NESDIS. El MCSST indica el uso de datos de los canales anteriormente mencionados (4 y 5)para calcular la temperatura y para corregir la atenuacin atmosfrica debido al vapor de agua.

El algoritmo de MCSST se describe en McClain et el al. (1985), y tiene la forma:

dTTcTTbaTMCSST +++= )1)(sec()(54544

Donde, T4 y T5 son las temperaturas de los canales 4 y 5 del sensor en C, el ngulo del zenitdel satlite y, a, b, c, d son constantes que se relacionan en la siguiente tabla:


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Tabla 9. Constantes que usa el algoritmo MCSST

Satlite a b c dDa 0.963563 2.579211 0.242598 263.006NOOA 12Noche 0.967077 2.384376 0.480788 263.94Da 1.017342 2.139588 0.779706 278.43NOAA 14Noche 1.029088 2.275385 0.752567 282.24

La validez de los datos de TSM del AVHRR est sustentada en comparaciones con datos in situ deTSM obtenidos del Crucero realizado en el ao 2001 y 2002 por el Centro de Control deContaminacin del Pacfico (CCCP, 2001-2002) y los resultados obtenidos por diferentes autorespara diferentes aplicaciones (Castillo y Vizcano, 1992; Castillo y Osorio, 1993; Arias, 1994;Andrade, 1995).

Para la serie de mediciones y en ambos casos, simplemente se realiz la variacin estacionalobservando los campos medios en cada uno de los meses.

Definicin de las variables usadas en el anlisis

Viento

Es el movimiento del aire tanto horizontal como vertical en la atmsfera. Se denominapropiamente viento, a la corriente que se desplaza en el sentido horizontal; mientras que losmovimientos verticales suelen denominarse conveccin (si es ascendente) y subsidencia (si esdescendente). El viento es un vector constituido por direccin y magnitud. La direccin, enmeteorologa, se designa siempre de donde sopla el viento, mientras que la magnitud representala velocidad de movimiento del aire.

Oleaje

El viento es el responsable de la generacin de oleaje que se desplaza por la superficie del agua yjuega un papel muy importante en la modificacin de la lnea de costa. Todas las olas excepto lascausadas por la erupcin del mar y los efectos de las mareas, tienen origen por el movimiento delaire; sin embargo, por inercia, el movimiento de las olas puede persistir incluso despus de que lafuerza del viento ha desaparecido (Lizano, 2001).

Las olas, son movimientos ondulatorios, oscilaciones peridicas de la superficie del mar, formadaspor crestas y depresiones que se desplazan horizontalmente y caracterizadas por:

Longitud de la ola (L): distancia horizontal entre dos crestas o dos depresiones sucesivas Periodo (T): tiempo, contado en segundos, entre el paso de dos crestas sucesivas por un

mismo punto. Altura (H): distancia entre cresta de la ola y nivel medio del mar Pendiente: Relacin entre la altura y la longitud de la ola Amplitud (A): distancia entre la cresta y depresin de la ola Velocidad de propagacin: es la razn longitud de la ola con respecto al perodo. Direccin de propagacin: en este documento, nos referiremos a ella siempre de donde viene


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Temperatura superficial del mar

Temperatura como tal, es el resultado de una sensacin fra o caliente, pero mas cientficamente,la temperatura de un cuerpo, es la condicin que determina si el cuerpo es apto para trasmitircalor a otros o para recibir el calor trasmitido por estos. Los cambios de temperatura son muyimportantes sobre los cuerpos ya que estos pueden cambiar sus caractersticas fsicas (se dilatano comprimen) o pueden cambiar su estado, por ejemplo, la congelacin (liquido a slido), laevaporacin (lquido a gas), etc.

En el caso de la Temperatura Superficial del Mar, la temperatura que ha de observarse debe serrepresentativa de las condiciones que existen en la capa de mezcla situada inmediatamente pordebajo de la superficie libre del ocano, generalmente entre 1 y 10 metros de profundidad,dependiendo del grado de turbulencia en la capa mezclada (Giraldo, 1994). En la medicin in situ,los termmetros utilizados para este fin deben poseer sensores con una capacidad calorfica baja,reaccin rpida y disponer de una escala robusta de fcil y clara lectura. Adems, se debe teneren cuenta que la muestra de agua no se halle sometida a influencias externas tales como lascausadas por el mismo buque, por ejemplo el agua de refrigeracin procedente de los motoresque cae fuera del buque y calienta el agua de mar y sus inmediaciones. En el caso de los sensoresremotos, el sensor Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) localizado en el satliteNOAA-12 y NOAA-14 convierte sus medidas de radiacin en Temperatura Superficial del Mar a

travs de algoritmos sofisticados como el explicado en la seccin anterior.A nivel global, la distribucin promedio de temperatura superficial del mar es zonal: las isotermasde temperatura corren de este a oeste; En los bordes orientales de los ocanos, la temperaturadisminuye por el afloramiento de aguas subsuperficiales mas fras (por ejemplo, en la costa oestede Norteamrica o de Sudamrica), con lo cual emergen corrientes fras que bajan desde los polospuede hacer que este patrn zonal tambin se rompa (como es el caso de la Corriente deLabrador sobre la costa este de los Estados Unidos).

Utilidad de la variables meteomarinas

Operativamente, los pronsticos de meteorologa marina en el corto plazo, ayudan a los usuarios(navegantes, pesqueros, etc.) de embarcaciones, de distinta envergadura, a tomar decisiones en

alta mar, con el fin de sacar provecho de los beneficios que ofrece el mar y evitar las adversidadesque ste puede generar por el paso de sistemas sinpticos como frentes, ondas tropicales,huracanes, etc., que en el campo atmosfrico, pueden generar vientos fuertes acompaados conrfagas, precipitaciones con tormentas elctricas y, en el componente marino; mar picado, altooleaje, marejadas, entre otros.

A las flotas de pesca les interesa especialmente disponer de informacin de temperaturasuperficial del mar, ya que en ocasiones buscan bancos de peces con el conocimiento de estavariable. As mismo, a travs de esta variable, es posible inferir sobre otros procesos fsicos,qumicos y biolgicos debido a que influye en el comportamiento de gran parte de ellos. Hay porejemplo una relacin muy estrecha entre la temperatura de la superficie del mar, la salinidad ydensidad del agua superficial; tambin entre la temperatura superficial del mar (TSM) y laactividad biolgica. A travs de la temperatura superficial del mar (TSM) es posible hacerseguimiento a procesos de interaccin con la atmsfera como la evaporacin y el flujo de energaque intervienen en el clima.

Por lo expuesto anteriormente, las mediciones en meteorologa marina pueden ayudar a resolvertres problemas:


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Operaciones de embarcaciones en alta mar. Estudios sobre clima ( por ej.: Fenmeno El Nio/La Nia). Explicacin de patrones de cambio climtico y global. Identificacin del potencial socioeconmico y ambiental de regiones costeras.

Comportamiento espacial y estacional de las variables meteomarinas en aguasmartimas colombianas

Temperatura superficial del mar

En la figura 2 se presenta la distribucin espacial de los promedios multianuales (perodo 1998-2002) de TSM para los diferentes meses del ao. Para el Caribe, el comportamiento de lospromedios multianuales de la TSM presenta fluctuaciones en los primeros cinco meses del ao;durante esta poca, los valores oscilan entre 25.5 y 27.5C. Estas marcadas fluctuaciones estnasociadas con la influencia de la Corriente del Caribe. Durante el segundo semestre, en particularel periodo julio-octubre, la TSM media multianual asciende y presenta valores que oscilanalrededor de 28C; ascenso relacionado con la influencia de la Contracorriente de Panam-Colombia. En los meses de noviembre y diciembre, la TSM presenta un descenso brusco convalores cercanos a los 26C.

En el Ocano Pacfico colombiano, las temperaturas medias multianuales para el periodo deestudio oscilaron entre 25 y 27C . Durante el periodo 1998-2002, en el Pacfico, entre los mesesde febrero, marzo y abril, la TSM oscilan entre los 26.5 y 27C; se aprecia que desde mayo ydurante el segundo semestre, la TSM disminuye notoriamente alcanzando valores entre a los 24.5y 25C, constatando la influencia de la Contracorriente Ecuatorial del Norte y posiblemente losprocesos de surgencia que a mediados del ao se incrementan al sur de la regin.


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Mapa 1. Distribucin espacial de la TSM media mensual multianual (1998-2002) para las reas martimas deColombia

Enero Febrero Marzo

Abril Mayo Junio

Julio Agosto Septiembre

Octubre Noviembre Diciembre

Leyenda (C)

24.0 - 24.7

24.7 - 25.4

25.4 - 26.126.1 - 26.8

26.8 - 27.5

27.5 - 28.1

28.1 - 28.828.8 - 29.5

En diciembre, la TSM inicia nuevamente un ascenso con respecto a los meses anteriores. Esconveniente considerar que durante el periodo analizado, hubo predominio de condiciones fras enel Pacfico Tropical lo cual incide en el comportamiento descrito. No obstante, el comportamiento


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est acorde con los procesos de mayor escala que ocurren en el Pacfico Tropical Oriental, dondepredominaron condiciones fras durante gran parte del periodo analizado.

Altura y periodicidad de la ola

El anlisis de la distribucin espacial de la altura de la ola (Fig. 3); muestra que en el Caribecolombiano se encuentran alturas significativas entre 2 y 3 metros con periodos casi estacionariosde 7 a 8 segundos durante los meses de enero-abril, cuando la interaccin entre la CorrienteGuayana y la Corriente Ecuatorial del norte forman la Corriente del Caribe y sta es adyacente allitoral, coincidiendo no solamente con la presencia de la Corriente ascensional, sino tambin con larama ciclnica de la Contracorriente de Colombia, las bajas temperaturas superficiales del mardurante esta poca del ao, la existencia de procesos de surgencia de aguas profundas y elfilamento oceanogrfico. En estos meses, se identifica la presencia de dos ncleos bastantemarcados: uno orientado hacia el centro y suroeste del Caribe (desde Cabo de la Aguja hasta laEnsenada de la Rada) donde existe un debilitamiento significativo de la TSM (Fig. 2) y un fuerteaumento de altura significativa de la ola; y otro, Mar adentro (12.5-15N entre 74-80W), dondelas masas de agua superficiales oscilan con temperaturas de 26 a 28C y alturas de la ola que nosobrepasan los 2.5 metros. Adicional a esto, la presencia de los vientos Alisios y la intensidadde los vientos durante este periodo fue bastante marcada; los valores oscilaron entre 15y 21 m/seg, especialmente durante el mes de febrero donde coincide con las mayores

alturas significativas. Durante el segundo semestre, donde la Zona de Confluencia Intertropicalcomienza a retornar de norte a sur, en los meses de agosto-noviembre, la altura significativa de laola desciende valores que oscilan entre 0.6 y 1.9 metros al igual que su periodicidad (Fig. 4) entre6 a 7 seg; descensos relacionado con la influencia de la Contracorriente de Panam-Colombia

En el Pacfico colombiano, la altura significativa de la ola se presenta entre el periodo de enero-abril, donde estas alturas oscilan entre 0.6 y 1.9 metros (con sus mximos entre Pta. SanFrancisco Solano y el Pacfico, lmite con Panam) con periodos de 9 a 10 segundos, excepto entreCabo Corrientes y Pta. Cocalito, donde los periodos oscilan entre 8 y 9 segundos; durante estosmismos meses, la intensidad de los vientos entre Pta. Charambiral y Pta Ardita oscilaron alrededorde 12 m/seg mientras que entre Boca Cacahual y Baha Ancon de sardinas prevalecieron entre los3 y 6 m/seg. Lo anterior, se debe al efecto de la fuerza de Coriolis, la Zona de confluenciaintertropical, los dbiles vientos Alisios del Sureste, a la Corriente de Colombia que se manifiesta

con mayor fuerza durante esta poca principalmente entre Cabo Corrientes y Pta. Coco y a lamarcada influencia del fenmeno fro de la Nia 1999-2001. Desde mayo y durante el segundosemestre, la altura de la ola disminuye levemente alcanzando valores de 0.6 metros y laintensidad de los vientos se modifica no superando los 9 m/seg; constatando la influencia de laContracorriente Ecuatorial del Norte, la disminucin de la temperatura superficial del mar, losprocesos de surgencia y afloramiento en la parte norte de la ensenada de Panam y los Alisios delSureste e indirectamente por la Contracorriente Subsuperficial de Cromwell y la Corriente deCalifornia. En el mes de mayo, adicional a lo anteriormente dicho, en cuanto a periodicidad de laola, se observa claramente el remolino ciclnico de la corriente de Colombia desde Pta. Guascamahasta Isla Barca.


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Mapa 2. Ciclo estacional de la altura de la ola en aguas martimas de Colombia

Enero Febrero Marzo

Abril Mayo Junio



Leyenda (m)

0.6 - 1.26

1.26 - 1.57

1.57 - 1.88

1.88 - 2.19

2.19 - 2.5

2.5 - 2.81

2.81 - 3.0


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Mapa 3. Ciclo estacional de la periodicidad de la ola en aguas martimas de Colombia

Enero Febrero Marzo

Abril Mayo Junio



Leyenda (seg)

6 - 7

7 - 8

8 - 9

9 - 10

10 - 11

11 - 12


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Direccin y velocidad del viento

En el mar caribe colombiano, las intensidades del viento superan a las velocidades que sepresentan sobre el Ocano Pacfico a lo largo del ciclo anual (Fig. 14).

Sobre el mar Caribe colombiano y para el perodo comprendido entre enero y abril, la velocidadpromedio del viento superan los 12m/s alcanzando valores medios de 20m/s especialmente haciafebrero debido a la influencia de los Vientos Alisios de Noreste, que prevalecen en la zona. Para la

poca de ciclones tropicales, el paso de Ondas tropicales del Este y la posicin ms norte de laZona de Convergencia Intertropical, entre Mayo y Noviembre, la intensidad del viento disminuyeen gran parte del Mar Caribe y, sus intensidades oscilan entre 6 y 12m/s, pero frente a las costasde Crdoba y Panam, donde se ubica la contracorriente de Colombia, las intensidades se reducensignificativamente con vientos en calma y los 3m/s. La reduccin ms notoria en la intensidad delviento se observa hacia septiembre y octubre, poca que ocurren las mximas precipitaciones enel litoral caribe colombiano.

Estacionalidad velocidad del vientoCaribe Colombiano

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

m/s

Contracorriente de Colombia Caribe colombiano (mar adentro) 12.5N76W

Figura 14. Ciclo estacional del viento, en la posicin de la Contracorriente de Colombia y un punto maradentro del Caribe colombiano.

Entre tanto, los vientos en el Pacfico colombiano estn influenciados por al paso estacional de laZona de Convergencia intertropical y el recurvamiento del Alisios del Sureste asociados elanticicln que se sita en el Pacfico Sur al atravesar el ecuador, situacin que genera vientos deloeste y suroeste. Entre enero y abril, cuando la nubosidad de la Zona de ConvergenciaIntertropical navega desde los 2S hacia la costa pacfica de Panam, la intensidad de los vientosson dbiles y su rango oscila entre 0.3 y 3m/s. Desde mayo hasta septiembre, la intensidad delos vientos muestra una tendencia a aumentar, alcanzando valores promedios de 6m/s, cuandolos vientos recurvados del anticicln del Pacfico Sur estn influenciando las condicionesmeteorolgicas sobre dicha rea martima de Colombia. Al final de ao, la Zona de Confluencia

Intertropical esta de regreso en su camino al sur y la intensidad del viento de nuevo muestra undebilitamiento similar al perodo enero abril.


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Mapa 4. Ciclo estacional de la velocidad del viento en aguas martimas de Colombia

Enero Febrero Marzo

Abril Mayo Junio



Leyenda (m/s)

0.3 - 3.3

3.3 - 6.3

6.3 - 9.39.3 - 12.2

12.2 - 15.2

15.2 - 18.2

18.2 - 21.2


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Direccin de la ola

Como se ha mencionado anteriormente, la circulacin de la capa superior del ocano estacontrolada principalmente por los sistemas de viento. Cuando el viento sopla sobre el ocano enuna determinada direccin, ejerce una fuerza de arrastre en la misma direccin, situacin que seve reflejada en las reas martimas de Colombia.

Para el caribe colombiano, mar adentro, el 87% de la direccin del viento corresponde a

direcciones procedentes del Este y Noreste y, la direccin de la ola proveniente de dicha direccincorresponde al 97% como se ilustra en la Tabla 10. En la zona de la Contracorriente de Colombia,se presenta un comportamiento fsico similar, donde la direccin de viento oscila en un 61% entreel Norte y Noreste, mientras que la direccin de la ola prevalece del noreste en un 94% en dichosentido. No obstante, la tercera direccin predominante tanto de oleaje (25%) como de viento(18%) en este sector de las aguas martimas de Colombia, es del Suroeste, con mayor frecuenciaentre agosto, septiembre y octubre.

Tabla 10. Taba de frecuencias en porcentaje (%) de direccin predominante del viento y oleaje en aguasmartimas de Colombia*

Mar Caribe(Mar adentro)

Contracorriente de Colombia(Mar Caribe)

Ocano Pacfico deColombia

DIRECCIN

VIENTO OLEAJE VIENTO OLEAJE VIENTO OLEAJEN 2 1 23 0 4 3NE 71 51 38 94 1 0E 46 48 3 1 1 0SE 5 1 3 2 1 0S 2 0 3 0 1 3SW 2 0 18 3 44 76W 1 0 4 0 30 10NW 0 0 9 0 17 7

* Las direcciones dadas aqu son de donde vienen (no hacia donde va)

Sobre el Ocano Pacfico colombiano, los vientos predominantes del Oeste y Suroeste cubren un74% del ciclo anual, mientras que el oleaje responde con un 76%. Direccin del Noroeste se da enun 17% en el viento y 7% en el oleaje (Ver tabla 3).

RELACIN ENTRE LA VELOCIDAD DEL VIENTO, ALTURA Y PERIODICIDAD DE LA OLA ENAGUAS MARTIMAS DE COLOMBIA

Existe una relacin directa entre la intensidad del viento y la altura de la ola para las reasmartimas de Colombia. Cuando la intensidad del viento aumenta, la altura de la ola crece y,cuando la intensidad del viento se debilita, la altura de ola responde con una reduccin (Figs.15 y16).


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Relacin estacional entre altura de la ola y la velocidad del viento

Caribe Colombiano

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

ENE FEB MA R A BR MA Y JUN JUL A GO SEP OCT NOV DIC

meses

metros

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

m/s

Altura de la ola (m) Velocidad del viento (m/s)

Relacin estacional entre altura de la ola y la velocidad del viento -

Caribe Colombiano

5,0

7,0

9,0

11,0

13,0

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

ENE FEB MAR A BR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

meses

m/s

0

1

2

3

4

5

6

7

8

segundos

Periodicidad (seg) Velocidad del viento (m/s)

Figura 15. Relacin estacional entre la velocidad del viento, la altura y la periodicidad de la ola en el MarCaribe de Colombia

Sin embargo, la relacin entre la periodicidad de la ola y el viento es distinta. En el Mar Caribecolombiano, aunque el patrn no es claro, la estabilidad en periodicidad de la ola muestraligeros descensos a medida que disminuye su intensidad. Entre tanto, sobre el Ocano Pacfico deColombia, hay una relacin inversa entre stas dos variables; entre enero y junio, cuando laintensidad del viento es menor, la periodicidad de la ola aumenta, mientras que para el resto delciclo anual ocurre lo contrario, a medida que la velocidad del viento aumenta, la periodicidaddisminuye.

Relacin estacional entre altura de la ola y la velocidad del viento

Pacfico Colom biano

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

ENE FEB MA R A BR MA Y JUN JUL A GO SEP OCT NOV DIC

meses

metros

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

m/s

Altura de la ola (m) Velocidad del viento (m/s)

Relacin estacional entre la velocidad del viento y la periodicidad

de la ola - Pacfico Colombiano

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

ENE FEB MAR A BR MAY JUN JUL A GO SEP OCT NOV DIC

meses

m/s

0

2

4

6

8

10

12

segundos

Velocidad del viento (m/s) Periodicidad (seg)

Figura 16. Relacin estacional entre la velocidad del viento, la altura y la periodicidad de la ola en el Ocano

Pacfico de Colombia

4.3 PRONOSTICO DEL TIEMPO

El ser humano y dems seres vivientes se encuentran inmersos en la atmsfera del planeta Tierra,la cual tiene diferentes manifestaciones de acuerdo con el lugar y el momento dado. Estasmanifestaciones son conocidas con el nombre de tiempo, y su pronstico est enmarcado en elcorto y mediano plazo, es decir desde unas cuantas horas hasta aproximadamente 10 das.

Son muchos los fenmenos que se pueden presentar en el diario vivir, siendo algunos de ellos dendole catastrfica, por ello, la ciencia de la meteorologa debe responder de una maneraadecuada a la comunidad informndola y previnindola lo antes posible, sobre las distintasmanifestaciones, y en particular aquellas de tipo extraordinario y que pueden representar una

amenaza para la vida, los bienes, los servicios y el medio ambiente.

Los riesgos naturales, en particular los meteorolgicos, cada vez causan ms muertes y daosmateriales. Estos riesgos meteorolgicos comprenden una amplia variedad de fenmenos. En laTabla 11, se enumeran los riesgos con respecto a los cuales la Oficina de Pronstico y Alertasemite boletines, avisos y alertas sobre la ocurrencia y posible evolucin de los mismos.


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Tabla 11. Lista de fenmenos meteorolgicos para los cuales el IDEAM emite boletines de pronsticos, avisosy aletas.

Tormentas y fenmenospeligrosos

Precipitacin,niebla y otras

formas de vapor deagua

Calor y fro Otros riesgosrelacionados con el

tiempo

Ciclones tropicales Lluvias y lloviznas Olas de calor SequaTemporal invernal Granizada Heladas Inundaciones

Vientos fuertes Niebla y neblina Temperaturasextremas

Crecidas repentinas

Descargas elctricas Humedad elevada Viento muy fro Avalanchas

Olas, mareas de tempestad, marde leva

Nubosidad Calor excesivo, Deslizamientos de tierra

Reduccin de visibilidad Incendios

Turbulencia Tsunamis

Inversiones de radiacin Contaminacin

Vendaval

Debido al carcter interfornterizo de los diferentes fenmenos meteorolgicos ha sido necesariodesarrollar mtodos y sistemas de observacin con una buena cobertura geogrfica de datos parael seguimiento de los mismos. A travs de la Organizacin Meteorolgica Mundial - OMM, creadaen 1950 y suscrita a la ONU, se logr este propsito. En la actualidad la OMM cuenta con 185pases miembros y facilita la cooperacin internacional en servicios y observacionesmeteorolgicos, promueve el intercambio rpido de informacin meteorolgica, la normalizacinde las observaciones meteorolgicas y la publicacin uniforme de observaciones y estadsticas.De esta manera es posible obtener permanentemente y a nivel mundial informacin meteorolgicade ltima hora a travs de los sistemas de observacin y enlaces de telecomunicacin a cargo decada uno de los pases miembros, que constan de (Fig. 17): cuatro satlites de rbita polar, cinco

satlites geoestacionarios, unas 10.000 estaciones de observacin terrestres, 7.000 estaciones debuque y 300 boyas fondeadas y a la deriva equipadas con estaciones meteorolgicas automticas,as como otros sistemas complementarios. Cada da, los enlaces de gran velocidad transmitenms de 15 millones de caracteres de datos y 2.000 mapas meteorolgicos para apoyar las laboresde anlisis y pronsticos con medios tcnicos sumamente complejos. De ese modo, el pblico engeneral, los distintos usuarios y los medios de comunicacin reciben constantemente unainformacin actualizada.


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Figura 17. Esquema del Sistema Mundial de Observacin. (Fuente: OMM, 2004)

Desde hace varias dcadas se inici una revolucin en la prediccin meteorolgica con lasimulacin numrica del tiempo. Para realizar la simulacin de la atmsfera, se requiere de unfundamento fsico que explique las leyes que gobiernan el movimiento de la atmsferaacompaado de un complejo desarrollo matemtico y computacional y de un estado inicial de laatmsfera, el cual est constituido por todas las observaciones meteorolgicas para un momentodado y que son suministradas por el Sistema Mundial de Observacin.

El modelo de pronstico del tiempo est compuesto por ecuaciones diferenciales de primero ysegundo orden que representan o dan parmetros a los fenmenos fsicos involucrados, llamadasecuaciones de diagnstico. Dadas estas funciones matemticas es posible integrar en el espacio (alo largo de todo el planeta y de toda la atmsfera) y en el tiempo, para simular el estadoatmosfrico global del sistema en el futuro (pronstico). Los resultados son tanto ms precisoscuantas ms consideraciones se contemplen sobre el medio fsico que compone la superficie de latierra (cuerpos de agua, cordilleras, suelos, entre otros), o la biosfera que la cubre. Debe tenersepresente que cada uno de estos aspectos reviste carcter propio de investigacin y desarrollo,antes de ser incorporado al modelo. Por ello, para poner en marcha un modelo de pronstico deltiempo para fines operativos se requiere de un trabajo previo y riguroso para asegurar que lospronsticos suministrados por el modelo se acerquen lo mximo posible a la realidadmeteorolgica

Los modelos mundiales de prediccin numrica se han aplicado con xito, sin embargo, estosmodelos mundiales no pueden proporcionar todava informacin suficientemente detallada pararealizar predicciones en reas limitadas. Las predicciones locales requieren una resolucin todava

mayor, a fin de representar pequeas estructuras atmosfricas que ejercen una influenciadeterminante sobre el tiempo en un determinado lugar. Por ello, los modelos de alta resolucin,capaces de simular un nmero cada vez mayor de fenmenos atmosfricos de pequea escala,adquieren una importancia cada vez mayor como elementos de orientacin para las predicciones anivel local.


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La formulacin bsica de los modelos de alta resolucin es la misma que para los modelosmundiales salvo que, para predecir los fenmenos de menor escala posible, aquellos deberntener resolucin espacial y temporal, y tambin unos mtodos de parametrizacin ms detallados.La calidad y el grado de detalle de los campos iniciales utilizados para la prediccin numricadesempean un papel especialmente importante a pequea escala, en particular para aseguraruna mejor precisin, exactitud y grado de fiabilidad.

La prediccin numrica del tiempo sobre un perodo de unos pocos das puede considerarse

matemticamente como un problema de valores iniciales; por esta razn, la salida de unaprediccin numrica del tiempo estar determinada por la calidad de los datos inicialesintroducidos en el modelo. Esto significa que el ciclo de asimilacin de datos de un modelo deprediccin numrica del tiempo es un constituyente vital y al cual se le dedica un alto empeocientfico para su mejora, siendo por lo tanto el Sistema Mundial de Observacin la espina dorsaldel cualquier sistema de pronstico del tiempo.

El IDEAM, adems de formar parte del Sistema Mundial de Observacin para la produccin dedatos meteorolgicos en tiempo real, mantiene un programa operativo para el pronstico deltiempo y cuenta con las corridas de modelos globales para resoluciones espaciales que varanentre los 80 a 190 km y con un modelos de mesoescala de cobertura nacional para resolucionesespaciales de 8 y 24 km. Estos modelos producen campos espaciales de los distintos parmetrosmeteorolgicos en varios niveles verticales de la atmsfera para un periodo de pronstico quealcanza a superar los 5 das. Campos de diagnstico y pronstico usuales, tales como presinmedia al nivel del mar, humedad relativa, temperatura, viento, precipitacin, entre otros, sonderivados de los modelos como herramientas primordiales para el pronstico del tiempo. En la Fig.18 se muestran algunos ejemplos de campos derivados.

Los pronstico, avisos y alertas oportunos de fenmenos meteorolgicos, como tormentas, vientosfuertes, mareas de tempestad, entre otros, son valiossimos para salvar vidas humanas, alproporcionar la informacin necesaria para sacar a la poblacin de la zona de peligro o ayudar alas personas a tomar rpidamente las medidas requeridas, adems permite a las empresas, a losfuncionarios del gobierno local y al pblico en general modificar sus operaciones y proteger susbienes. Por ejemplo, cuando se conoce previamente la llegada a tierra de un cicln tropical ohuracn, muchas empresas e instalaciones industriales pueden cesar sus operaciones en formaordenada. Del mismo modo, los distintos estamentos de ayuda y socorro pueden planear y poneren marcha sus planes de contingencia.

Figura 18. Resultados de la simulacin atmosfrica con el modelo de alta resolucin (24 km) MM5 que seutiliza para el diagnostico y pronostico del estado del tiempo.


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4.4 CAMBIO CLIMTICO EN COLOMBIA Y EL MUNDO

Los reportes del Panel Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climtico (IPCC por su sigla eningls) han sido reconocidos como la mejor fuente de informacin sobre cambio climtico. Una de lasms importantes conclusiones del segundo reporte de evaluacin del IPCC del ao 1995 ha sido que el balance de la evidencia sugiere que hay una perceptible influencia humana sobre el climaglobal1[1]. Esta declaracin estimul a muchos gobiernos a las negociaciones de lo que lleg a ser el

Protocolo de Kyoto (1997), el cual busca disminuir las emisiones relacionadas a actividades humanasde Gases de Efecto Invernadero (GEI). El tercer reporte de evaluacin (Third Assessment Report -TAR), emitido en mayo de 2001,(Tabla12) confirm los hallazgos del segundo reporteproporcionando nuevas y ms fuertes evidencias sobre el calentamiento mundial.

Qu es el Cambio Climtico?

El clima de la Tierra depende del equilibrio radiativo de la atmsfera, el cual depende a su vez dela cantidad de la radiacin solar que ingresa al sistema y de la concentracin atmosfrica dealgunos gases variables que ejercen un efecto invernadero natural (gases traza con actividadradiativa, nubes y aerosoles). Estos agentes de forzamiento radiativo varan tanto de formanatural como por la actividad humana, produciendo alteraciones en el clima del planeta.

En general, las actividades humanas estn emitiendo GEI que estn aumentando las concentracionesnaturales de estos en la atmsfera. El dixido de carbono (CO2) se emite principalmente, por elconsumo de combustibles fsiles (carbn, petrleo y sus derivados y gas natural) para generarenerga, por la tala y quema de bosques y por algunos procesos industriales como la fabricacin delcemento. El xido nitroso (N2O) y el metano (CH4) son emitidos por actividades agrcolas(especialmente por la aplicacin de fertilizantes y por cultivos de arroz bajo riego), cambios en el usode la tierra y otras fuentes. Los CFCs son emitidos por procesos industriales y otros gases como elmonxido de carbono (CO), los xidos de nitrgeno (NOx) y compuestos orgnicos voltilesdiferentes al metano (que son precursores de ozono y de gases de efecto invernadero directo) sonemitidos en un gran porcentaje por el sector transporte.

Las molculas de los GEI tienen la capacidad de absorber y reemitir las radiaciones de onda larga(esta es la radiacin infrarroja, la cual, es eminentemente trmica) que provienen del sol y la que

refleja la superficie de la Tierra hacia el espacio, controlando el flujo de energa natural a travs delsistema climtico. El clima debe de algn modo ajustarse a los incrementos en las concentracionesde los GEI, que genera un aumento de la radiacin infrarroja que es absorbida por los GEI en la capainferior de la atmsfera (la troposfera), en orden a mantener el balance energtico de la misma. Esteajuste generar un cambio climtico que se manifestar en un aumento de la temperatura global(referido como calentamiento global) que generar un aumento en el nivel del mar, cambios en losregmenes de precipitacin y en la frecuencia e intensidad de los eventos climticos extremos (talescomo tormentas, huracanes, fenmenos del Nio y la Nia), y se presentar una variedad deimpactos sobre diferentes componentes, tales como la agricultura, los recursos hdricos, losecosistemas, la salud humana, entre otros.

Un enfoque integrado del cambio climtico tiene en cuenta la dinmica del ciclo completo de causas yefectos interrelacionados en todos los sectores afectados. En el siguiente esquema se presenta un

marco de evaluacin integrado para la consideracin de los cambios climticos antropognicos segnse reporta en el TAR. Las flechas amarillas muestran el ciclo de causa a efecto entre los cuatrocuadrantes y la flecha azul indica la respuesta de la sociedad ante los impactos del cambio climtico.

1[1] UNEP-WMO-UNITAR-UNFCCC. Climate Change - Information kit. Editado en Suiza. Enero de 1997

E Portal Atlas Climatologico Cuarta Parte

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